用CATIA V5來設計斜齒輪與直齒輪的參數

1、用CATIA V5來設計斜齒輪與直齒輪的參數【3D動力網】一齒輪參數與公式表格;二參數與公式的設置 ; 三新建零件；四定義原始參數；五定義計算參數；六核查已定義的固定參數與計算參數；七定義漸開線的變量規(guī)則；八制作單個齒的幾何輪廓；九創(chuàng)建整個齒輪輪廓；十創(chuàng)建齒輪實體。 目錄 一齒輪參數與公式表格 二參數與公式的設置 三新建零件 四定義原始參數 五定義計算參數 六核查已定義的固定參數與計算參數 七定義漸開線的變量規(guī)則 八制作單個齒的幾何輪廓 九創(chuàng)建整個齒輪輪廓 十創(chuàng)建齒輪實體 一、齒輪參數與公式表格 序號 參數 類型或單位 公式 描述 1 a 角度(deg) 標準值：20deg 壓力角：（10de

2、ga20deg） 2 m 長度(mm) 模數 3 z 整數 齒數（5z200） 4 p 長度(mm) m* 齒距 5 ha 長度(mm) m 齒頂高=齒頂到分度圓的高度 6 hf 長度(mm) ifm1.25，hf=m*1.25； elsehf=m*1.4 齒根高=齒根到分度圓的深度 7 rp 長度(mm) m*z/2 分度圓半徑 8 ra 長度(mm) rp+ha 齒頂圓半徑 9 rf 長度(mm) rp-hf 齒根圓半徑 10 rb 長度(mm) rp*cos(a) 基圓半徑 11 rr 長度(mm) m*0.38 齒根圓角半徑 12 t 實數 0t1 漸開線變量 13 xd 長度(mm)

3、 rb*(cos(t*)+sin(t*)*t*) 基于變量t的齒廓漸開線X坐標 14 yd 長度(mm) rb*(sin(t*)-cos(t*)*t*) 基于變量t的齒廓漸開線X坐標 15 b 角度(deg) 斜齒輪的分度圓螺旋角 16 L 長度(mm) 齒輪的厚度 （在定義計算參數中舔加公式時，可以直接復制公式：注意單位一致） 二、參數與公式的設置 三、新建零件 依次點擊 點擊按鈕 現在零件樹看起來應該如下： 四定義原始參數 點擊按鈕，如圖下所示： 這樣就可以創(chuàng)建齒輪參數： 1. 選擇參數單位（實數，整數，長度，角度） 2. 點擊按鈕 3. 輸入參數名稱 4. 設置初始值（只有這個參數為固定

4、值時才用） 現在零件樹看起來應該如下： （直齒輪） （斜齒輪）多了個參數：b分度圓螺旋角 五、定義計算參數 大部分的幾何參數都由z,m,a三個參數來決定的，而不需要給他們設置值，因為CATIA能計算出他們的值來。 因此代替設置初始值這個步驟的是，點擊按鈕 然后就開始編輯公式： 六、核查已定義的固定參數與計算參數 七、定義漸開線的變量規(guī)則 上面我們已經定義了計算參數的公式，現在我們需要定義出能得到齒廓漸開線上的點的X，Y坐標的公式。 平常我們畫圖也是給一系列漸開線上的點坐標x0,y0,x1,y1，在這里，CATIA提供了一個方便的工具來完成它：變量規(guī)則。 為了創(chuàng)建一個規(guī)則，點擊按鈕 ，并且輸入規(guī)

5、則名稱，如下所示： 然后就可以給漸開線上的X和Y坐標編輯兩條規(guī)則公式： 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的公式編輯器里的注意事項： 三角函數功能中使用角度，而不是數字，因此我們必須使用角度常量，如1rad或者1deg PI代替數字 八、制作單個齒的幾何輪廓 為了與實體相區(qū)別，利用幾何圖形集來完成齒形輪廓線的繪制 整個齒輪是單個齒的圓形循環(huán)，下面將說明如何制作一個單齒： 1 定義參數，常量與公式（已做）。 2 插入5個點，其位置由xd(t)和yd

