catia齿轮参数化设计

1、Desi g n i n g p a r a m e t 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PAGE7四定义原始参数PAGE8五定义计算参数PAGE10六 核查已定义的固定参数与计算参数PAGE13七 定义渐开线的变量规那么PAGE14八制作单个齿的几何轮廓PAGE16九创立整个齿轮轮廓PAGE 32十创立齿轮实体PAGE 35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：2

2、0deg压力角：(10deg a202m长度(mm)模数3z整数齿数(5z 1,25, hf = m * 1.25;else hf = m * 1.4齿根高=齿根到分度圆的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 * 0.38齿根圆角半径12t实数0t 1渐开线变量13xd长度(mm)rb * ( cos(t *) ) +sin(t *% ) *t *% )基于变量t的齿廓渐开线14yd长度(mm)rb * ( sin(t *冗)

3、-cos(t *% ) *基于变量t的齿廓渐开线t * % )15b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依次点击F二I1 二一二开始智什 Advisor点击按钮：力现在零件树看起来应该如下：四.定义原始参数点击按钮 q,如图下所示：这样就可以创立齿轮参数：1 .选择参数单位实数,整数,长度,角度2 .点击按钮翘粪矍邀J3 .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局部的几何参数都由 z,m,a三

4、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,点击按钮还但1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那么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：变量规那么.为了创立一个规那么,点击按钮,并且输入规那么名称,如下所示：然后就可以给渐开线上的 X和Y坐标编辑两条规那么公式： xd= rb * ( cos(t * PI*1rad) +sin(t

5、 * PI*1rad) * t * PI ) yd= rb * (sin (t * PI*1rad)-cos(t * PI*1rad) * t * PI )在CATIA的公式编辑器里的考前须知：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代替数字冗八制作单个齿的几何轮廓插入(X)3纲承统 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(X)算几回图影集.一开始)_ 理状 _ 与 创成式外册设计 r -1.2.定义参数,常量与公式(已做).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:插入5个点,其位置由xd(t)和yd(t)规

6、那么函数来定义:在XY平面上任意定义5个点(如下) 代入xd(t)和yd(t)规那么,从t=0到t=0.4编辑点的H V坐标:(大局部齿轮的渐开线变量不会超过0.4 )F面以t=0.2的渐开线点为例,编辑其 V坐标:tilUEDSSw4. 42m而计算得到不同变量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样条定义No点切线方向张度曲率方向曲率半径一点添加于后O点添加于前O替换点口支持面上的几何图形|没有选择关闭样条曲线移除点1移除相切口 1反转相切口 J程除曲率口 1 显示参数确定w4.朝齿轮的中央外插样条曲线：渐开线曲线的终点在基圆上,基圆半径rb= rp * cos( 20

7、rp*0.94.当 z42 时,齿根圆小于基圆如 z=30 时,rf=rp-hf=rp-1.25*m=rp*(1-2.5/z) =rp*0.92 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 点击按钮 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：point contact渐开线曲线与分度圆的相交点. 根据原那么,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point contact 的接触平面 plane contact :点击按钮

8、8 .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 o 因此 中值平面与接触平面的角度为90deg/z o 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,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 deb

9、utV=0 H= -rf= -(rp-1.25*m)= -rp+1.25m(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“中央和点定义齿根圆：中央=0, 0, 0 ( point central )点二上面定义的初始点 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、圆角与外插样条线,且多余的曲线应被切除：点击按钮12 .用“中央和半径画齿顶圆 circle outer :中央=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 .创立这个齿的另一边(与

10、圆角对称于中值平面)点击按钮 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:九创立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弱点击按钮口;、下面的零件树显示了完整的集合图集:十创立齿轮实体1 .创立直齿轮实体：霍部件设计而1口扇一点击按钮类型：尺寸 长度：f(x)=l 轮廓/曲面：接合(在上面所创立的几何图集)得到完整的直齿轮实体:2 .创立斜齿轮实体:形状一一创成式外形设计根据斜齿轮的性质,假设将斜齿轮分度圆柱面展开那么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“中央和半径画出分度圆circle pitch