catia传动齿轮参数化设计

1、Designing parametricabout 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PAGE 3一齿轮参数与公式表格 TOC o 1-5 h z 二参数与公式的设置 PAGE5三新建零件 PAGE7四定义原始参数 PAGE8五定义计算参数 PAGE10 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 核查已定义的固定参数与计算参数 PAGE13 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 定义渐开线的变量规则 PA

2、GE14制作单个齿的几何轮廓 PAGE16创建整个齿轮轮廓 PAGE32十创建齿轮实体 PAGE35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：20deg压力角：(10degWaw 20deg2m长度(mm)模数3z整数齿数(5 z 1.25 , hf = m * 1.25 ; else hf = m * 1.4齿根高=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9rf长度(mm)rp - hf齿根圆半径110rb长度(mm)rp * cos( a )基圆半径11rr长度(mm)m * 0.38齿根圆角半径

3、12t实数0 t 1渐开线变量13xd长度(mm)rb * ( cos(t *兀)+sin(t *兀)* t *基力艾量t的齿廓渐开线X坐标14yd长度(mm)rb * ( sin(t * -cos(t *) 兀)* t * 兀)基于艾量t的齿廓渐开线X坐标: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)参数与公式的设置三新建零件依次点击 二加口匚：.,一置件Knnwl电4度白 Aivi sor点击按钮现在零件树看起来应该如下:匣|CATn Y5 -6上红.CATFarU口 开始区IEHOVIA V5文件更）编

4、辑10昌X塞逼词平面 平面 平面）晶参数 卡关系零部件几何睇四.定义原始参数点击按钮I,如图下所示:视图叩插入工具窗口过）帮助电）,强田中ea氢各田卫国圉团典噂氏1公式二gear?l2d萨”上的过滤器 过滤器名称：一 过滤器类型;帝三双击某个参数以对它进行编辑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.点击按钮新建类型参数.输入参数名称.设置初始值（只有这个参数为固定值时才用）公式 ;g电靠I守包上的过滤器过滤器名称:过滤器类型:国域三? XI导入一双击某个参数以对它迸行编辑语次品义术版产定编辑当前券数的名称或值新建类型芟热丽三用I单个值删鳗赳现在零件树看起来应该如下

5、:添加公式删除公式I3确定1 ，应用1 .取消口开始理）EMDVIA V5文件电） 弱辑也（直齿轮）五定义计算参数、|CAJ工A. V5 gear. CATFart 平面平面平面、叩参数 一筋工=30 酒 ih=4jiuil 一管 a=20deg-R 1=20 urn勺 b=15deg-生关系L症零部件几何体（斜齿轮）多了个参数：b分度圆螺旋角大部分的几何参数都由 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，点击按钮建加公式然后就开始编辑公式:公式褊嗝器：rp困黑管|一 =h * j/ 2字典参数成员数重命名的参数成员数

6、MJ &区 串Ur集集 部繁数度度符at面体系式数 全臂实长角字Fe平实关公亭针 数数 数 指数数函函 数数寸函 的函函造造 函函尺造 表数造造构串构 造造件构 计宜函构则药环符向表量药药部面建学位量 设运值点视线循字方列测面蹒零平对数单常J确定I六 核查已定义的固定参数与计算参数TJcATIA 5一 tear. CATFart开始区）言EiraviA V5文件坦） 编辑（X） 视售m=4mm1 二 20 nunb=15degha=4mik=nihf=+1. 25rp=60nun=iiL * e/ 2ra=64mjn=Tp + haxf=55mjn=rp - hfrb=56* 382nniir

7、p + cos ( a )工尸 L 52nun=m + 0. 33系金七 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,并且输入规则名称，如下所示：(M)10 病纱。同合厚部 *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 * PI*1rad) +sin(t * PI*1rad) * t * PI )yd= rb * (sin (t * P

8、I*1rad)-cos(t * PI*1rad) * t * PI )在CATIA的公式编辑器里的注意事项：1rad 或者 1deg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PI代替数字兀强juea辑器：zd处于活动状态?l Xl困，国现贝II创建者NuW, 200B-H10*/sd=rb * ( cos (t*FI*lrad ) +sin (t*F1*】r&d ) *t+?I )重命名的参数成员数参数成员题部 全S亚 集 集 力熟度度符式面隹系式常数 布实长角字F平实关公参造构串榔数数寸函一讨篁函构则构环函函尺造造造件构一面象学位星八制作单个齿的几何轮廓插入久），轴系百

