基于catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用(一)
基于CATIA的齿轮参数化设计建模及运动仿真
基于CATIA的齿轮参数化建模及运动仿真作者：许昌军 指导老师：朱梅（安徽农业大学工学院 07机械设计制造及其自动化 合肥230036）摘要：文章介绍了运用参数化三维软件CATIA对渐开线直齿轮及斜齿轮进行参数化三维建模。
通过GSD模块中的fog方式生成参数方程建立渐开线，再通过镜像、剪切、特征阵列等命令建立齿轮轮廓，通过拉伸、开槽等命令建立渐开线齿轮三维模型，大大提高了设计人员的工作效率。
然后用建模的直齿轮创建直齿轮库，最后进入电子样机运动模块(KIN)对两啮合齿轮进行运动仿真及干涉分析。
关键词：参数化 CATIA 运动仿真 渐开线直齿轮1 引言本文基于CATIA 的三维建模环境, 设计开发了渐开线直齿轮参数化设计系统,建立零件的3D模型, 为渐开线直齿轮的传动、仿真、优化设计、有限元分析打下基础。
用户只需根据修改齿轮参数就可以生成新的渐开线直齿轮, 减少繁琐复杂的重复劳动, 从而大大提高设计效率。
1.1CATIA软件介绍CATIA（Computer Aided Tri-dimensional Interface Application) 是法国达索(Dassault Systemes)飞机公司于1975年开始发展起来的一整套完整的3D CAD/CAM/CAE软件，CATIA V5作为新一代的CATIA版本，提供更多的新功能，其界面更加人性化，基于Windows的操作界面非常友好，因此使得复杂、枯燥的设计工作变得轻松而又愉快。
CATIA以强大的曲面设计功能在飞机、汽车、轮船等设计领域享有很高的荣誉。
2 CATIA参数化设计分析基于特征参数化设计的关键是特征及其相关尺寸、公差的描述，包括数据特性描述、规则特性描述、关系特性描述。
数据特性描述包含特征的静态信息和制造特性；规则或方法属性定义特征特定的设计和制造特性；关系特性描述特征间的相互依赖关系或定义形状特征间的位置关系。
形状特征实际上是几何实体的无任何语义的结构化组合，形状特征月特征(语义特征)间是一对多的关系，这体现了特征的应用多视角性。
基于CATIA的渐开线齿轮建模及其参数化设计
２ 齿 轮 的三 维建 模
端 面重合 ， 记 此端 点到 该端 面 中心 的距 离 为 ｘ． 并
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ —１ ２ １ ５ ４ 作 者 简 介 ： 厚 建 （ ９ ６ ） 男 ， 北 鄂 州 人 ， 士 生 周 １８一 ， 湖 硕
连 接 起 来 ， 而 形从 １， 存在 误差 ．
示．
（） ３ 利用 Ｃ ＴＩ 的展 开 定 义 功 能 将 发 生 线 缠 绕 Ａ Ａ
到 圆柱 上．
（） 扫 略 曲面功 能 ， 步骤 （ ） 展 开 线 作 为 引 ４用 以 ３的
来 生成 渐开 线 ， 这样 得 到 的渐 开线 比较 准确 ． 在准 确 画 出渐开 线后 ， 可对 齿轮 三维 建模 并且进 行参 数化 设计 ．
１ 渐 开 线 的 生 成 方 法
当一 直线 沿一 圆 周作 纯 滚 动 时 ， 线 上任 意 一 点 直 的轨 迹就 是该 圆 的渐开 线 ， 圆称 为渐 开线 的基 圆 ， 该 该 直线 称 为渐开 线 的发 生 线． 开线 的形 状 取决 于基 圆 渐 的大 小 ， 与发 生线 无关 ． 具体 方法 如下 ： （ ） 出基 圆并拉 伸成 圆柱 面． １画 （） ２ 草绘 一 条发 生线 ， 该发生 线 的一个 端点 与 圆柱 面 的一端面 的 中心重 合 ； 一个 端 点 与 圆 柱 面 的另 一 另 ２ １ 单个齿廓 的 建立 ． 齿轮 的形 状与 分度 圆 、 顶 圆 、 根 圆和基 圆 的大 齿 齿
导线 ， 法则 曲线 的端值要 与步骤 （ ） １ 中发生 线 的约束 值
Ｘ对 应 ， 否则生 成 的渐开 线是错 误 的． （） ５ 投影 扫 描 边 界 曲线 就 得 到 渐 开 线 ， 图 １所 如
