斜齒輪的catia畫法.doc

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) 目錄一 齒輪參數(shù)與公式表格PGE 3二 參數(shù)與公式的設(shè)置P GE 5三 新建零件P GE 7四 定義原始參數(shù)P GE 8五 定義計(jì)算參數(shù)P GE 10六 核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù)P GE 13七 定義漸開線的變量規(guī)則P GE 14八 制作單個(gè)齒的幾何輪廓P GE 16九 創(chuàng)建整個(gè)齒輪輪廓P GE 32十 創(chuàng)建齒輪實(shí)體P GE 35一 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：（10dega20deg）2m長度(mm)模數(shù)3z整數(shù)齒數(shù)（5z200）4p長度(mm)m * 齒距5ha長度(mm)m齒頂高=齒頂?shù)椒侄葓A的高度6hf長度(mm)if m 1.25 ，hf = m * 1.25；else hf = m * 1.4齒根高=齒根到分度圓的深度7rp長度(mm)m * z / 2分度圓半徑8ra長度(mm)rp + ha齒頂圓半徑9rf長度(mm)rp - hf齒根圓半徑10rb長度(mm)rp * cos( a )基圓半徑11rr長度(mm)m * 0.38齒根圓角半徑12t實(shí)數(shù)0t1漸開線變量13xd長度(mm)rb * ( cos(t * ) +sin(t * ) * t * )基于變量t的齒廓漸開線X坐標(biāo)14yd長度(mm)rb * ( sin(t * ) -cos(t * ) * t * )基于變量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）二 參數(shù)與公式的設(shè)置三 新建零件依次點(diǎn)擊點(diǎn)擊按鈕 現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下：四定義原始參數(shù) 點(diǎn)擊按鈕，如圖下所示：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)，長度，角度）2. 點(diǎn)擊按鈕3. 輸入?yún)?shù)名稱4. 設(shè)置初始值（只有這個(gè)參數(shù)為固定值時(shí)才用）現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下： （直齒輪） （斜齒輪）多了個(gè)參數(shù)：b分度圓螺旋角五 定義計(jì)算參數(shù)大部分的幾何參數(shù)都由z,m,a三個(gè)參數(shù)來決定的，而不需要給他們設(shè)置值，因?yàn)镃ATIA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)擊按鈕然后就開始編輯公式：六 核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù)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：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 * PI*1rad)-cos(t * PI*1rad) * t * PI )在CATIA的公式編輯器里的注意事項(xiàng)： 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1rad 或者 1deg PI代替數(shù)字八 制作單個(gè)齒的幾何輪廓為了與實(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：1 定義參數(shù)，常量與公式（已做）。2 插入5個(gè)點(diǎn)，其位置由xd(t)和yd(t)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(t)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）下面以t=0.2的漸開線點(diǎn)為例，編輯其V坐標(biāo)：點(diǎn)擊 計(jì)算得到不同變量t對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的H、V坐標(biāo)3 做一條包含5個(gè)漸開線點(diǎn)的樣條曲線點(diǎn)擊 4 朝齒輪的中心外插樣條曲線： 漸開線曲線的終點(diǎn)在基圓上，基圓半徑rb= rp * cos( 20 )rp*0.94。 當(dāng)z42時(shí),齒根圓小于基圓。如z=30時(shí)，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(jīng)驗(yàn)公式，外伸長度=2*m）點(diǎn)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(diǎn)。 6.定義接觸點(diǎn)：point contact（漸開線曲線與分度圓的相交點(diǎn)）。 根據(jù)原則，在這點(diǎn)上，極坐標(biāo)角度等于壓力角 此點(diǎn)的變量參數(shù)t=a/180deg 因此我們可以像先前的構(gòu)造點(diǎn)（如點(diǎn)1,點(diǎn)2）那樣計(jì)算它： 7.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 8.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： 9.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。 10.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=0 H= -rf= -(rp-1.25*m)= -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： 中心=0，0，0（point central） 點(diǎn)=上面定義的初始點(diǎn)point start 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(yīng)被切除： 點(diǎn)擊按鈕 12.用“中心和半徑”畫齒頂圓circle outer： 中心=0，0，0(point central） 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(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： 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 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)擊按鈕下面的零件樹顯示了完整的集合圖集：十 創(chuàng)建齒輪實(shí)體 1.創(chuàng)建直齒輪實(shí)體： 點(diǎn)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(shí)體： 2.創(chuàng)建斜齒輪實(shí)體：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=