catia齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì).doc

Designing parametricabout Bevel Wheel and Spur Gear Wheel with Catia V5用CATIA V5來設(shè)計(jì)斜齒輪與直齒輪的參數(shù)制作：?jiǎn)l(fā)網(wǎng)-期待著。QQ： 635869623 目錄一 齒輪參數(shù)與公式表格PAGE 3二 參數(shù)與公式的設(shè)置PAGE 5三 新建零件PAGE 7四 定義原始參數(shù)PAGE 8五 定義計(jì)算參數(shù)PAGE 10六 核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù)PAGE 13七 定義漸開線的變量規(guī)則PAGE 14八 制作單個(gè)齒的幾何輪廓PAGE 16九 創(chuàng)建整個(gè)齒輪輪廓PAGE 32十 創(chuàng)建齒輪實(shí)體PAGE 35一 齒輪參數(shù)與公式表格序號(hào)參數(shù)類型或單位公式描述1a角度(deg)標(biāo)準(zhǔn)值：20deg壓力角：（10dega20deg）2m長(zhǎng)度(mm)模數(shù)3z整數(shù)齒數(shù)（5z200）4p長(zhǎng)度(mm)m * 齒距5ha長(zhǎng)度(mm)m齒頂高=齒頂?shù)椒侄葓A的高度6hf長(zhǎng)度(mm)if m 1.25 ，hf = m * 1.25；else hf = m * 1.4齒根高=齒根到分度圓的深度7rp長(zhǎng)度(mm)m * z / 2分度圓半徑8ra長(zhǎng)度(mm)rp + ha齒頂圓半徑9rf長(zhǎng)度(mm)rp - hf齒根圓半徑10rb長(zhǎng)度(mm)rp * cos( a )基圓半徑11rr長(zhǎng)度(mm)m * 0.38齒根圓角半徑12t實(shí)數(shù)0t1漸開線變量13xd長(zhǎng)度(mm)rb * ( cos(t * ) +sin(t * ) * t * )基于變量t的齒廓漸開線X坐標(biāo)14yd長(zhǎng)度(mm)rb * ( sin(t * ) -cos(t * ) * t * )基于變量t的齒廓漸開線X坐標(biāo)15b角度(deg)斜齒輪的分度圓螺旋角16L長(zhǎng)度(mm)齒輪的厚度（在定義計(jì)算參數(shù)中舔加公式時(shí)，可以直接復(fù)制公式：注意單位一致）二 參數(shù)與公式的設(shè)置三 新建零件依次點(diǎn)擊點(diǎn)擊按鈕 現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下：四定義原始參數(shù) 點(diǎn)擊按鈕，如圖下所示：這樣就可以創(chuàng)建齒輪參數(shù)：1. 選擇參數(shù)單位（實(shí)數(shù)，整數(shù)，長(zhǎng)度，角度）2. 點(diǎn)擊按鈕3. 輸入?yún)?shù)名稱4. 設(shè)置初始值（只有這個(gè)參數(shù)為固定值時(shí)才用）現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下： （直齒輪） （斜齒輪）多了個(gè)參數(shù)：b分度圓螺旋角五 定義計(jì)算參數(shù)大部分的幾何參數(shù)都由z,m,a三個(gè)參數(shù)來決定的，而不需要給他們?cè)O(shè)置值，因?yàn)镃ATIA能計(jì)算出他們的值來。因此代替設(shè)置初始值這個(gè)步驟的是，點(diǎn)擊按鈕然后就開始編輯公式：六 核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù)七 定義漸開線的變量規(guī)則上面我們已經(jīng)定義了計(jì)算參數(shù)的公式，現(xiàn)在我們需要定義出能得到齒廓漸開線上的點(diǎn)的X，Y坐標(biāo)的公式。平常我們畫圖也是給一系列漸開線上的點(diǎn)坐標(biāo)x0,y0,x1,y1，在這里，CATIA提供了一個(gè)方便的工具來完成它：變量規(guī)則。為了創(chuàng)建一個(gè)規(guī)則，點(diǎn)擊按鈕，并且輸入規(guī)則名稱，如下所示：然后就可以給漸開線上的X和Y坐標(biāo)編輯兩條規(guī)則公式：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的公式編輯器里的注意事項(xiàng)： 三角函數(shù)功能中使用角度，而不是數(shù)字，因此我們必須使用角度常量，如1rad 或者 1deg PI代替數(shù)字八 制作單個(gè)齒的幾何輪廓為了與實(shí)體相區(qū)別，利用幾何圖形集來完成齒形輪廓線的繪制整個(gè)齒輪是單個(gè)齒的圓形循環(huán)，下面將說明如何制作一個(gè)單齒：1 定義參數(shù)，常量與公式（已做）。