基于CATIA的渐开线齿轮建模及其参数化设计
基于CATIA的渐开线齿轮建模及其参数化设计周厚建;柯江林【摘要】运用CATIA提出了一种新的渐开线生成方法,该方法能根据渐开线的形成原理生成比较准确的渐开线.在准确画出渐开线后,对齿轮三维建模并进行参数化设计,能够提高设计效率.【期刊名称】《中原工学院学报》【年(卷),期】2012(023)003【总页数】3页(P76-78)【关键词】CATIA;渐开线;参数化设计【作者】周厚建;柯江林【作者单位】武汉理工大学,武汉430070;武汉理工大学,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TH128齿轮机构是应用最为广泛的一种传动机构，其中渐开线齿轮不仅能保证定传动比传动和可分性，还能使齿轮在传动过程中齿廓之间的正压力方向不变，从而使渐开线齿轮得到广泛应用.但由于渐开线齿轮的轮廓并不是一种常见的规则曲线，使得其在三维设计软件中的建模并不容易.在CATIA软件中生成渐开线的一般方法是在fog中输入渐开线的参数方程，然后插值得到一些离散的点，再将这些离散的点用曲线连接起来，从而形成渐开线［1］，这样得到的渐开线必定存在误差.本文拟提出一种新的渐开线生成方法，该方法不需要渐开线的参数方程，而是根据渐开线的形成原理来生成渐开线，这样得到的渐开线比较准确.在准确画出渐开线后，可对齿轮三维建模并且进行参数化设计.当一直线沿一圆周作纯滚动时，直线上任意一点的轨迹就是该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，该直线称为渐开线的发生线.渐开线的形状取决于基圆的大小，与发生线无关.具体方法如下：（1）画出基圆并拉伸成圆柱面.（2）草绘一条发生线，该发生线的一个端点与圆柱面的一端面的中心重合；另一个端点与圆柱面的另一端面重合，并记此端点到该端面中心的距离为X.（3）利用CATIA的展开定义功能将发生线缠绕到圆柱上.（4）用扫略曲面功能，以步骤（3）的展开线作为引导线，法则曲线的端值要与步骤（1）中发生线的约束值X对应，否则生成的渐开线是错误的.（5）投影扫描边界曲线就得到渐开线，如图1所示.齿轮的形状与分度圆、齿顶圆、齿根圆和基圆的大小密切相关，所以在草图上先画出这些圆.用一般的相交、剪切等功能对渐开线进行修剪，得到渐开线上所需的一段；在分度圆处，设分度圆与渐开线的交点为A，在分度圆上创建一个点B，使得两点之间的弧长等于齿厚的一半；连接B点与原点O，创建直线OB，以OB为对称轴，镜像出另一段渐开线；经过修剪，最终得到一个完整齿廓，如图2所示.将齿根圆作为拉伸外廓草图进行拉伸，得到齿体部分，再将齿廓作为拉伸外廓草图进行拉伸，得到齿轮的一个齿，CATIA软件会自动将两部分合在一起.将这个齿进行一个周向的镜像，就得到了渐开线齿轮的完整三维模型，如图3所示.参数化零件设计就是将一个零件的部分参数关联起来，并通过它们之间的相互关系来完成零件的系列化设计.CATIA的参数化设计主要包括以下两方面：2.3.1 在公式里设置驱动参数在CATIA的公式编辑器里新建参数，参数类型一定要选择正确.其中，长度的单位为mm，而实数的单位为m.如果参数类型选择错误，将会直接导致参数值的错误.将这些参数作为渐开线直齿轮的参数.其中，驱动参数主要包括齿数z、模数m、压力角α等；计算参数有分度圆直径d、齿顶圆直径da、基圆直径db、齿根圆直径df等；以及建模时涉及的一些辅助参数.各参数之间的关系如下［2］：分度圆直径：d＝m＊z；齿顶圆直径：da＝（z＋2ha）＊m；基圆直径：db＝d＊cosα；齿根圆直径：df＝（z－2ha－2c）＊m；齿厚：s＝π＊m／2；齿根圆角直径：pf＝0.76＊·m在part design模块中，选择fog按钮，弹出formula对话框，在对话框里分别输入上述参数之间的关系.2.3.2 将各参数与零件尺寸对应起来在建立好参数之后，必须将各参数与零件的尺寸对应起来.这样，如果要修改零件的尺寸，就不需要进入到零件的草绘图，直接在参数里修改就可以了.