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：