catia齿轮参数化设计

1、Desi gni ng para met r i cabout Bevel Wheel and Spur Gear Wheel with Catia V5用CATIA V5来设计斜齿轮与直齿轮的参数目录一齿轮参数与公式表格PAGE 3二参数与公式的设置PAGE 5三新建零件PAGE 7四定义原始参数PAGE 8五定义计算参数PAGE 10六 核查已定义的固定参数与计算参数PAGE 13七 定义渐开线的变量规则PAGE 14八 制作单个齿的几何轮廓PAGE 16九创建整个齿轮轮廓PAGE 32十创建齿轮实体PAGE 35一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：20

2、deg压力角：(10deg a 20deg)2m长度(mm)模数3z整数齿数(5 z，hf = m *；else hf = m *齿根咼=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9 drf长度(mm)rp - hf:齿根圆半径10rb长度(mm)rp * cos( a )基圆半径ii nrr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 *n ) +sin(t *n ) * t* n )基于变量t的齿廓渐开线X 坐14yd长度(mm)rb * ( sin(t *n )

3、- cos(t * n ) * t* n )基于变量t的齿廓渐开线X 坐15 b角度(deg):斜齿轮的分度圆螺旋角16L长度(mm)齿轮的厚度(在定义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现在零件树看起来应该如下:四.定义原始参数点击按钮理皿，如图下所示：这样就可以创建齿轮参数：1.选择参数单位(实数，整数，长度，角度)2点击按钮:际二=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)现在零件树看起来应该如下：(直齿轮)(斜齿轮)多了个参数：b分度圆螺旋角五定义计算参数大部分的几何参数都由 乙m,a三个参数来决定的，而不需要给他们设置

4、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 核查已定义的固定参数与计算参数七 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。平常我们画图也是给一系列渐开线上的点坐标xO,yO,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 9，并且输入规则名称，如下所示： 然后就可以给渐开线上的X和Y坐标编辑两条规则公式： xd= rb * ( cos(t * Pl*1rad) +sin(t * Pl*1rad) * t * PI

5、) yd= rb * (sin (t * Pl*1rad)-cos(t * Pl*1rad) * t * PI )在CATIA的公式编辑器里的注意事项：三角函数功能中使用角度，而不是数字，因此我们必须使用角度常量，如1rad或者1deg PI代替数字n八制作单个齿的几何轮廓插入J 统为了与实体相区别，利用几何图形集来完成齿形轮廓线的绘制插入(P巨參几且珮集.L开贮j產找_中应!成式外形设计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.定义参数，常量与公式(已做)。2 插入5个点，其位置由xd(t)和yd(t)规则函数来定义：在XY平面上任意定义5个点(如下) 代入xd(t)和yd

6、(t)规则，从t=0到t=编辑点的H V坐标: (大部分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1 点，2f4,勵礎式J计算得到不同变量t对应的点的H、V坐标3. 做一条包含5个渐开线点的样条曲线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*因此渐开线曲线必须外伸去与齿根圆相交。（由经验公式，外伸长度=2*m）定义长度公式2*m5. 核查外伸接近渐开线样条线的（0）点。6. 定义接触点：poi nt con t

7、act（渐开线曲线与分度圆的相交点）。根据原则，在这点上，极坐标角度等于压力角此点的变量参数t= a/180deg因此我们可以像先前的构造点（如点 1,点2）那样计算它：7. 定义一个通过齿轮轴线和接触点 poi nt con tact的接触平面pla ne co ntact8. 定义一个齿的中值平面plane median :在一个对称性齿轮中，单个齿的分度圆齿厚角度为180deg/z。因此中值平面与接触平面的角度为90deg/z。中值平面定义为：接触平面通过旋转轴（齿轮轴线）旋转 90 deg/z的平面：9. 定义单个齿的初始平面 plane start?:每个齿的轮廓点都开始于齿根圆上，

8、其为两个相连的齿的中点。初始平面定义为：接触平面通过旋转轴（齿轮轴线）旋转 -90 deg/z的平面: 通过这就能明白，初始平面与中值平面对称于接触平面。10. 画齿根圆 circle roof :在初始平面plane start上，定义齿根圆的初始点 point debut : V=0 H= -rf= -*m）= -rp+（或者与之相反，总之要在这个平面上，且处于齿廓的正常方向）用“中心和点”定义齿根圆:中心=0, 0, 0 (point central)点=上面定义的初始点 point start变量角度=0到90deg11. 插入齿根圆与外插样条线之间的圆角此轮廓包含齿根圆、圆角与外插样

9、条线，且多余的曲线应被切除:12. 用“中心和半径”画齿顶圆 circle outer :中心=0, 0, 0(point central)支持面=XY平面半径=ra=rp+ha=rp+m变量角度=0到90deg13. 创建这个齿的另一边(与圆角对称于中值平面)14修剪圆角、对称与齿顶圆得到单个齿的轮廓: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F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:开赠点击按钮-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) 得到完整的直齿轮实体：2.创建斜齿轮实体:幵赠形状一一创成式外形设计根据斜齿轮的性质，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中生产此斜线的方法是在轴线的水平平面上绘制斜线，绘制时调用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得到螺旋线。用“中心和半径”画出分度圆cir