CATIA-斜齿轮教程.ppt

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1、1 CATIA Ex: 斜齿圆柱齿轮 （教程） 目的 知识工程中参数、公式、 fog及设计表的用法。 创成式曲面曲线中关于曲线的操作。 CATIA 2 2007-8-25 齿轮定义及相关概念 在机械上，常常用齿轮把一个轴的转动传递给另一轴以达 到变速，换向等目的。齿轮的种类很多，根据其传动情况 可分为三类： 圆柱齿轮 用于两轴平行时。 锥齿轮 用于两轴相交时。 蜗轮蜗杆 用于两轴交叉时。 CATIA 3 2007-8-25 直齿圆柱齿轮 直齿圆柱齿轮的齿向与齿轮轴线平行，在齿轮传动中应用 最广，称直齿轮。 1、圆柱齿轮各部分名称和尺寸关系 齿顶高 ha 齿根高 hf 齿距 P CATIA 4

2、2007-8-25 参数说明 (1)齿数 Z：轮齿的数量。 (2)齿顶圆 da：圆柱齿轮上齿顶圆柱面与端平面的交线。 (3)齿根圆 df：圆柱齿轮齿根圆柱面与端平面的交线。 (4)分度圆 d：圆柱齿轮的分度圆柱面与端平面的交线 。在标准情况下，齿 槽宽 e与齿厚近似相等，即 e = s。 (6)齿距 p：在分度圆上，相邻两齿廓对应点之间的弧长为齿距 p ；在标 准齿轮中分度圆上齿厚 s =齿槽 e ，即 p=s+e 。 (5)齿高 h:由轮齿的齿顶和齿根在径向上的高度称全齿高 h；齿顶圆与分度圆之 间的径向距离为齿顶高 ha ；分度圆与齿根圆之间的径向距离为齿根圆 hf 。 (7) 压力角 ：

3、在节点处，两齿廓曲线的公法线与两节圆的内公节线所 夹的锐角，称为压力角，压力角一般为 20 。 CATIA 5 2007-8-25 参数说明 (8)模数 m： 由于齿轮的分度圆周长 =zp= d，则 d=zp/ ，为计算方便 ，将 p/ 称为模数 m，则 d=mz。模 数是设计、制造齿轮的重要参数。 单位为毫米，齿轮模数数值已经标 准化 ，模数标准化后，将大大有 利于齿轮的设计、计算与制造。 (9)中心距 a：两啮合齿轮轴线之间的 距离称为中心距。在标准情况下： a=d1/2+d2/2=(Z1+Z2)m/2 (10)速比 i：主动齿轮转速（转 /分）与从动齿轮转速之比称速比。即， 由于转速与齿

4、数成反比，因此，速比亦等于从动齿轮齿数与主动齿轮齿数 之比， i=n1/n2=Z2/Z1 CATIA 6 2007-8-25 标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算表 齿根高 hf=1.25m df=d-2hf=m(Z-2.5) df 齿根圆直径 齿顶高 ha=m da=d+2ha=m(Z+2) da 齿顶圆直径 齿距 p= m b=2p 3p b 齿 宽 d=mz d 分度圆直径 齿高 h=ha+hf a=(d1+d2)/2=(Z1+Z2)M/2 a 中 心 距 m=p/ 根据强度计算或测绘 而得 m 模 数 Z、 m是齿轮的基本参数 ，设计计算时，先确定 m、 Z，然后得出其它各 部分尺寸 根据设

5、计要求或测绘而定 Z 齿 数 说 明 计算公式 代号 名 称 CATIA 7 2007-8-25 直齿圆柱齿轮的工程图画法 齿顶圆画 粗实线 轮齿不剖 分度圆画细 点划线 齿根圆省 略不画 齿根线画 粗实线 CATIA 8 2007-8-25 在建模中斜齿轮和直齿轮的不同：可简单的理解为齿廓沿螺旋线、直线 扫掠所得的不同结果 1、参数及公式 齿数 Z 模数 m 压力角 a 齿顶圆半径 rk = r+m 分度圆半径 r = m*z/2 圆半径 rb = r*cosa 齿根圆半径 rf = r- 1.25*m 齿宽 e=PI*m/2 螺旋角 b 斜齿轮： 根据斜齿轮的性质 , 若将斜齿轮 分度圆柱

6、面展开则螺旋线成为 一条斜直线 , 斜直和轴线之间的 夹角即为分度圆上螺旋角 , 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 , 使得所绘制的斜线与轴线的夹 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。 CATIA 9 2007-8-25 在 part design模块中， 选择 formula（ f(x)图 样）按钮， 弹出 formula： parameters对话框， 填如图中内容！ 具体方法是：点击 new parameters of type按钮，选择相应 的 type如： real、 length

7、等，填入相应 的 value；有 formula 的选择 add formula， 填入公式 CATIA 10 2007-8-25 Fog参数方程 2、 用 fog建立一对变量为 t的 x、 y坐标的参数方程。 x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad) y=(rb*cos(t*PI*1rad)+(rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad) 将这 2个 fog的名称分别改为： x， y； 目录树中出现了 relations节点，节点下生成了 Gear_x， Gear_y分支 。 注意大小 写要区分 CATIA 11 2007-8-25 创建渐开线曲

8、线 进入 generative shape design模块 用前面定义的 parameter，画出齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆，作 为下一步的参考 。 CATIA 12 2007-8-25 渐开线做成 -1（近似） 利用前面建立的关于 t的参数 方程，创建若干个渐开线上 的点：我们分别取 t=0 , 0.06 , 0.085 , 0.11 , 0 .13 , 0.16 , 0.185 得到 7个渐开线的关键点的 fog x, fog y坐标值，将它们分 别赋给点的 H、 V 。 用 样条线 连接各点 。 CATIA 13 2007-8-25 渐开线做成 -2（精确） 1）作参数方程中的 t变

9、量轴。 2）使用 平行线 做成 x相对于 t的曲线、 y相对于 t的曲线。 3）使用 组合投影线 x、 y、 t的空间曲线。 4）投影 3）做成的空间曲线做成渐开线。 如图示： CATIA 14 2007-8-25 齿廓曲线做成 在分度圆处，用渐开线交 出交点，取离该点弧长 e = S = m/2 处的一个点，此 点为齿廓的一中点，连接 前面的中心点与原点（ 0， 0， 0的点）做一条直线。 用这个条件，就可以镜像 出另半边的渐开线。 在用常用的 split， trim， intersection等命令，制作 出齿廓 。 齿根制作： 从渐开线与基圆的交点 向下引出一段切线，再在 齿根圆与切线之间倒圆， 齿根圆角半径 f0.38m。 将前面做成的齿形作环形 阵列。 用阵列形成的齿形线切齿 根圆，将结果和齿形线合 并，记得全齿廓线。 用齿顶圆分割渐 开线得到有用的 部分线 Ljk 求线 Ljk与分度圆的交点 CATIA 15 2007-8-25 螺旋线做成 在 xy面上做如图示草图 拉伸分度圆、用 xy面切割拉 伸出的面做成一个半圆柱面 将上步做成的直线投影到做 成的面上，得到所需的螺旋 线。 CATIA 16 2007-8-25 下面将“工作对象”定义到零件设计中 创建扫掠实体 要用这个选项 CATIA 17 2007-8-25 最终做成 CATIA 18 2007-8-25