6、(t)規(guī)則函數來定義： 在XY平面上任意定義5個點（如下） 代入xd(t)和yd(t)規(guī)則，從t=0到t=0.4編輯點的H、V坐標： （大部分齒輪的漸開線變量不會超過0.4） 下面以t=0.2的漸開線點為例，編輯其V坐標： 點擊 計算得到不同變量t對應的點的H、V坐標 3 做一條包含5個漸開線點的樣條曲線 點擊 4 朝齒輪的中心外插樣條曲線： 漸開線曲線的終點在基圓上，基圓半徑rb=rp*cos(20)rp*0.94。 當z42時,齒根圓小于基圓。如z=30時，rf=rp-hf=rp-1.25*m=rp*(1-2.5/z)=rp*0.92 因此漸開線曲線必須外伸去與齒根圓相交。（由經驗公式，外

7、伸長度=2*m） 點擊按鈕 定義長度公式2*m 5.核查外伸接近漸開線樣條線的（0）點。 6.定義接觸點：pointcontact（漸開線曲線與分度圓的相交點）。 根據原則，在這點上，極坐標角度等于壓力角 此點的變量參數t=a/180deg 因此我們可以像先前的構造點（如點1,點2）那樣計算它： 7.定義一個通過齒輪軸線和接觸點pointcontact的接觸平面planecontact： 點擊按鈕 8.定義一個齒的中值平面planemedian： 在一個對稱性齒輪中，單個齒的分度圓齒厚角度為180deg/z。 因此中值平面與接觸平面的角度為90deg/z。 中值平面定義為：接觸平面通過旋轉軸（

8、齒輪軸線）旋轉90deg/z的平面： 9.定義單個齒的初始平面planestart: 每個齒的輪廓點都開始于齒根圓上，其為兩個相連的齒的中點。 初始平面定義為：接觸平面通過旋轉軸（齒輪軸線）旋轉-90deg/z的平面： 通過這就能明白，初始平面與中值平面對稱于接觸平面。 10.畫齒根圓circleroof： 在初始平面planestart上，定義齒根圓的初始點pointdebut： V=0 H=-rf=-(rp-1.25*m)=-rp+1.25m（或者與之相反，總之要在這個平面上，且處于齒廓的正常方向） 用“中心和點”定義齒根圓： 中心=0，0，0（pointcentral） 點=上面定義的初

9、始點pointstart 變量角度=0到90deg 11.插入齒根圓與外插樣條線之間的圓角 此輪廓包含齒根圓、圓角與外插樣條線，且多余的曲線應被切除： 點擊按鈕 12.用“中心和半徑”畫齒頂圓circleouter： 中心=0，0，0(pointcentral） 支持面=XY平面 半徑=ra=rp+ha=rp+m 變量角度=0到90deg 13.創(chuàng)建這個齒的另一邊（與圓角對稱于中值平面） 點擊按鈕 14.修剪圓角、對稱與齒頂圓得到單個齒的輪廓： 點擊按鈕 15.核查齒廓的結果： 九、創(chuàng)建整個齒輪輪廓 齒輪輪廓是單個齒的圓形陣列： 點擊按鈕 陣列模式：完整徑向 旋轉軸：Z軸 實例數量：f(x)=

10、z 接合陣列與單齒輪廓 點擊按鈕 下面的零件樹顯示了完整的集合圖集： 十、創(chuàng)建齒輪實體 1.創(chuàng)建直齒輪實體： 點擊按鈕 類型：尺寸 長度：f(x)=l 輪廓/曲面：接合（在上面所創(chuàng)建的幾何圖集） 得到完整的直齒輪實體： 2.創(chuàng)建斜齒輪實體： 形狀創(chuàng)成式外形設計 根據斜齒輪的性質，若將斜齒輪分度圓柱面展開則螺旋線成為一條斜直線，斜直線和軸線之間的夾角即為分度圓上螺旋角b，CATIA中生產此斜線的方法是在軸線的水平平面上繪制斜線，繪制時調用f(x)中的螺旋角b，使得所繪制的斜線與軸線的夾角角度為螺旋角。在將繪制的斜直線投影到分度圓柱面上就可以得到螺旋線。 用“中心和半徑”畫出分度圓circlepitch 中