1、DesigningparametricaboutBevelWheelandSpurGearWheelwithCatiaV5用CATIAV5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) PAGE10六 核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù) PAGE13七定義漸開線的變量規(guī)則 PAGE14八制作單個(gè)齒的幾何輪廓 PAGE16九創(chuàng)建整個(gè)齒輪輪廓 PAGE32十創(chuàng)建齒輪實(shí)體 PAGE35PAGE3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：(10dega20deg2

2、m長(zhǎng)度(mm)模數(shù)3z整數(shù)齒數(shù)(5z1.25,hf=m*1.25;elsehf=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10rb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12t實(shí)數(shù)0tl漸開線變量13xd長(zhǎng)度(mm)rb*(cos(t*兀)+sin(t*兀)*t*；荽于艾量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)

3、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)MedianplaneContactplaneSMrtplatteTangentpkne參數(shù)與公式的設(shè)置三新建零件依次點(diǎn)擊 E-1夏二.二一現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下:口開始口開始6）EMOVIAV5交件加）編輯交件加）編輯口口319昌弘睛昌弘睛疆汽疆汽工兮-），sy平面一一門平面一qzx平面熊參數(shù)中關(guān)系L出零割件幾何體開始開始I皙件皙件兇 CATHA5gear，CATFarIRnowledAdvisor點(diǎn)擊按鈕這樣就可以創(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，）3 .輸入?yún)?shù)名稱四.定義原始參數(shù)點(diǎn)擊按鈕2H

4、,如圖下所示:視圖視圖插入插入工具工具窗口讓）幫助旭）窗口讓）幫助旭）公式二蕓公式二蕓 ear中打上的過濾器過中打上的過濾器過濾器名稱濾器名稱：一過濾器一過濾器類型二類型二厚手厚手三雙擊某個(gè)參數(shù)以對(duì)它進(jìn)行編輯雙擊某個(gè)參數(shù)以對(duì)它進(jìn)行編輯語次品戈本版產(chǎn)定VVV虹轉(zhuǎn)”打2.點(diǎn)擊按鈕新建類型參數(shù)新建類型參數(shù)4 .設(shè)置初始值（只有這個(gè)參數(shù)為固定值時(shí)才用）困受受 上的過濾器過謔器上的過濾器過謔器名稱名稱：過濾器類型過濾器類型二二百百公式-gear旦兇新建類型參數(shù)陪添加公式添加公式冊(cè)除公式冊(cè)除公式1現(xiàn)在零件樹看起來應(yīng)該如下:導(dǎo)人一導(dǎo)人一二雙擊某個(gè)參數(shù)以對(duì)它進(jìn)行銅輯雙擊某個(gè)參數(shù)以對(duì)它進(jìn)行銅輯編輯當(dāng)前參數(shù)的名稱

5、或值編輯當(dāng)前參數(shù)的名稱或值Eodeg、工A.V5gear.CATFart口開始口開始6）ZMDVIAV5文件文件電）電）騙輯魚騙輯魚口二B昌X臺(tái)迅切qNgeaj一-icy平面“工平面一-EK平面a 舂數(shù)卜百工=30卜目m=4nun一盲a=20deg一百1=20urn置b=15deg- -胃關(guān)系胃關(guān)系L癥癥零部件幾何體零部件幾何體（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)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)擊按鈕添加公式添加公式I（直齒輪）五定義計(jì)算參數(shù)公式:fitar導(dǎo)入一導(dǎo)入一荽型值公式活,a-,

6、a- pmpmhhrhhrr r是是是是褊輯當(dāng)前參數(shù)的名稱或值褊輯當(dāng)前參數(shù)的名稱或值F新建類型參數(shù)新建類型參數(shù)長(zhǎng)度長(zhǎng)度二二用何麗用何麗. .刪除參數(shù)刪除參數(shù)添加公式添加公式1刪除公式刪除公式I 確定確定 睡睡主主取為取為J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)字典參數(shù)成員數(shù)成員數(shù)重命名的參數(shù)成員數(shù)重命名的參數(shù)成員數(shù)a a p pafbafbmaIbhhrmaIbhhrr rr-r-r rMJMJ& &目串U Ur r集集部繁數(shù)度度符a at t面體系式數(shù)全臂實(shí)長(zhǎng)角字FeFe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)

