catia齿轮参数化设计

Designing parametric

about Bevel Wheel and Spur Gear Wheel with Catia V5 用CATIA V5来设计斜齿轮与直齿轮的参数

目录

一齿轮参数与公式表格————————————————————————PAGE 3二参数与公式的设置—————————————————————————PAGE 5 三新建零件—————————————————————————————PAGE 7

四定义原始参数———————————————————————————PAGE 8 五定义计算参数———————————————————————————PAGE 10 六核查已定义的固定参数与计算参数——————————————————PAGE 13 七定义渐开线的变量规则———————————————————————PAGE 14 八制作单个齿的几何轮廓———————————————————————PAGE 16 九创建整个齿轮轮廓—————————————————————————PAGE 32 十创建齿轮实体———————————————————————————PAGE 35

一齿轮参数与公式表格

序号参数类型或单位公式描述

1 a 角度(deg) 标准值：20deg 压力角：（10deg≤a≤20deg）

2 m 长度(mm) ——模数

3 z 整数——齿数（5≤z≤200）

4 p 长度(mm) m * π齿距

5 ha 长度(mm) m 齿顶高=齿顶到分度圆的高度

6 hf 长度(mm) if m > 1.25 ，hf = m * 1.25；

else hf = m * 1.4

齿根高=齿根到分度圆的深度

7 rp 长度(mm) m * z / 2 分度圆半径

8 ra 长度(mm) rp + ha 齿顶圆半径

9 rf 长度(mm) rp - hf 齿根圆半径

10 rb 长度(mm) rp * cos( a ) 基圆半径

11 rr 长度(mm) m * 0.38 齿根圆角半径

12 t 实数0≤t≤1渐开线变量

13 xd 长度(mm) rb * ( cos(t * π) +sin(t * π) * t * π )基于变量t的齿廓渐开线X坐标

14 yd 长度(mm) rb * ( sin(t * π) -cos(t * π) * t *π )基于变量t的齿廓渐开线X坐标

15 b 角度(deg) ——斜齿轮的分度圆螺旋角

16 L 长度(mm) ——齿轮的厚度

二参数与公式的设置

三新建零件

依次点击————

————

点击按钮

现在零件树看起来应该如下：

四．定义原始参数

点击按钮，如图下所示：

这样就可以创建齿轮参数：

1.选择参数单位（实数，整数，长度，角度…）

2.点击按钮

3.输入参数名称

4.设置初始值（只有这个参数为固定值时才用）

现在零件树看起来应该如下：

（直齿轮）（斜齿轮）多了个参数：b分度圆螺旋角五定义计算参数

大部分的几何参数都由z,m,a三个参数来决定的，而不需要给他们设置值，因为CATIA能计算出他们的值来。

因此代替设置初始值

这个步骤的是，点击按钮

然后就开始编辑公式：

六核查已定义的固定参数与计算参数

七定义渐开线的变量规则

上面我们已经定义了计算参数的公式，现在我们需要定义出能得到齿廓渐开线上的点的{X，Y}坐标的公式。

平常我们画图也是给一系列渐开线上的点坐标x0,y0,x1,y1…，在这里，CA TIA提供了一个方便的工具来完成它：变量规则。

为了创建一个规则，点击按钮，并且输入规则名称，如下所示：

然后就可以给渐开线上的X和Y坐标编辑两条规则公式：

◆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的公式编辑器里的注意事项：

◆三角函数功能中使用角度，而不是数字，因此我们必须使用角度常量，如1rad 或者1deg ◆PI代替数字π

八制作单个齿的几何轮廓

——

为了与实体相区别，利用几何图形集来完成齿形轮廓线的绘制——

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整个齿轮是单个齿的圆形循环，下面将说明如何制作一个单齿：

1．定义参数，常量与公式（已做）。

2．插入5个点，其位置由xd(t)和yd(t)规则函数来定义：

◇在XY平面上任意定义

5个点（如下）

◇代入xd(t)和yd(t)规则，从t=0到t=0.4编辑点的H、V坐标：

（大部分齿轮的渐开线变量不会超过0.4）

下面以t=0.2的渐开线点为例，编辑其V坐标：

点击————

◇计算得到不同变量t对应的点的H、V

坐标3．做一条包含5个渐开线点的样条曲线

点击

4．朝齿轮的中心外插样条曲线：

◇渐开线曲线的终点在基圆上，基圆半径rb= rp * cos( 20°)≈rp*0.94。

◇当z<42时,齿根圆小于基圆。如z=30时，rf=rp-hf=rp-1.25*m=rp*(1-2.5/z) =rp*0.92 ◇因此渐开线曲线必须外伸去与齿根圆相交。（由经验公式，外伸长度=2*m）

◆点击按钮