2 插入5個(gè)點(diǎn)，其位置由xd(t)和yd(t)規(guī)則函數(shù)來定義： 在XY平面上任意定義5個(gè)點(diǎn)（如下） 代入xd(t)和yd(t)規(guī)則，從t=0到t=0.4編輯點(diǎn)的H、V坐標(biāo)：（大部分齒輪的漸開線變量不會(huì)超過0.4）下面以t=0.2的漸開線點(diǎn)為例，編輯其V坐標(biāo)：點(diǎn)擊 計(jì)算得到不同變量t對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的H、V坐標(biāo)3 做一條包含5個(gè)漸開線點(diǎn)的樣條曲線點(diǎn)擊 4 朝齒輪的中心外插樣條曲線： 漸開線曲線的終點(diǎn)在基圓上，基圓半徑rb= rp * cos( 20 )rp*0.94。 當(dāng)z42時(shí),齒根圓小于基圓。如z=30時(shí)，rf=rp-hf=rp-1.25*m=rp*(1-2.5/z) =rp*0.92 因此漸開線曲線必須外伸去與齒根圓相交。（由經(jīng)驗(yàn)公式，外伸長(zhǎng)度=2*m）點(diǎn)擊按鈕定義長(zhǎng)度公式2*m 5.核查外伸接近漸開線樣條線的（0）點(diǎn)。 6.定義接觸點(diǎn)：point contact（漸開線曲線與分度圓的相交點(diǎn)）。 根據(jù)原則，在這點(diǎn)上，極坐標(biāo)角度等于壓力角 此點(diǎn)的變量參數(shù)t=a/180deg 因此我們可以像先前的構(gòu)造點(diǎn)（如點(diǎn)1,點(diǎn)2）那樣計(jì)算它： 7.定義一個(gè)通過齒輪軸線和接觸點(diǎn)point contact的接觸平面plane contact： 點(diǎn)擊按鈕 8.定義一個(gè)齒的中值平面plane median： 在一個(gè)對(duì)稱性齒輪中，單個(gè)齒的分度圓齒厚角度為180deg/z。 因此 中值平面與接觸平面的角度為90deg/z。 中值平面定義為：接觸平面通過旋轉(zhuǎn)軸（齒輪軸線）旋轉(zhuǎn)90 deg/z的平面： 9.定義單個(gè)齒的初始平面plane start: 每個(gè)齒的輪廓點(diǎn)都開始于齒根圓上，其為兩個(gè)相連的齒的中點(diǎn)。 初始平面定義為：接觸平面通過旋轉(zhuǎn)軸（齒輪軸線）旋轉(zhuǎn)-90 deg/z的平面： 通過這就能明白，初始平面與中值平面對(duì)稱于接觸平面。 10.畫齒根圓circle roof： 在初始平面plane start上，定義齒根圓的初始點(diǎn)point debut： V=0 H= -rf= -(rp-1.25*m)= -rp+1.25m（或者與之相反，總之要在這個(gè)平面上，且處于齒廓的正常方向） 用“中心和點(diǎn)”定義齒根圓： 中心=0，0，0（point central） 點(diǎn)=上面定義的初始點(diǎn)point start 變量角度=0到90deg 11.插入齒根圓與外插樣條線之間的圓角 此輪廓包含齒根圓、圓角與外插樣條線，且多余的曲線應(yīng)被切除： 點(diǎn)擊按鈕 12.用“中心和半徑”畫齒頂圓circle outer： 中心=0，0，0(point central） 支持面=XY平面 半徑=ra=rp+ha=rp+m 變量角度=0到90deg 13.創(chuàng)建這個(gè)齒的另一邊（與圓角對(duì)稱于中值平面） 點(diǎn)擊按鈕 14.修剪圓角、對(duì)稱與齒頂圓得到單個(gè)齒的輪廓： 點(diǎn)擊按鈕 15.核查齒廓的結(jié)果： 九 創(chuàng)建整個(gè)齒輪輪廓齒輪輪廓是單個(gè)齒的圓形陣列： 點(diǎn)擊按鈕 陣列模式：完整徑向 旋轉(zhuǎn)軸：Z軸 實(shí)例數(shù)量：f(x)=z 接合陣列與單齒輪廓點(diǎn)擊按鈕下面的零件樹顯示了完整的集合圖集：十 創(chuàng)建齒輪實(shí)體 1.創(chuàng)建直齒輪實(shí)體： 點(diǎn)擊按鈕 類型：尺寸 長(zhǎng)度：f(x)=l 輪廓/曲面：接合（在上面所創(chuàng)建的幾何圖集） 得到完整的直齒輪實(shí)體： 2.創(chuàng)建斜齒輪實(shí)體：形狀創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)根據(jù)斜齒輪的性質(zhì)，若將斜齒輪分度圓柱面展開則螺旋線成為一條斜直線，斜直線和軸線之間的夾角即為分度圓上螺旋角b，CATIA中生產(chǎn)此斜線的方法是在軸線的水平平面上繪制斜線，繪制時(shí)調(diào)用f(x)中的螺旋角b，使得所繪制的斜線與軸線的夾角角度為螺旋角。在將繪制的斜直線投影到分度圓柱面上就可以得到螺旋線。 用“中心和半徑”畫出分度圓circle pitch 中心