catia傳動(dòng)齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)

1、Designing parametricabout Bevel Wheel and Spur Gear Wheel with Catia V5用CATIA V5來設(shè)計(jì)斜齒輪與直齒輪的參數(shù)目錄PAGE 3一齒輪參數(shù)與公式表格 TOC o 1-5 h z 二參數(shù)與公式的設(shè)置 PAGE5三新建零件 PAGE7四定義原始參數(shù) PAGE8五定義計(jì)算參數(shù) PAGE10 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù) PAGE13 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 定義漸開線的變量規(guī)則 PA

2、GE14制作單個(gè)齒的幾何輪廓 PAGE16創(chuàng)建整個(gè)齒輪輪廓 PAGE32十創(chuàng)建齒輪實(shí)體 PAGE35齒輪參數(shù)與公式表格序號(hào)參數(shù)類型或單位公式描述1a角度(deg)標(biāo)準(zhǔn)值：20deg壓力角：(10degWaw 20deg2m長(zhǎng)度(mm)模數(shù)3z整數(shù)齒數(shù)(5 z 1.25 , hf = m * 1.25 ; else hf = m * 1.4齒根高=齒根到分度圓的深度7rp長(zhǎng)度(mm)m * z / 2分度圓半徑8ra長(zhǎng)度(mm)rp + ha齒頂圓半徑9rf長(zhǎng)度(mm)rp - hf齒根圓半徑110rb長(zhǎng)度(mm)rp * cos( a )基圓半徑11rr長(zhǎng)度(mm)m * 0.38齒根圓角半徑

3、12t實(shí)數(shù)0 t 1漸開線變量13xd長(zhǎng)度(mm)rb * ( cos(t *兀)+sin(t *兀)* t *基力艾量t的齒廓漸開線X坐標(biāo)14yd長(zhǎng)度(mm)rb * ( sin(t * -cos(t *) 兀)* t * 兀)基于艾量t的齒廓漸開線X坐標(biāo):15b角度(deg)斜齒輪的分度圓螺旋角16L長(zhǎng)度(mm)齒輪的厚度(在定義計(jì)算參數(shù)中舔加公式時(shí)，可以直接復(fù)制公式：注意單位一致)參數(shù)與公式的設(shè)置三新建零件依次點(diǎn)擊 二加口匚：.,一置件Knnwl電4度白 Aivi sor點(diǎn)擊按鈕現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下:匣|CATn Y5 -6上紅.CATFarU口 開始區(qū)IEHOVIA V5文件更）編

4、輯10昌X塞逼詞平面 平面 平面）晶參數(shù) 卡關(guān)系零部件幾何睇四.定義原始參數(shù)點(diǎn)擊按鈕I,如圖下所示:視圖叩插入工具窗口過）幫助電）,強(qiáng)田中ea氫各田衛(wèi)國(guó)圉團(tuán)典噂氏1公式二gear?l2d薩”上的過濾器 過濾器名稱：一 過濾器類型;帝三雙擊某個(gè)參數(shù)以對(duì)它進(jìn)行編輯這樣就可以創(chuàng)建齒輪參數(shù):1.選擇參數(shù)單位（實(shí)數(shù)，整數(shù)，長(zhǎng)度，角度）2.點(diǎn)擊按鈕新建類型參數(shù).輸入?yún)?shù)名稱.設(shè)置初始值（只有這個(gè)參數(shù)為固定值時(shí)才用）公式 ;g電靠I守包上的過濾器過濾器名稱:過濾器類型:國(guó)域三? XI導(dǎo)入一雙擊某個(gè)參數(shù)以對(duì)它迸行編輯語次品義術(shù)版產(chǎn)定編輯當(dāng)前券數(shù)的名稱或值新建類型芟熱麗三用I單個(gè)值刪鰻赳現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下

5、:添加公式刪除公式I3確定1 ，應(yīng)用1 .取消口開始理）EMDVIA V5文件電） 弱輯也（直齒輪）五定義計(jì)算參數(shù)、|CAJ工A. V5 gear. CATFart 平面平面平面、叩參數(shù) 一筋工=30 酒 ih=4jiuil 一管 a=20deg-R 1=20 urn勺 b=15deg-生關(guān)系L癥零部件幾何體（斜齒輪）多了個(gè)參數(shù)：b分度圓螺旋角大部分的幾何參數(shù)都由 z,m,a三個(gè)參數(shù)來決定的，而不需要給他們?cè)O(shè)置值，因?yàn)?CATIA能計(jì)算出他們的值來。因此代替設(shè)置初始值這個(gè)步驟的是，點(diǎn)擊按鈕建加公式然后就開始編輯公式:公式褊嗝器：rp困黑管|一 =h * j/ 2字典參數(shù)成員數(shù)重命名的參數(shù)成員數(shù)

