用CATIAV5来设计斜齿轮与直齿轮的参数.docx
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用CATIAV5来设计斜齿轮与直齿轮的参数
用CATIAV5来设计斜齿轮与直齿轮的参数
【3D动力网】一齿轮参数与公式表格;二参数与公式的设置;三新建零件;四概念原始参数;五概念计算参数;六核查已概念的固定参数与计算参数;七概念渐开线的变量规则;八制作单个齿的几何轮廓;九创建整个齿轮轮廓;十创建齿轮实体。
一齿轮参数与公式表格————————————————————————
二参数与公式的设置—————————————————————————
三新建零件—————————————————————————————
四概念原始参数———————————————————————————
五概念计算参数———————————————————————————
六核查已概念的固定参数与计算参数——————————————————
七概念渐开线的变量规则———————————————————————
八制作单个齿的几何轮廓———————————————————————
九创建整个齿轮轮廓—————————————————————————
十创建齿轮实体———————————————————————————
一、齿轮参数与公式表格
序号参数类型或单位公式描述
1a角度(deg)标准值:
20deg压力角:
(10deg≤a≤20deg)
2m长度(mm)——模数
3z整数——齿数(5≤z≤200)
4p长度(mm)m*π齿距
5ha长度(mm)m齿顶高=齿顶到分度圆的高度
6hf长度(mm),hf=m*;
elsehf=m*齿根高=齿根到分度圆的深度
7rp长度(mm)m*z/2分度圆半径
8ra长度(mm)rp+ha齿顶圆半径
9rf长度(mm)rp-hf齿根圆半径
10rb长度(mm)rp*cos(a)基圆半径
11rr长度(mm)m*齿根圆角半径
12t实数0≤t≤1渐开线变量
13xd长度(mm)rb*(cos(t*π)+sin(t*π)*t*π)基于变量t的齿廓渐开线X坐标
14yd长度(mm)rb*(sin(t*π)-cos(t*π)*t*π)基于变量t的齿廓渐开线X坐标
15b角度(deg)——斜齿轮的分度圆螺旋角
16L长度(mm)——齿轮的厚度
(在概念计算参数中舔加公式时,可以直接复制公式:
注意单位一致)
二、参数与公式的设置
三、新建零件
依次点击————
点击按钮
此刻零件树看起来应该如下:
四.概念原始参数
点击按钮
,如图下所示:
这样就可以够创建齿轮参数:
1.选择参数单位(实数,整数,长度,角度…)
2.点击按钮
3.输入参数名称
4.设置初始值(只有这个参数为固定值时才用)
此刻零件树看起来应该如下:
(直齿轮) (斜齿轮)多了个参数:
b分度圆螺旋角
五、概念计算参数
大部份的几何参数都由z,m,a三个参数来决定的,而不需要给他们设置值,因为CATIA能计算出他们的值来。
因此代替设置初始值这个步骤的是,点击按钮
然后就开始编辑公式:
六、核查已概念的固定参数与计算参数
七、概念渐开线的变量规则
上面咱们已经概念了计算参数的公式,此刻咱们需要概念出能取得齿廓渐开线上的点的{X,Y}坐标的公式。
平常咱们画图也是给一系列渐开线上的点坐标x0,y0,x1,y1…,在这里,CATIA提供了一个方便的工具来完成它:
变量规则。
为了创建一个规则,点击按钮
,而且输入规则名称,如下所示:
然后就可以够给渐开线上的X和Y坐标编辑两条规则公式:
◆xd=rb*(cos(t*PI*1rad)+sin(t*PI*1rad)*t*PI)
◆yd=rb*(sin(t*PI*1rad)-cos(t*PI*1rad)*t*PI)
在CATIA的公式编辑器里的注意事项:
◆三角函数功能中利用角度,而不是数字,因此咱们必需利用角度常量,如1rad或1deg
◆PI代替数字π
八、制作单个齿的几何轮廓
为了与实体相区别,利用几何图形集来完成齿形轮廓线的绘制