7、宜函藥則藥環(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確定確定I六核查已定義的固定參數(shù)與計(jì)算參數(shù)%CATIA5-LcparCATPart開始開始電）電）EiraviAV5文件但）編輯文件但）編輯（X）視國(guó)視國(guó)I口信ra=64mjn=Tp+haxf=55mjn=rp-hfrb=56*382nniirp+cos(a)工尸 L52nun=m+0.33m=4mm120iruntb=15degha=4lhTTL=JTlLhf=5jnnL=m*1.25rp=60nun=iiL*E/2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

8、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：（K）1000病座事近塌冬不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1degPI代替數(shù)字兀強(qiáng)JI1給齒器：Xd處于

9、活動(dòng)狀態(tài)困，匡|/*/*規(guī)則創(chuàng)建者規(guī)則創(chuàng)建者HuW近近200S-H10*/Kd=rb*(cos(t*FI#lrad)+sinCt*FI*lrd)#t+?I)肖重命名的參數(shù)成員數(shù)重命名的參數(shù)成員數(shù)參數(shù)成員教參數(shù)成員教LaLfPLaLfP我 brdzmalbhhrrrrrKtbrdzmalbhhrrrrrKt全串UrUr集集號(hào)數(shù)度度符叱面隹系式用數(shù)布實(shí)長(zhǎng)角字FF平實(shí)關(guān)公心參數(shù)時(shí)寸A A函函尺造造造件構(gòu)八制作單個(gè)齒的幾何輪廓插入久）1軸系百.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算算幾何圖形集幾何圖形集開始開始 型狀咫創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)型狀咫創(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

10、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）58.433mm：|2B.501mm囹參考參考點(diǎn)：點(diǎn)：| |一省值（原點(diǎn)）一省值（原點(diǎn)）投影投影曲面曲面：| |缺省值缺省值 無）無）9彝0聃國(guó)|期代入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)擊點(diǎn)擊TI4.42m而點(diǎn)定義點(diǎn)定義公式騙輯器廠幾何圖形集.八點(diǎn).2?|XI幾何圖瑯集了點(diǎn)幾何圖瑯集了點(diǎn). .2W成員數(shù)成員數(shù)& &

11、e e名串集部命度數(shù)爾度符atat面體線系式全重長(zhǎng)實(shí)用角字h 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)集考數(shù)集軸系統(tǒng)軸系統(tǒng)數(shù)數(shù)數(shù)寸函函函尺造造造件構(gòu)計(jì)K 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)單常公式偏輯器公式偏輯器 k k 幾何圖港集幾何圖港集T點(diǎn)點(diǎn)，2一一-tvalusteCO,2成員數(shù)成員數(shù)善數(shù)善數(shù)設(shè)計(jì)表設(shè)計(jì)表運(yùn)直運(yùn)直值函數(shù)的指針值函數(shù)的指針點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)港函數(shù)構(gòu)港函數(shù)Law-valTLit實(shí)數(shù)實(shí)數(shù): :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JSJS構(gòu)串構(gòu)造造件構(gòu)溝環(huán)將向表量何苞部面象學(xué)可量線循字方列測(cè)面線零平對(duì)數(shù)單常J確定確定 5 5 取消取消計(jì)算得到不同變量

12、t對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的H、V坐標(biāo)3.做一條包含點(diǎn)擊5個(gè)漸開線點(diǎn)的樣條曲線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尸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(zhǎng)度=2*m）點(diǎn)擊按鈕定義長(zhǎng)度公式2*m5.核查外伸接近漸開線樣條線的（0）點(diǎn)。I屈P昌弘直追絢R用樂田中功口1冬田031圉團(tuán)1砌衾T怙軸系統(tǒng)怙軸系統(tǒng)* *晶參數(shù)晶參數(shù)卜卜相關(guān)系相關(guān)系卜塔卜塔零部件幾何體零部件幾何體k甄甄JL何圖何圖形集形集.1作作點(diǎn)點(diǎn)