6、MJ &區(qū) 串Ur集集 部繁數(shù)度度符at面體系式數(shù) 全臂實(shí)長(zhǎng)角字Fe平實(shí)關(guān)公亭針 數(shù)數(shù) 數(shù) 指數(shù)數(shù)函函 數(shù)數(shù)寸函 的函函造造 函函尺造 表數(shù)造造構(gòu)串構(gòu) 造造件構(gòu) 計(jì)宜函構(gòu)則藥環(huán)符向表量藥藥部面建學(xué)位量 設(shè)運(yùn)值點(diǎn)視線循字方列測(cè)面蹣零平對(duì)數(shù)單常J確定I六 核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù)TJcATIA 5一 tear. CATFart開始區(qū)）言EiraviA V5文件坦） 編輯（X） 視售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 定義漸開線的變量規(guī)則上面我們已經(jīng)定義了計(jì)算參數(shù)的公式，現(xiàn)在我們需要定義出能得到齒廓漸開線上的點(diǎn)的X, Y坐標(biāo)的公式。平常我們畫圖也是給一系列漸開線上的點(diǎn)坐標(biāo)x0,y0,x1,y1，在這里，CATIA提供了一個(gè)方便的工具來完成它：變量規(guī)則。為了創(chuàng)建一個(gè)規(guī)則，點(diǎn)擊按鈕,并且輸入規(guī)則名稱，如下所示：(M)10 病紗。同合厚部 *然后就可以給漸開線上的X和Y坐標(biāo)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 * P

8、I*1rad)-cos(t * PI*1rad) * t * PI )在CATIA的公式編輯器里的注意事項(xiàng)：1rad 或者 1deg三角函數(shù)功能中使用角度，而不是數(shù)字，因此我們必須使用角度常量，如PI代替數(shù)字兀強(qiáng)juea輯器：zd處于活動(dòng)狀態(tài)?l Xl困，國(guó)現(xiàn)貝II創(chuàng)建者NuW, 200B-H10*/sd=rb * ( cos (t*FI*lrad ) +sin (t*F1*】r&d ) *t+?I )重命名的參數(shù)成員數(shù)參數(shù)成員題部 全S亞 集 集 力熟度度符式面隹系式常數(shù) 布實(shí)長(zhǎng)角字F平實(shí)關(guān)公參造構(gòu)串榔數(shù)數(shù)寸函一討篁函構(gòu)則構(gòu)環(huán)函函尺造造造件構(gòu)一面象學(xué)位星八制作單個(gè)齒的幾何輪廓插入久），軸系百

9、.為了與實(shí)體相區(qū)別，利用幾何圖形集來完成齒形輪廓線的繪制 插入（X）以幾回圖形集.一開始型狀&創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)整個(gè)齒輪是單個(gè)齒的圓形循環(huán)，下面將說明如何制作一個(gè)單齒:.定義參數(shù)，常量與公式（已做）。.插入5個(gè)點(diǎn)，其位置由xd和yd規(guī)則函數(shù)來定義: 在XY平面上任意定義5個(gè)點(diǎn)（如下） 代入xd和yd(t)規(guī)則，從t=0到t=0.4編輯點(diǎn)的H、V坐標(biāo):(大部分齒輪的漸開線變量不會(huì)超過0.4)卜面以t=0.2的漸開線點(diǎn)為例，編輯其 V坐標(biāo):點(diǎn)擊：1點(diǎn)一加4. 4Sibid公式騙輯器廠幾何圖形集.八點(diǎn).2?| XI幾何圖辨集了點(diǎn).2WLa卡塔員數(shù) |關(guān)系kd& e名 串 集部命度數(shù)爾度符at面體線系式全

10、重長(zhǎng)實(shí)布角字h平實(shí)點(diǎn)直關(guān)公數(shù)函函函造造造構(gòu)串構(gòu)考數(shù)集軸系統(tǒng)數(shù) 數(shù)數(shù)寸函 函函尺造 造造件構(gòu)計(jì)K函構(gòu)則構(gòu)環(huán)符向表量構(gòu)構(gòu)醺面象學(xué)位量設(shè)運(yùn)值點(diǎn)視線循字方列都面較零平對(duì)數(shù)單常公式偏輯器k幾何圖港集T點(diǎn)，2一x|快集”點(diǎn)2V-tvaluste CO, 2成員數(shù)善數(shù)設(shè)計(jì)表運(yùn)直值函數(shù)的指針 點(diǎn)構(gòu)造函數(shù)Law-valTLit實(shí)數(shù):實(shí)數(shù)數(shù)數(shù) 數(shù) 致函函 數(shù)數(shù)寸函 因造造 函函尺造 JS構(gòu)串構(gòu) 造造件構(gòu) 溝環(huán)符句表星構(gòu)苞部面象學(xué)位量 線循字方列測(cè)面線零平對(duì)數(shù)單常J確定 5取消 計(jì)算得到不同變量t對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的H、V坐標(biāo)J-HBIJrTsJJ點(diǎn)自自EE膏點(diǎn)點(diǎn)5個(gè)漸開線點(diǎn)的樣條曲線3.做一條包含點(diǎn)擊.朝齒輪的中心外插樣條