整个齿轮是单个齿的圆形循环,下面将说明如何制作一个单齿:
1.概念参数,常量与公式(已做)。
2.插入5个点,其位置由xd(t)和yd(t)规则函数来概念:
◇在XY平面上任意概念5个点(如下)
◇代入xd(t)和yd(t)规则,从t=0到t=编辑点的H、V坐标:
(大部份齿轮的渐开线变量不会超过)
下面以t=的渐开线点为例,编辑其V坐标:
点击—
◇计算取得不同变量t对应的点的H、V坐标
3.做一条包括5个渐开线点的样条曲线
点击
4.朝齿轮的中心外插样条曲线:
◇渐开线曲线的终点在基圆上,基圆半径rb=rp*cos(20°)≈rp*。
◇当z42时,齿根圆小于基圆。
如z=30时,rf=rp-hf=*m=rp*z)=rp*
◇因此渐开线曲线必需外伸去与齿根圆相交。
(由经验公式,外伸长度=2*m)
◆点击按钮
◆概念长度公式2*m
5.核查外伸接近渐开线样条线的(0)点。
6.概念接触点:
pointcontact(渐开线曲线与分度圆的相交点)。
◇按照原则,在这点上,极坐标角度等于压力角
◇此点的变量参数t=a/180deg
◇因此咱们可以像先前的构造点(如点1,点2…)那样计算它:
7.概念一个通过齿轮轴线和接触点pointcontact的接触平面planecontact:
点击按钮
8.概念一个齿的中值平面planemedian:
◇在一个对称性齿轮中,单个齿的分度圆齿厚角度为180deg/z。
◇因其中值平面与接触平面的角度为90deg/z。
◇中值平面概念为:
接触平面通过旋转轴(齿轮轴线)旋转90deg/z的平面:
9.概念单个齿的初始平面planestart:
◇每一个齿的轮廓点都开始于齿根圆上,其为两个相连的齿的中点。
◇初始平面概念为:
接触平面通过旋转轴(齿轮轴线)旋转-90deg/z的平面:
◇通过这就可以明白,初始平面与中值平面对称于接触平面。
10.画齿根圆circleroof:
◆在初始平面planestart上,概念齿根圆的初始点pointdebut:
◇V=0
◇H=-rf=-*m)=-rp+1.25m(或与之相反,总之要在这个平面上,且处于齿廓的正常方向)
◆用“中心和点”概念齿根圆:
◇中心=0,0,0(pointcentral)
◇点=上面概念的初始点pointstart
◇变量角度=0到90deg
11.插入齿根圆与外插样条线之间的圆角
此轮廓包括齿根圆、圆角与外插样条线,且多余的曲线应被切除:
点击按钮
12.用“中心和半径”画齿顶圆circleouter:
◇中心=0,0,0(pointcentral)
◇支持面=XY平面
◇半径=ra=rp+ha=rp+m
◇变量角度=0到90deg
13.创建这个齿的另一边(与圆角对称于中值平面)
点击按钮
14.修剪圆角、对称与齿顶圆取得单个齿的轮廓:
点击按钮
15.核查齿廓的结果:
九、创建整个齿轮轮廓
齿轮轮廓是单个齿的圆形阵列:
◇点击按钮
◆阵列模式:
完整径向
◆旋转轴:
Z轴
◆实例数量:
f(x)=z
◇接合阵列与单齿轮廓
点击按钮
下面的零件树显示了完整的集合图集:
十、创建齿轮实体
1.创建直齿轮实体:
点击按钮
◇类型:
尺寸
◇长度:
f(x)=l
◇轮廓/曲面:
接合(在上面所创建的几何图集)
取得完整的直齿轮实体:
2.创建斜齿轮实体:
——形状——创成式外形设计
按照斜齿轮的性质,若将斜齿轮分度圆柱面展开则螺旋线成为一条斜直线,斜直线和轴线之间的夹角即为分度圆上螺旋角b,CATIA中生产此斜线的方式是在轴线的水平平面上绘制斜线,绘制时挪用f(x)中的螺旋角b,使得所绘制的斜线与轴线的夹角角度为螺旋角。
在将绘制的斜直线投影到分度圆柱面上就可以够取得螺旋线。
◆用“中心和半径”画出分度圆circlepitch
◇中心=0,0,0(pointcentral)
◇支持面=XY平面
◇半径=rp
◇变量角度=0到90deg
◆分度圆的拉伸曲面:
点击按钮
◆画斜直线图:
长度=l/cos(b)
直线与Z轴角度=b
直线一端与点pointcentral相合
◆将斜直线投影到分度圆的拉伸曲面上
点击按钮
◆实体设计
点击按钮
取得完整的斜齿轮实体: