毕业设计（论文）-基于CATIA齿轮库的创建及应用.doc

毕业设计（论文）题 目： 基于CATIA齿轮库的创建及应用 学 院： 航空制造工程学院专业名称： 机械设计制造及其自动化班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二O一五 年 六 月 基于CATIA齿轮库的创建及应用 全套设计加扣3012250582 摘要：齿轮是工业设备最常见的零件之一。齿轮通过与其它齿状机械零件传动，可实现改变运动形式、改变运动方向和改变转速与扭矩等功能，齿轮类零件具有功率范围大、传动比准确、传动效率高等优点。本文构思出齿廓的三种设计方法，针对齿轮类零件应用的通用性和广泛性，利用CATIA的参数化设计功能，并根据三种齿廓设计方法建立包括直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮、正交面齿轮，蜗轮蜗杆的齿轮库。本文运用绘制渐开线点的方法绘制齿廓，并且利用CATIA放样出齿实体，创建出直齿圆柱齿轮及斜齿圆柱齿轮。运用绘制渐开线点的方法绘制出齿槽，并且利用CATIA放样出齿凹槽，创建出直齿锥齿轮。运用绘制齿轮的范成法，利用CATIA布尔运算移除齿轮实体，创建出正交面齿轮。运用绘制渐开线点的发方法绘制出齿槽，并利用CATIA的开槽命令绘制出蜗轮蜗杆的凹槽实体，从而创建出蜗轮蜗杆。本文结合了VB对CATIA进行二次开发，建立了更为人性化的齿轮库界面。此齿轮类零件库运用时只需要在界面输入几个基本数据，就能在CATIA软件里生成我们所需要的齿轮类零件，为机械设计人员提供了极大的便利。关键字：齿轮，参数化设计，CATIA二次开发，VB 指导老师签名：Creation and Application of Gear Based on CATIAAbstract：Gear is one of the most common parts of industrial equipment. Gear through and other dentate mechanical transmission parts, change the form of exercise, change the function of the movement direction and change speed and torque and gear parts with the scope of power, transmission ratio accurate, high efficiency advantages of transmission.This paper conceives a wide tooth of three design methods, gear parts used for general and extensive using CATIA parametric design function, and according to the three wide tooth design method is established, which includes straight spur gear, helical gear, straight bevel gear, orthogonal face gear wheel, worm gear library.Using drawing involute method to draw wide tooth, and the use of CATIA lofting the solid model of gear tooth, straight spur gear and helical cylindrical gear is created. By using the method of involute point draw cogging, and make use of the CATIA set out to create the tooth groove, straight bevel gear. Using Fan Chengfa of the drawing gears, the gear entities are removed by CATIA Boolean operation, and the orthogonal face gears are created. By drawing involute point of hair rendering of the cogging, and draw out the entity of the groove of the worm by using CATIA slotted command, to create a