catia齿轮参数化设计

Designingparametric之阿布丰土创作

aboutBevelWheelandSpurGearWheelwithCatiaV5

用CATIAV5来设计斜齿轮与直齿轮的参数目录TOC\o"1-5"\h\z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\o"CurrentDocument"八制作单个齿的几何轮廓 PAGE 16

PAGE32PAGE35PAGE32PAGE35一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)尺度值：20deg压力角：(10degWaW20deg)2m长度(mm)模数3z整数齿数(5WzW200)4p长度(mm)m*n齿距5ha长度(mm)m齿顶高二齿顶到分度圆的高度6hf长度(mm)ifm>1,25，hf=m*1.25；elsehf=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0主1渐开线变量13xd长度(mm)rb*(cos(t*n)+sin(t*n)*t*n)基于变量1的齿廓渐开线X坐标14yd长度(mm)rb*(sin(t*n)-cos(t*n)*t*n)基于变量1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）二参数与公式的设置三新建零件依次点击开始电） 犯撷谀计 恁'霎部件谩计开始⑤ 装件 口Knowing,MEm点击按钮晶现在零件树看起来应该如下：四.定义原始参数点击按钮很，如图下所示：这样就可以创建齿轮参数：.选择参数单位（实数，整数，长度，角度…）.点击按钮新建类型噂|.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2,山,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调的是，点击按钮添加公式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，点击按钮门，而且输入规则名称，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*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©——1A解统一.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©—第几回图毯集一，开蛤冬—蜃状—‘啦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.拔出5个点，其位置由xd(t)和yd(t)规则函数来定义:◊在乂丫平面上任意定义5个点(如下)◊代入xd(t)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出0.4)下面以t=0.2的渐开线点为例，编辑其V坐标：点击危点击危—— 4.48mm◊计算得到分歧变量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曲点切然方向张度曲率方向曲率半径点击0123

点点点点

1234d点篇加于后O点击0123

点点点点

1234d点篇加于后O点融口于前O替换点口支不面上的几何图形「分百坛择口|美团样亲曲线移除点I移除相切口1反转相切口1誉除曲率口15显示参数力3313必取消预览.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*0.94o当z<42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♦点击按钮审定义长度公式2*m.核查外伸接近渐开线样条线的(0)点。.定义接触点：pointcontact（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：.定义一个通过齿轮轴线和接触点pointcontact的接触平面planecontact：点击按钮。.定义一个齿的中值平面planemedian：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90deg/z的平面：.定义单个齿的初始平面planestart:◊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-90deg/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circleroof：♦在初始平面planestart上，定义齿根圆的初始点pointdebut：◊V=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“中心和点，，定义齿根圆：◊中心二0,0,0(pointcentral)◊点二上面定义的初始点pointstart◊变量角度=0到90deg.拔出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.用“中心和半径”画齿顶圆circleouter：◊中心二0,0,0(pointcentral)◊支持面二XY平面◊半径=ra=rp+ha=rp+m◊变量角度=0到90deg.创建这个齿的另一边(与圆角对称于中值平面)点击按钮「山.修剪圆角、对称与齿顶圆得到单个齿的轮廓：点击按钮，、.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,二；.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生▼下面的零件树显示了完整的集合图集:十创建齿轮实体©零部件设计.©零部件设计A机械设计点击按钮可类型：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:形状2.创建斜齿轮实体: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circlepitch◊中心二