11、曲線：漸開線曲線的終點(diǎn)在基圓上，基圓半徑 rb= rp * cos（ 20 片rp*0.94。當(dāng) z、小 F+晶參數(shù) 卜需關(guān)系 卜塔零部件幾何體 圈幾1亞聯(lián)集. 1+點(diǎn).L人占2I1、1、 J囪 常一。一r |爰爭(zhēng)五|./2 一Evaluat e (a/180de g)V=0, TBimif 關(guān)系 d -Evaltiate (a/180deg)X=1Y=0Z=07.定義一個(gè)通過齒輪軸線和接觸點(diǎn)point contact 的接觸平面 plane contact：點(diǎn)擊按鈕.定義一個(gè)齒的中值平面plane median:在一個(gè)對(duì)稱性齒輪中，單個(gè)齒的分度圓齒厚角度為180deg/z。因此中值平面與接觸

12、平面的角度為90deg/z。中值平面定義為：接觸平面通過旋轉(zhuǎn)軸（齒輪軸線）旋轉(zhuǎn) 90 deg/z的平面:.定義單個(gè)齒的初始平面 plane start :每個(gè)齒的輪廓點(diǎn)都開始于齒根圓上，其為兩個(gè)相連的齒的中點(diǎn)。初始平面定義為：接觸平面通過旋轉(zhuǎn)軸（齒輪軸線）旋轉(zhuǎn) -90 deg/z的平面:通過這就能明白，初始平面與中值平面對(duì)稱于接觸平面。.畫齒根圓 circle roof:在初始平面 plane start上，定義齒根圓的初始點(diǎn)point debut：V=0H= -rf= -（rp-1.25*m尸-rp+1.25m（或者與之相反，總之要在這個(gè)平面上，且處于齒廓的正常方向）用“中心和點(diǎn)”定義齒根圓

13、：中心=0, 0, 0 P point central)點(diǎn)二上面定義的初始點(diǎn)point start變量角度=0到90deg11.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(yīng)被切除:點(diǎn)擊按鈕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、圓ButtorJkict預(yù)覽12.用“中心和半徑”畫齒頂圓 circle outer：中心=0, 0, 0(point central)支持面二XY平面半徑=ra=rp+ha=rp+m變量角度=0到90deg13.創(chuàng)建這個(gè)齒的另一邊（與圓角對(duì)稱于中值平面）點(diǎn)擊按鈕. 14.修剪圓角、對(duì)稱與齒頂圓得到單個(gè)齒的輪廓:點(diǎn)擊按鈕15.核查齒廓的結(jié)果:JJCKTI* 5 - ecv-CATFari-In x|口開始目 EBDVIAV5文件拿 編輯 視圖叩 插入Q） 工具（I） 窗口切 幫助QD昌索塞追r 嗎用 齪引中令久乳冬田60圉E樣條線,外插.1point contactplans Jtart*。

15、工 J八 目假典.1幾何圖施集.1/工選定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 卜隊(duì)軸系統(tǒng) 4晶參數(shù) 美系 卜旌零部件幾何體 k型刀何圖形善.!3匕5&一 n 一分女回/磔短 -城當(dāng)昌/ weR Q2 二：”一7/4配湊角含一1尊序gS0一晶；小 圈.遇虱飛常心一般一生1一E國(guó)副九創(chuàng)建整個(gè)齒輪輪廓齒輪輪廓是單個(gè)齒的圓形陣列:點(diǎn)擊按鈕J陣列模式：完整徑向旋轉(zhuǎn)軸：z軸實(shí)例數(shù)量：f(x)=z接合陣列與單齒輪廓點(diǎn)擊按鈕卜面的零件樹顯示了完整的集合圖集:Eear回模式卜一w平面F： ji同真兔:生.i“門平面 卜.工H平面4j鼬系洸 方磊參鮑 愕

16、美系 卜玄蘇州徉幾何體外捕. 1point contactr plant contactj - Dlan& medi&ii.ol國(guó)立金 start；point debiit x * point cen1ral.circle iootiron十創(chuàng)建齒輪實(shí)體1.創(chuàng)建直齒輪實(shí)體:機(jī)瓶設(shè)計(jì)例叁部件設(shè)計(jì)點(diǎn)擊按鈕類型：尺寸長(zhǎng)度：f(x)=l輪廓/曲面：接合(在上面所創(chuàng)建的幾何圖集)XX平面 平面 平面y工2X零部件幾何體填充器.1卜曼幾何圖形集.1L Iron得到完整的直齒輪實(shí)體:.九軸系統(tǒng)品參數(shù)4.關(guān)系I?K2.創(chuàng)建斜齒輪實(shí)體:開始)形狀創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)根據(jù)斜齒輪的性質(zhì)，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(chǎn)此斜線的方法是在軸線的水平平面上繪制斜線，繪制時(shí)調(diào)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circle pitch中心=0, 0, 0(point central)支持面二XY平面半徑=rp變量角度=0到90deg分度圓的拉伸曲面:點(diǎn)擊按鈕畫斜直線圖：長(zhǎng)度=l/cos(b)直線與Z軸角度=b直線一端與點(diǎn)point central 相合