worm.In this paper, the VB is developed for the two time, and the interface of the gear base is established. The use of this kind of gear wheel parts library only need to input interface is in a few basic data, you can in the CATIA software generation we need gear class components, provides a great convenience for mechanical designers.Keywords: Gear Parametric design Two development of CATIA VB Signature of Supervisor：目 录1 设计总则11.1 设计背景11.1.1 我国齿轮工业介绍11.1.2 国内外发展的状况及要求11.2 综合分析以及设计目的21.3 渐开线齿廓的创建方法22 Catia参数化齿轮设计52.1 直齿圆柱齿轮参数化设计52.1.1 新建零件52.1.2 定义原始参数52.1.3 定义计算参数62.1.4 核查已定义的固定参数与计算参数62.1.5 定义渐开线的变量规则62.1.6 制作单个齿的轮廓72.1.7 制作直齿圆柱齿轮92.2 斜齿圆柱齿轮参数化设计112.3 直齿锥齿轮参数化设计112.4 正交面齿轮参数化设计162.5 蜗轮蜗杆参数化设计182.5.1蜗杆参数化设计182.5.2蜗轮参数化设计213 建立齿轮零件库界面253.1 直齿圆柱齿轮库界面设计253.1.1 新建VB工程253.1.2 修饰程序界面253.1.3 代码生成253.1.4 保存工程，并保存EXE263.2 斜齿圆柱齿轮库界面设计273.3 锥齿轮库界面设计273.4 正交面齿轮库界面及加工程序设计283.5 蜗轮蜗杆库界面设计293.6 总界面设计29参考文献30致 谢31附录一32附录二33附录三36附录四38附录五44附录六48II南昌航空大学学士学位论文1 设计总则1.1 设计背景1.1.1 我国齿轮工业介绍齿轮常见于现代机械设备中，齿轮甚至通过车辆和民用器械渗入到寻常百姓的生活中。50年代我国的齿轮工业几乎从零起步，第一个五年计划期间我国才开始发展齿轮制造业，到60年代中期奠定了齿轮制造的初步基础，在各个行业中建立了许多具有代表性的齿轮制造的车间。70、80年代以后，通过国家重点的投入和庞大数量的技术引进，以及改革开放的深入贯彻，我国齿轮的工业有了新的发展，形成了一个齿轮门类齐全、颇具规模的工业。1.1.2 国内外发展的状况及要求二十一世纪是一个飞速发展的一个世纪，我国的各个行业正以惊人的速度向世界各国看齐，尤其是机械制造业正以一个有史以来最惊人的速度在向前发展。在机器装配设计过程中，为了提高设计效率，减少重复设计，缩短机械产品开发周期，建立三维的零件库是必不可少的一个环节。在基于CATIA V5、PRO/E、UG为设计平台的参数化机械产品设计中，标准件、常用件，它们在结构、尺寸、造型方面都已标准化或部分参数已标准化、系列化了，为了避免机械设计人员花费大量的时间来进行这些重复性建模的工作，提高设机械计效率和机械产品开发的速度，降低机械产品的开发成本，并实现机械组件准确、快速的装配，按我国的有关设计及参数的标准，通过利用CATIA V5中的Catalog及CATIA的二次开发技术、PRO/E中的族表及二次开发技术、UG中的Part families等开发工具来建立标准件和常用件的三维参数化零件库尤为的重要和有必要。因为这样，许多企业就经常自己建立一些标准件及常用件库、专业零件库。从机械制造业全行业的角度来看，这样做不仅耗费大量时间、人力和物力在重复的设计工作中，而且还由于各企业条件的限制及使用目的的不同，非常难建立一个完整、通用的零件库，对于因各个标准改变等情况而引起的零件库无法很好地更新。齿轮是机械设计人员在设计中最常用的零件之一，但是因为齿轮的齿廓渐开线形状复杂使之在很多三维建模软件中不能直接生成，需要机械设计人员一步一步地进行绘制，设计过程繁琐，设计效率低下，因此对于我们机械设计人员急需对齿轮类零件建立三维零件库。1.2 综合分析以及设计目的本文对国内外在齿轮库这方面研究的情况作了简单的调研，并查阅了大量的文献，目前国内外对二维的图形参数化和简单的三维实体的参数化建模研究较为成熟。对复杂的三维实体的参数化建模研究还比较少，特别是像齿轮类零件这形状复杂的三维实体的参数化建模设计更少见。其原因呢，一者是齿轮二维图形的参数化设计已经能满足传统的齿轮加工要求，二者是是运用低档 三维CAD 软件对复杂的齿轮三维实体很难实现参数化造型设计。随着虚拟制造技术的发展，用大型及通用的三维CAD软件对齿轮的三维实体进行参数化造型设计已成为每个机械设计者的迫切需要。本文以CATIA V5三维CAD设计软件为平台对，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮及正交面齿轮进行参数化三维设计，然后运用CATIA的二次开发技术，用VB语言编写各个齿轮的参数输入界面，建立好齿轮零件库，使我的设计更为人性化。设计最终要达到，当用户需要某个参数的以上各个齿轮零件，只要在界面输入参数，CATIA V5三维设计软件会自动生成所需要的齿轮零件。这极大地方便了每个设计人员，使原本要经过繁琐的绘图设计的齿轮零件只要一键就可以生成，并可以保存或修改后形成机器装配。1.3 渐开线齿廓的创建方法第一种方案：建立x，y分别关于实数t的参数方程，参数方程为：x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)y=(rb*cos(t*PI*1rad)+(rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad)式中rb为基圆半径，PI为。分别建立当t=0,0.1,0.2,0.25,0.3,0.35,0.4等各点，用样条线连接各点绘制出渐开线，再绘制出齿根圆，齿顶圆。用延伸，圆角，对称，剪切，圆形阵列等命令绘制出渐开线齿廓。（本文主要采用此方案进行齿廓绘制,详细方法见本文直齿圆柱齿轮参数化建模。）第二种方案：利用渐开线的参数方程绘制出渐开线，参数方程为x=rb*cos(2*n*PI*t)+rb*2*n*PI*t *sin(2*n*PI*t）y=rb*sin(2*n*PI*t)-rb*2*n*PI*t *cos(2*n*PI*t)式中rb为基圆半径，n为渐开线旋转圈数。再绘制出齿根圆，齿顶圆。用延伸，圆角，对称，剪切，圆形阵列等命令绘制出渐开线齿廓。具体绘制渐开线步骤如下：1. 假设rb=20，n=1，在工具栏中点击low命令，新建两个如下关系式： x=20mm*cos(2*PI*t)+20mm*2*PI*t *sin(2*PI*t） y=20mm*sin(2*PI*t)-20mm*2*PI*t *cos(2*PI*t)2. 进入创成式外形设计界面，新建原点，建立轴系绘制一条垂直于xy平面的直线，长度20mm。3. 利用两个low式子用平行曲线命令分别在yz，xz平面上绘制所建直线的平行曲线。如下图1-1所示为绘制平行曲线法则曲线的形状。图1-2为绘制平型曲线的形状。 图1-1（a）x法则曲线的形状 （b）y法则曲线的形状图1-2平行曲线的形状4.混合两条平行曲线，并将混合后的曲线投影到xy平面上即可在xy平面看到基圆半径为20mm的渐开线，隐藏其它曲线后，渐开线如下图1-3+图1-3 CATIA绘制渐开线曲线5.接下来绘制整个齿轮的方法如下面直齿圆柱齿轮的参数化设计绘制齿轮的方法。第三种方案：利用齿轮的加工方法范成法绘制齿轮渐开线齿廓，首先绘制出一个齿轮毛培圆柱和一个与之配合的齿条，再将毛培圆柱再齿条上做纯滚动，毛培每滚0.1就用布尔运算将齿条移除，当齿轮毛培滚过360，一个渐开线齿轮的建模就形成了，如下图1-4。（详细步骤如下面面齿轮参数化设计及程序设计）图1-4范成法齿轮建模492 Catia参数化齿轮设计2.1 直齿圆柱齿轮参数化设计2.1.1 新建零件依次点击开始形状创成式外形设计新建一个文件名为“chilun”的零件。2.1.2 定义原始参数需要定义的原始参数如下表2.1。表2.1原始参数序号参数单位或类型原始值参数名1Z整数25齿数2m长度(mm)2mm模数3a角度(deg)20deg压力角4L长度(mm)15mm齿宽5b角度(deg)0deg螺旋角6r1长度（mm）6mm齿轮孔半径点击按钮“f（x）”，如下图2-1所示，这样就可以创建齿轮参数：1.选择用户参数2.选择参数单位（实数，整数，长度，角度）3.点击按钮“新建参数类型”4.输入参数名称5.设置初始值（只有这个参数为固定值时才用）设置完初始值后，零件数如下图2-2所示。 图2-1设置参数界面 图2-2建立原始参数后零件数2.1.3 定义计算参数齿轮类零件大部分的几何参数都可以用z，m，a三个参数计算出来，不需要给他们设置初始值值。因此代替设置初始值这个步骤的是，点击按钮“添加公式”然后就开始编辑公式，需要定义计算的参数如下表2.2所示。表2.2计算参数序号参数类型或单位公式参数名1p长度(mm)m*PI齿距2ha长度(mm)m齿顶高系数3hf长度(mm)1.25*m齿根高系数4r长度(mm)m*Z/2分度圆直径5ra长度(mm)r+ha齿顶圆半径6rf长度(mm)r-hf齿根圆半径7rb长度(mm)r*cos(a)基圆半径8rr长度(mm)0.38*m齿根圆角半径2.1.4 核查已定义的固定参数与计算参数通过历史树（如下图所示）检查已定义的参数和关系是否正确，如下图2-3零件数参数2-3建立计算参数后零件数2.1.5 定义渐开线的变量规则上面我们已经定义了计算参数的公式，现在我们需要定义出能得到齿廓渐开线上的点的X，Y坐标的公式。