用CATIAV5来设计斜齿轮与直齿轮的参数.docx

1、用CATIAV5来设计斜齿轮与直齿轮的参数用CATIA V5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 1 a 角度(deg) 标

2、准值：20deg 压力角：（10dega20deg） 2 m 长度(mm) 模数 3 z 整数 齿数（5z200） 4 p 长度(mm) m* 齿距 5 ha 长度(mm) m 齿顶高=齿顶到分度圆的高度 6 hf 长度(mm) ，hf=m*； elsehf=m* 齿根高=齿根到分度圆的深度 7 rp 长度(mm) m*z/2 分度圆半径 8 ra 长度(mm) rp+ha 齿顶圆半径 9 rf 长度(mm) rp-hf 齿根圆半径 10 rb 长度(mm) rp*cos(a) 基圆半径 11 rr 长度(mm) m* 齿根圆角半径 12 t 实数 0t1 渐开线变量 13 xd 长度(mm)

3、 rb*(cos(t*)+sin(t*)*t*) 基于变量t的齿廓渐开线X坐标 14 yd 长度(mm) rb*(sin(t*)-cos(t*)*t*) 基于变量t的齿廓渐开线X坐标 15 b 角度(deg) 斜齿轮的分度圆螺旋角 16 L 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

4、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

5、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 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y

6、d(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

7、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

8、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

9、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、

10、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：