9、.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）以几回图形集.一开始型状&创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:.定义参数，常量与公式（已做）。.插入5个点，其位置由xd和yd规则函数来定义: 在XY平面上任意定义5个点（如下） 代入xd和yd(t)规则，从t=0到t=0.4编辑点的H、V坐标:(大部分齿轮的渐开线变量不会超过0.4)卜面以t=0.2的渐开线点为例，编辑其 V坐标:点击：1点一加4. 4Sibid公式骗辑器厂几何图形集.八点.2?| XI几何图辨集了点.2WLa卡塔员数 |关系kd& e名 串 集部命度数尔度符at面体线系式全

10、重长实布角字h平实点直关公数函函函造造造构串构考数集轴系统数 数数寸函 函函尺造 造造件构计K函构则构环符向表量构构醺面象学位量设运值点视线循字方列都面较零平对数单常公式偏辑器k几何图港集T点，2一x|快集”点2V-tvaluste CO, 2成员数善数设计表运直值函数的指针 点构造函数Law-valTLit实数:实数数数 数 致函函 数数寸函 因造造 函函尺造 JS构串构 造造件构 沟环符句表星构苞部面象学位量 线循字方列测面线零平对数单常J确定 5取消 计算得到不同变量t对应的点的H、V坐标J-HBIJrTsJJ点自自EE膏点点5个渐开线点的样条曲线3.做一条包含点击.朝齿轮的中心外插样条

11、曲线：渐开线曲线的终点在基圆上，基圆半径 rb= rp * cos（ 20 片rp*0.94。当 z、小 F+晶参数 卜需关系 卜塔零部件几何体 圈几1亚联集. 1+点.L人占2I1、1、 J囱 常一。一r |爰争五|./2 一Evaluat e (a/180de g)V=0, TBimif 关系 d -Evaltiate (a/180deg)X=1Y=0Z=07.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.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

12、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:.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。.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=0H= -rf= -（rp-1.25*m尸-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“中心和点”定义齿根圆

13、：中心=0, 0, 0 P 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CornerT melgjxLabCornerTypt Corner On Support 口 Ch&ckOnVertex3LabElwentl cTrclercotW Che ckTr imEl-ement 1.LabElemeiit2 |外插 1二 Che ekTr i miEl em ent2LabSuppor t |缺百佰f平面)LabRayvn 卜-111 r日

14、圆ButtorJkict预览12.用“中心和半径”画齿顶圆 circle outer：中心=0, 0, 0(point central)支持面二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）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:JJCKTI* 5 - ecv-CATFari-In x|口开始目 EBDVIAV5文件拿 编辑 视图叩 插入Q） 工具（I） 窗口切 帮助QD昌索塞追r 吗用 龊引中令久乳冬田60圉E样条线,外插.1point contactplans Jtart*。

15、工 J八 目假典.1几何图施集.1/工选定0 12 3 占i占3 占叱占3 1 1 1 N gear一-W平面r - y1平面一 。平面 卜队轴系统 4晶参数 美系 卜旌零部件几何体 k型刀何图形善.!3匕5&一 n 一分女回/磔短 -城当昌/ weR Q2 二：”一7/4配凑角含一1尊序gS0一晶；小 圈.遇虱飞常心一般一生1一E国副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J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卜面的零件树显示了完整的集合图集:Eear回模式卜一w平面F： ji同真兔:生.i“门平面 卜.工H平面4j鼬系洸 方磊参鲍 愕

16、美系 卜玄苏州徉几何体外捕. 1point contactr plant contactj - Dlan& medi&ii.ol国立金 start；point debiit x * point cen1ral.circle iootiron十创建齿轮实体1.创建直齿轮实体:机瓶设计例叁部件设计点击按钮类型：尺寸长度：f(x)=l轮廓/曲面：接合(在上面所创建的几何图集)XX平面 平面 平面y工2X零部件几何体填充器.1卜曼几何图形集.1L Iron得到完整的直齿轮实体:.九轴系统品参数4.关系I?K2.创建斜齿轮实体:开始)形状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circle pitch中心=0, 0, 0(point central)支持面二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point central 相合