点击fog按钮，建立一组X，Y,关于参数t的函数，方程为：x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)y=(rb*cos(t*PI*1rad)+(rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad)如下图2-4举例建立x关于t的函数。在CATIA的公式编辑器里的注意事项：1.CATIA中的三角函数是使用角度，而不仅仅是数字，因此我们必须在数字后面乘以角度单位常量，如1rad 或者 1deg；2.要设置形式参数；3.PI代替数字。图2-4建立x关于t的函数建立好后，零件数关系栏可以看得到有函数，如下图2-5。图2-5建立函数后关系栏2.1.6 制作单个齿的轮廓1.进入创成式外形设计，插入一个与坐标轴一样的轴系统，在xy平面画一个点，坐标为（0，0），并以此点为圆心在xy平面上建立齿根圆(就是空间的画圆工具)，半径公式为rf，圆限制为0-180。再以此点在xy平面上建立一个齿顶圆，半径公式为ra，圆限制为0-180。建立后如下图2-6所示。图2-6绘制齿根圆和齿顶圆2. 在xy平面上画点，H公式如下图2-7（a）所示为x的函数，V公式如下图（b）所示为y的函数，括号内分别输入0，0.1，0.2，0.25，0.3，0.35一共画出6个点来。注意每个点的两个括号内数字要相同。 (a) H公式的函数 (b)V公式为y的函数图2-7 函数创建对话框3. 用上面建立的6个点绘制一条样条线。用外插延伸工具延伸样条线，延伸边界为上面建立的第一个点，即点2，延伸长度公式为r。用圆角工具绘制齿根圆和延伸曲线的圆角，圆角半径为rr，如下图2-8所示。（注意圆角地方）图2-8延伸，圆角4. 用上面方法建立点，参数t=a/180deg。通过z轴和刚建立的点建立一个平面。再建立平面方式与平面垂直或成一定角度，轴为z轴，参考平面为刚才所建平面，角度公式为-360deg/Z/4。用对称命令对称渐开线曲线，参考为所建平面，如下图2-9所示。图2-9建立平面，对称5. 修剪，得到单个齿形，如下图2-10所示。图2-10单个齿形2.1.7 制作直齿圆柱齿轮1. 接合上面所建齿形，平移接合，平移距离公式为L，方向为z轴。旋转平移，旋转轴为z轴，旋转角度为L*tan(b)/ra*57.3deg。如下2-11所示。图2-11平移，旋转2. 在xy平面绘制齿根圆，这次绘制整圆，方法如上。再在xy平面建立一个圆，圆心为为圆点，半径为r1，绘制整圆，如下图2-12。2-12绘制齿根圆3. 进入零件设计界面，用多截面实体工具绘制单个齿形，用拉伸工具拉伸齿根圆，环形阵列实体，实例数为Z，实例间角度为360deg/Z，方向为z轴。用凹槽工具，切除孔。一个完整的渐开线参数齿轮就绘出来了，保存齿轮零件在桌面齿轮库齿轮库直齿圆柱齿轮zhichi.CATPart，如下图2-13所示。图2-13参数化齿轮2.2 斜齿圆柱齿轮参数化设计1. 由于上面2.1建立直齿轮时加入了螺旋角参数b，现在设计斜齿轮只要按照上面的步骤做出齿轮即可。2. 由于斜齿轮有法面模数和端面模数之分，而标准模数为法面模数，下面修改上面2.1所建齿轮的参数表，新建原始参数mn，修改一些参数的公式，设置b=8deg，保存文件在桌面齿轮库齿轮库斜齿圆柱齿轮chiilunxie.CATPart。参数表如下图2-14，斜齿轮实体如下图2-15。 图2-14 斜齿轮参数表 图2-15 斜齿轮2.3 直齿锥齿轮参数化设计如下图2-16分析锥齿轮锥体参数，将以下面方法绘制锥齿轮。图2-16锥体参数分析1. 建立如下图2-17的用户参数表。分度圆锥角用c表示。图2-17锥齿轮参数建立2. 在xy平面绘制出原点，建立轴系，建立x，y关于t的函数，关系式如上面直齿轮一样。3. 再xy平面绘制出如下图各点，点的坐标公式分别为，H=ra，V=ra/tan(ca)，H=r，V=r/tan(c)和H=rf，V=rf/tan(cf)。并连接各点到原点的直线，如下图2-18所示。图2-18绘制齿根锥母线、齿顶锥母线4. 用直线连接齿顶顶点与齿根顶点，将分度圆顶点沿分度圆母线平移，长度为公式B，再将刚才所建的线由分度圆顶点移到刚才所建点，再分割，分割后如下图2-19所示。图2-19剪切后的齿根锥母线5. 由小端齿顶圆顶点绘制y轴的法线，终点选直到y轴。用刚所建直线的另一端点偏移，方向为y轴，长度公式分别为C和A建立两点，如下图2-20所示。图2-20建立点6. 