13、. .+ +點(diǎn)點(diǎn).L人人占占2作作1點(diǎn)點(diǎn), ,3J點(diǎn)點(diǎn). .4口口開蛤開蛤EHUVIA5文件。編輯文件。編輯視圖圍視圖圍) )插入插入 工具中窗口工具中窗口 幫助幫助3)點(diǎn).W幾何圖麻集.U行選定 1平面平面平面平面平面平面鬻鬻樣條線樣條線.1塾J:掰elr一務(wù)您回嫂01設(shè)?窯余/，24百叁金送一備通/一Evsluate(a/180deg)一一母母V=0.70麗匚關(guān)系麗匚關(guān)系Tyd-Evaluate(a/180deg)一部一部X=1rY=OL冒z=opointcontact的接觸平面planecontact：7.定義一個(gè)通過齒輪軸線和接觸點(diǎn)點(diǎn)擊按鈕9.定義單個(gè)齒的初始平面planestart:

14、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)-90deg/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。8.定義一個(gè)齒的中值平面planemedian：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)90deg/z的平面:平面定義X平面類型二平面類型二 平面的角度平面的角度/ /法線法線三三 變變 旋轉(zhuǎn)軸：旋轉(zhuǎn)軸： 軸系撫軸系撫1力力軸軸參考參考：ipianecontact角度角度：Sj平面的法線平面的法線，口

15、口在參考平面上投影旋轉(zhuǎn)軸在參考平面上投影旋轉(zhuǎn)軸 完成后重復(fù)對(duì)象完成后重復(fù)對(duì)象兇平面類型平面類型：I平面的角度平面的角度/ /法線法線一一二洪二洪I旋轉(zhuǎn)軸：旋轉(zhuǎn)軸：I軸系統(tǒng)軸系統(tǒng)1軸軸參考：參考：|planecontact角度:同丁臼坦平面的平面的法線法線在參考平面上投影旋轉(zhuǎn)軸在參考平面上投影旋轉(zhuǎn)軸II完成后重復(fù)對(duì)象完成后重復(fù)對(duì)象I施建施建T T 取消取消預(yù)覽預(yù)覽| |10.畫齒根圓circleroof:在初始平面planestart,定義齒根圓的初始點(diǎn)pointdebut：V=0H=-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)平

16、面定義用“中心和點(diǎn)”定義齒根圓：中心=0,0,0(pointcentral)點(diǎn)=上面定義的初始點(diǎn)pointstart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:LabCorTterTypefComerOnSupport一|CheckOnVertexLabElemeriti|circlereelJCheckTrimEl-emerit1LabElement2|夕1CheckTrimiElieimeiitSLabSupport版省值f平面）LabRayon52”面11猴）點(diǎn)擊按鈕Button）加xt12.用“中心和半徑”

17、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口開始目口開始目EBDVIAV5文件拿編輯文件拿編輯視圖。插入視圖。插入Q）工具（工具（I）窗口切幫助）窗口切幫助QD-Inx|-Ifllxl國(guó)累扇追刈由用基引中學(xué)久久白田勺同TTNgear一一- -W平面平面一一- -產(chǎn)工平面產(chǎn)工平面一一。 平面平面卜隊(duì)卜隊(duì)軸系軸系統(tǒng)統(tǒng)4 4

18、 晶參數(shù)晶參數(shù)產(chǎn)關(guān)系卜卜旌旌零部件幾何體零部件幾何體k型型刀何刀何圖形善圖形善.!.!01230123占i i占 3占叱占3111樣條線樣條線, ,外插外插.1pointcontactplantcontactlanemedianT3眼鼠眼鼠t：自自應(yīng)應(yīng)IQp何圖形集何圖形集. .i%Q5&一r一心回/。ri賣譽(yù)巒二/W62Q2-否G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:Ear回模式外捕.1pointcontactplantcontactj-Dlan&medi&ii.ol國(guó)立金start；pointdebiitx*pointcen1ralciicleioot卜一 w 平面ji聞國(guó)麻生.ir7i平面卜.工 H 平面方磊參鮑愕美系卜玄蘇州徉幾何體11/同類型：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)十創(chuàng)建齒輪實(shí)體1.創(chuàng)建直齒輪實(shí)體:A A 私越設(shè)討私越設(shè)討圖委部件設(shè)討圖委部件設(shè)討點(diǎn)擊按鈕得到完整的直齒輪實(shí)體:X1x平面平面平面平面平面平面遇幾何遇幾何圖形集圖形集.1LIxon入入軸系統(tǒng)參軸系統(tǒng)參數(shù)數(shù)”關(guān)系關(guān)系零部件幾何體3填充器.工X2.創(chuàng)建斜齒輪實(shí)體:根據(jù)斜齒輪的性質(zhì)，若將斜齒輪分度