由上面两点分别建立直线，方向为x轴，长度无线。再分别建立如下图2-21所建直线。图2-21建立直线7. 分割，接合外形，绘制轴线，进入零件设计界面，旋转成实体。如下图2-20所示。图2-22锥实体8. 进入创成式外形设计界面，用曲面的切线建立平面，曲面选择锥背面，点选择大端顶点。在所建平面绘制点，H=0mm，V=0mm。建立轴系，原点为所建点，z轴平面选平面2，如下图2-23所示。图2-23建立平面，轴系9. 在上面所建轴系绘制单个齿廓,半径尺寸都用当量尺寸，绘制方法如上面圆柱齿轮齿廓建立方法，绘制后如下图2-24所示。图2-24建立单个齿廓10. 绕z轴旋转齿廓，角度为-360deg/Z。用直线连接两个齿廓，如下图2-25所示.图2-25旋转齿廓11. 绕z轴旋转齿廓中的凹槽，旋转角度为360deg/z-90deg。并绘制旋转后凹槽下端直线的中点，将旋转后的凹槽平移，方式从点到点，起点选凹槽的中点，终点选择锥背面齿根圆顶点，并绘制如图所示的凹槽两端点的直线，接合凹槽，如下图2-26所示。图2-26绘制、接合凹槽12.平移凹槽从点到点，起点大端齿根圆端点，终点小端齿根圆端点。再将小端凹槽缩放，缩放参考选小端齿根圆端点，比率公式为（r-B*tan（c）。再平移缩放，方向为齿根锥母线，距离输入0.2mm，平移后如下图2-27。图2-27建立大小端面凹槽轮廓13. 进入零件设计界面，运用已切除的多截面实体命令选择上面大小端面凹槽轮廓进行切除，再圆形阵列凹槽，实例个数为Z，实例间角度为360deg/Z，轴为上面旋转实体的轴。如下图2-28所示。图2-28形成齿实体14. 在创成式外形设计界面绘制一个半径为r1的整圆，在零件设计界面拉伸凹槽。隐藏所有空间曲线，最终参数化锥齿轮建成了，保存文件在面齿轮库齿轮库锥齿轮zhuichilun.CATPart。如下图2-29所示。图2-29参数化锥齿轮实体2.4 正交面齿轮参数化设计1. 正交面齿轮分析：为了方便建模，设置了几个如下图2-30的参数，正交面齿轮分析如下图所示。图2-30正交面齿轮参数分析2. 打开CATIA，打开直齿圆柱齿轮零件把齿轮齿顶圆绘制上圆角，圆角半径为rr，进入零件设计界面，新建一个几何体，并修改参数列表如下图2-31。图2-31面齿轮参数列表3. 以刚才新建的几何体2为工作对象，进入创成式外形设计，绘制圆点，并在zx平面上绘制,三个半径公式分别为r2，r3，r4的圆。如下图2-32所示。图2-32绘制圆4.进入零件设计，用拉伸凸台，拉伸凹槽等命令绘制如下图2-33。2-33建立正交面齿轮毛培5.以齿轮为工作对象，平移至如下图2-34的位置，并更改几何体零件。2-34平移齿轮至工作位置6.用布尔运算的移除命令移除齿轮，并把齿轮从零件几何体复制，再在Part下粘贴，再以粘贴的几何体为工作对象，使几何体齿轮每自转Z1/Z/10deg，那么齿轮绕y轴公转0.1deg，并最后移除粘贴齿轮。反复循环复制，粘贴，旋转，移除步骤，直至所有的齿全部切成形。如下图2-35，切除成形了少部分齿的正交面齿轮，将面齿轮的待加工零件保存在桌面齿轮库齿轮库面齿轮mianchi.CATPart。图2-35切除了部分齿的正交面齿轮2.5 蜗轮蜗杆参数化设计2.5.1蜗杆参数化设计1. 新建零件，进入创成式外形设计界面，绘制原点，插入轴系，建立参数表如下图2-36所示。图2-36蜗杆参数表2. 在xy平面绘制齿顶圆，分度圆，并将分度圆延z轴平移-10mm。在xz平面绘制点，H公式为r，V=-10mm。绘制螺旋线，起点为刚刚所建点，轴选择z轴，螺距公式为m*PI*Z，高度公式为B+20mm，方向选逆时针。绘制后如下图2-37所示。图2-37绘制蜗杆螺旋线3. 在上面所建点插入轴系2，平移z轴线，方向为x距离分别为hf、-ha-2mm建立两条直线。平移轴系2原点，方向为z轴，距离分别为m*PI/4、-m*PI/4建立两个点。绕y轴旋转x轴，角度分别为a、-a建立两条直线。将旋转后的两条直线平移至如下图2-38所示的位置。图2-38旋转绘制齿槽4. 绘制齿槽的翅根圆角，半径为让rr。分割成齿槽形，接合槽型，隐藏多余线。进入零件设计界面，拉伸凸台拉伸齿顶圆柱，拉伸长度为-B。如下图2-39所示。图2-39拉伸齿顶圆柱5. 利用开槽命令，轮廓选择齿槽，中心曲线选择螺旋线，控制轮廓选择拔模方向，方向选择轴系2的z轴，切出蜗轮齿形。如下图2-40所示。图2-40切出蜗杆6. 圆形阵列上面开槽，参考元素为轴系1的z，实例个数公式为Z，实例角度间距为360deg/Z。阵列后如下图2-41所示。图2-41阵列后蜗杆7. 进入创成式外形设计界面，在xy平面绘制齿根圆，平移原点，方向为z轴，距离为B，在新建点上绘制齿根圆。进入零件设计界面，拉伸两个齿根圆，距离都为A。隐藏线，一个完整的参数化蜗杆就建成了，如下图2-42所示，将建好的参数化保存在桌面齿轮库齿轮库蜗轮蜗杆wogan.CATPart。2-42参数化蜗杆8.上面提供的为当蜗杆Z2时，蜗杆的参数化设计。当蜗杆Z=1时，只要从上面的步骤删去步骤6即可，将建立好的Z=1的蜗杆零件保存在桌面齿轮库齿轮库蜗轮蜗杆wogan1.CATPart。2.5.2蜗轮参数化设计1. 新建零件，进入创成式外形设计界面，绘制原点，插入轴系，建立参数表如下图2-43所示。如图参数表，其中rg=9mm为蜗杆分度圆半径，Zg=2位蜗杆齿数，r1=4.15mm为蜗轮孔半径。图2-43蜗轮参数表2. 在zx平面绘制3个点即点2、点3、点4，（H，V）分别为（L/2，r1），（-L/2，r1），（0mm，r+rg）。在xz平面绘制两个圆，圆心都在点4上，绘制角度都为-180deg到0deg，半径分别为r+rg-ra和r+rg-rf。将z轴由原点分别平移到点2和点3上。平移后如下图2-44所示。图2-44新建轮廓3. 用两条平行在z轴直线分割上图下面的圆弧，将y轴由原点平移到，分割后的两点上，旋转两条平行z轴的直线，角度分别为45deg和-45deg。沿z轴平移分割后的两点，距离为m，连接平移后的两点。连接点2，点3，分割后得到如下图2-45的蜗轮实体轮廓。图2-45分割后蜗轮轮廓4. 隐藏上图下面的圆弧线，接合所有轮廓，进入零件设计界面，用旋转体命令旋转出蜗轮实体如下图2-46所示。图2-46旋转出蜗轮实体5. 进入创成式外形设计截面，如支持圆柱齿轮的渐开线点的绘制方法用x，y关于t的函数在yz平面绘制出6个渐开线点，用样条线连接6个点绘出渐开线。延长渐开线，长度为r。绘制出齿根圆，并绘出渐开线的延长线与齿根圆的圆角，圆角半径为rr，分割延长线。绘制出接触点，接触点类似于渐开线点的绘制，t=a/180deg。绘制出接触平面，接触点和x轴在接触平面上。用于平面成一定角度绘或垂直制出中性平面，轴选择x轴，参考平面为接触平面，角度为360deg/Z/4。将渐开线与圆角关于中性平面对称，分割出齿槽如下图2-47所示。图2-47单个齿槽6. 在中性平面绘制点5坐标为H=0mm，V=r+rg。在中性平面上绘制整圆，原点为刚刚所建点5，半径为rg。在中性平面绘制点6坐标为H=-rg，V=r+rg。在点5上绘制中性平面的垂线。在点5上绘制螺旋线，轴为所绘制的垂线，螺距为m*PI*Zg，高度为m*PI*Zg/2，方向选择逆时针。绘制完螺旋线后如下图2-48所示。图2-48绘制螺旋线7. 接合齿槽，进入零件设计界面，用开槽命令，轮廓选择齿槽，中心曲线选择螺旋线，控制轮廓选择拔模方向，方向选择y轴，勾选合并开槽的末端。圆形阵列开槽，实例个数为Z，实例间角度为360deg/Z，参考元素为x轴。隐藏空间曲线，一个参数化蜗轮就建好了，参数化蜗轮如下图2-49所示。将其保存在齿轮库蜗轮蜗杆下面。图2-49参数化蜗轮3 建立齿轮零件库界面3.1 直齿圆柱齿轮库界面设计3.1.1 新建VB工程打开VB编辑器，新建一个工程，工程名字为“直圆柱齿轮”，建立如下图3-1的图形界面。其中齿数后面文本框名称为“chishu”，模数后面文本框名称为“moshu”，齿宽后面文本框名称为“chikuan”，孔半径后面文本框名称为“kongjing”，压力角后面文本框名称为“yalijiao”按钮名称为“Command1”。图3-1VB图形化界面3.1.2 修饰程序界面插入有关数据的图片，再程序界面下面输入文字“本程序只需输入数值，无需代单位！”修饰完成如下图3-2所示。3-2修饰后程序界面3.1.3 代码生成双击创建按钮并在代码框里输入以下代码。代码为：Private Sub moshu_KeyPress(KeyAscii As Integer)If KeyAscii = 46 And Not CBool(InStr(txbNumber, .) Then Exit SubIf KeyAscii = 8 Then Exit SubIf KeyAscii 57 Then KeyAscii = 0End Sub使文本框只能输入数字和小数点，并且支持Backspace键回格 Private Sub Command1_Click()Dim CATIA As ObjectOn Error Resume NextSet CATIA = GetObject(, CATIA.Application) If Err.Number 0 ThenSet CATIA = CreateObject(CATIA.Application)CATIA.Visible = TrueEnd If On Error GoTo 0如果CATIA没启动，就启动CATIA，如果CATIA已启动，连接CATIASet documents1 = CATIA.DocumentsSet partDocument1 = documents1.Open(App.Path &zhichi.CATPart)打开桌面齿轮库齿轮库直齿圆柱齿轮zhichi.CATPart的CATIA零件Set part1 = partDocument1.PartSet parameters1 = part1.ParametersSet intParam1 = parameters1.Item(Z)intParam1.Value = chishupart1.Update修改参数名为“Z”的参数，使其值为文本款“chishu”的输入值，并更新（详细代码请看附录一）3.1.4 保存工程，并保存EXE将工程、form和EXE保存在桌面齿轮库齿轮库直齿圆柱齿轮文件夹内。保存后最后的程序如下图3-3所示。3-3直齿圆柱齿轮库程序界面3.2 斜齿圆柱齿轮库界面设计斜齿圆柱齿轮的界面设计和直齿圆柱齿轮界面设计差不多，如下图3-4斜齿圆柱齿轮程序界面图，其中齿数后面文本框名称为“chishu”，法面模数后面文本框名称为“moshu”，压力角后面文本框名称为“yalijiao”，齿宽后面文本框名称为“chikuan”，孔半径后面文本框名称为“kongjing”，螺旋角后面文本框名称为“luoxuanjiao”，按钮名称为“Command1”。由于斜齿圆柱齿轮代码和直齿圆柱齿轮代码类似，所以这里不列出来详细代码见附录二，将工程、form和EXE保存在桌面齿轮库齿轮库斜齿圆柱齿轮文件夹内。下面为程序界面图。程序界面图为：图3-4斜齿轮库程序界面图3.3 锥齿轮库界面设计锥齿轮的界面设计和直齿圆柱齿轮界面设计差不多，如下图3-5锥齿轮程序界面图，其中齿数后面文本框名称为“chishu”，模数后面文本框名称为“moshu”，压力角后面文本框名称为“yalijiao”，分锥角后面文本框名称为“fenzhuijiao”，A后面文本框名称为“A”，B后面文本框名称为“B”，C后面文本框名称为“C”，孔半径后面文本框名称为“kongjing”，按钮名称为“Command1”。由于直齿锥齿轮代码和直齿圆柱齿轮代码类似，所以这里不列出来详细代码见附录三，将工程、form和EXE保存在桌面齿轮库齿轮库锥齿轮文件夹内。下面为程序界面图。程序界面图为：图3-5锥齿轮库程序界面图3.4 正交面齿轮库界面及加工程序设计正交面齿轮的加工界面如下图3-6所示，其中面齿轮齿数后面的文本框名称为“mianchi”，加工齿轮齿数后面的文本框名称为“chishu”，模数后面的文本框名称为“moshu”，压力角后面的文本框名称为“yalijiao”，大端半径后面的文本框名称为“dajing”，小端半径后面的文本框名称为“xiaojing”，后面的文本框名称为“A”，后面的文本框名称为“B”，孔半径后面的文本框名称问“kongjing”，切除角度后面的文本框名称为“jiaodu”，按钮名称为“Command1”。程序代码如附录四，将工程、form和EXE保存在桌面齿轮库齿轮库面齿轮文件夹内。图3-6正交面齿轮加工界面3.5 蜗轮蜗杆库界面设计蜗轮蜗杆库界面设计如下图3-7所示，其中蜗杆头数后面的文本框名称为“toushu”，模数后面的文本框名称为“moshu”，蜗杆分度圆直径后面的文本框名称为“fenduyuan”，压力角后面的文本框名称为“yalijiao”，蜗杆伸出后面的文本框名称为A，蜗轮齿数后面的文本框名称为“chishu”，蜗轮孔半径后面的文本框名称为“kongjing”，蜗杆齿宽后面的文本框名称为“gankuan”，蜗轮宽度后面的文本框名称为“lunkuan”。将“gankuan”“lunkuan”文本框的locked的属性改为Ture。本文中，蜗杆齿宽的计算公式为（12+0.1*Z蜗轮）*m，蜗轮宽度公式为da蜗杆*0.75。程序代码见附录五，将工程、form和EXE保存在桌面齿轮库齿轮库蜗轮蜗杆文件夹内。图3-7蜗轮蜗杆库界面3.6 总界面设计总界面程序图如下图3-8，其中按钮名字从上至下分别为“Command1”，“Command2”，“Command3”，“Command4”Command4”。程序如附录六。图3-8总界面设计参考文献1 机械工业科学技术委员会，中国齿轮专业协会中国齿轮产品目录M北京：机械工业出版社，19972 埃米罗切 著，崔洪斌，郭彦书 译. 北京.计算机辅助设计与制造（第2版）. 清华大学出版社. 2006-10-1.3 中国机械设计大典编委会中国机械设计大典(第4卷机械传动设计)M南昌江西科学技术出版社，20024 张志佳基于三维造型的齿轮CAD系统的研究和开发D沈阳：东北大学硕士学位论文，2002-11-135 胡海龙.CATIA V5R18基础设计. 北京.清华大学出版社. 2010-7-16 肖石林渐开线齿轮在CATIA V5中的三维参数化建模与应用D起重运输机械，2004.7 张志佳基于三维造型的齿轮CAD系统的研究和开发D沈阳：东北大学硕士8 魏 勇， 沈占彬， 邬向伟. 基于Solidworks的渐开线斜齿轮锥齿轮参数化设计.现代制造技术与装备.2010年第四期.9 陈华，孙书民. 基于范成法虚拟加工技术的渐开线齿轮建模研究. 2010-9.10 陈 华，孙书民，王和顺. C A TIAV 5 环境下基于包络原理的渐开线齿轮精确建模. Equipment Manufactring Technology No.7,2007.11 胡挺，吴立军. CATIA二次开发技术基础. 电子工业出版社. 2006-3.12 孙恒，陈作模，葛文杰. 机械原理. 高等教育出版社. 2005-12.13 濮良贵，陈国定，吴立言. 机械设计. 高等教育出版社. 2012-8.14 尤春风CATIA V5 机械设计M北京：清华大学出版社，2002-1.15 詹煕达.CATIAV5R20产品设计实例精解. 北京. 机械工业出版社.2011-8-1.致 谢从去年寒假前的两星期至最终定稿虽说已经过了近半年时间，但是要在这么短的时间完成对一个从来没有接触过的CATIA软件的学习及用CATIA对齿轮类零件进行参数化建模还是挺不容易的，我内心深处满含深深的感激之情。感谢我的论文导师冯占荣老师，是您让我对CATIA软件有一点的了解，并运用了CATIA创建了齿轮类零件库。通过这次做毕业设计，使我对CATIA绘图有一定的了解，并且能用参数化设计零件，还能使用VB语言编制简单的程序界面，这对于我今后的工作和我为之服务的企业，无疑是不可多得的宝贵财富。由于本设计水平比较有限，论文中的有些不足之处，欢迎老师和专家们指正。附录一Private Sub yalijiao_KeyPress(KeyAscii As Integer)If KeyAscii = 46 And Not CBool(InStr(txbNumber, .) Then Exit SubIf KeyAscii = 8 Then Exit SubIf KeyAscii 57 Then KeyAscii = 0End SubPrivate Sub kongjing_KeyPress(KeyAscii As Integer)If KeyAscii = 46 And Not CBool(InStr(txbNumber, .) Then Exit SubIf KeyAscii = 8 Then Exit SubIf KeyAscii 57 Then KeyAscii = 0End SubPrivate Sub chikuan_KeyPress(KeyAscii As Integer)If KeyAscii = 46 And Not CBool(InStr(txbNumber, .) Then Exit SubIf KeyAscii = 8 Then Exit SubIf KeyAscii 57 Then KeyAscii = 0End SubPrivate Sub moshu_KeyPress(KeyAscii As Integer)If KeyAscii = 46 And Not CBool(InStr(txbNumber, .) Then Exit SubIf KeyAscii = 8 Then Exit SubIf KeyAscii 57 Then KeyAscii = 0End SubPrivate Sub chishu_KeyPress(KeyAscii As Integer)If KeyAscii = 8 Then Exit SubIf KeyAscii 57 Then KeyAscii = 0End SubPrivate Sub Command1_Click()Dim CATIA As ObjectOn Error Resume NextSet CATIA = GetObject(, CATIA.Application) If Err.Number 0 ThenSet CATIA = CreateObject(CATIA.Application)CATIA.Visible = TrueEnd If On Error GoTo 0Set documents1 = CATIA.DocumentsSet partDocument1 = documents1.Open(App.Path &zhichi.CATPart)Set part1 = partDocument1.PartSet parameters1 = part1.ParametersSet intParam1 = parameters1.Item(Z)intParam1.Value = chishupart1.UpdateSet parameters2 = part1.ParametersSet length1 = parameters2.Item(m)length1.Value = mos