将各参数与零件的尺寸对应起来的具体方法是：在各尺寸约束数值上点击右键，选择对象——编辑公式，弹出编辑公式对话框；在左侧的树形图上选择与该尺寸对应的参数即可［3］.各尺寸与对应的参数如图4所示.单击CATIA中的“设计表”按钮，会弹出一个“设计表”对话框；选择“用当前的参数值创建设计表”，再选择要插入的参数，这样就将这些参数存储到了一个Excel表中；在Excel表中输入所有参数的可能数值，在CATIA设计表中会自动显示出这些数值.如果要更改这些数值，必须在Excel表中更改，而不能在CATIA设计表中更改.设计表比较适用于齿轮这类部分参数已经标准化的零件.齿轮最基本的参数是齿数、模数和压力角，其他参数都是由这3个基本参数决定的.齿轮的模数已经标准化了，而压力角在国标中规定为20°，因此在设计表中实际只有齿数和模数2个最基本的参数.当模数一定时，可以建立一个齿数逐渐变化的设计表.因此可以建立多个设计表，每个设计表的模数一定，而设计表之间的模数不同，这样就可以将齿轮大部分的可能尺寸设计在设计表里.当知道模数和齿数后，只需要在设计表里找到对应的模数和齿数，双击打开，就可以得到所需齿轮的三维模型.本文利用渐开线的生成原理，准确地得到了渐开线的轮廓，在此基础上建立了齿轮的三维模型，并对该模型进行了参数化设计，在需要修改齿轮尺寸的时候，只需在参数里修改即可，从而使得齿轮模型的修改变得非常方便.由于齿轮的部分参数已经标准化了，这样就可以建立一个包含所有齿轮的可能参数值的设计表，简化了齿轮设计的修改工作，只需要在设计表中找到对应的参数值，双击打开即可，大大减少了齿轮建模的工作量.【相关文献】［1］尤春风.CATIA V5机械设计［M］.北京：清华大学出版社，2002.［2］廖汉元、孔建益.机械原理［M］.第2版.北京：机械工业出版社，1996.［3］刘冰.基于CATIA的三维标准件库开发与研究［D］.沈阳：沈阳航空工业学院，2006.。
CATIA中渐开线斜齿圆柱齿轮的建模方法(上)
CATIA中渐开线斜齿圆柱齿轮的建模方法(上) 1.在绘制斜齿圆柱齿轮时，最大的难点就是其渐开线齿廓的绘制。
（本文所述斜齿轮为平行轴斜齿轮）（1）提到这个问题很多同学就会问了，斜齿轮中到底端面齿廓曲线是渐开线，还是法面齿廓曲线是渐开线？斜齿圆柱齿轮的端面齿廓为准确的渐开线，法面齿廓为标准的渐开线。
从理论上端面是标准渐开线，因为渐开线的形成是发生面在基圆柱面上纯滚动，发生面上的斜直线的轨迹是渐开线。
从加工上，法面是标准渐开线，因为加工斜齿轮齿廓是用加工直齿圆柱齿轮的标准刀具，其切削运动方向沿螺旋线切线，刀具面在其法面，因此，法面是标准浙开线。
（2）以下都是小李的个人推断，如有错误，希望大家能够予以指正）：推断一：斜齿圆柱齿轮的法面齿廓曲线是标准渐开线，实际加工后的端面齿廓只是一个准确度很高的渐开线！！！（因为加工斜齿轮齿廓是用加工直齿圆柱齿轮的标准刀具，其切削运动方向沿螺旋线切线，刀具面在其法面）推断二：斜齿圆柱齿轮啮合过程中最重要的还是端面！！！因为在平行轴斜齿轮机构中，斜齿轮都是围绕中心轴线转动的，可以想象齿廓上各点也都是围绕中心轴线做转动的，在两个斜齿轮相互啮合时，齿面上的接触线先由长变短，然后由短变长，为一条倾斜的直线，故而产生轴向力，滚动过程系在端面内进行，因而在计算中心距时，起决定性作用的还是端面内的啮合形式，齿廓只在齿高方向滑动和滚动。
由此也应证了推断一，因为啮合时的运动趋势不是围绕法线，故而法面齿廓曲线是渐开线没有存在的必要！！！2.斜齿轮渐开线方程的建立。
（d b=dcosαt）αt≠20°在国标中直齿轮α=20°为一定值，斜齿轮αt≠20°斜齿轮中法面压力角αn=20°，tanαt=tanαn/cosβ斜齿轮中法面压力角αn=20°，tanαt=tanαn/cosβcatia中渐开线齿廓的定义方程：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)) （x,y坐标互换不影响渐开线在xy面形状）（θ=t*PI不影响渐开线在xy面投影形状）。
基于CATIA的渐开线圆柱齿轮参数化设计
1 引言
渐开线圆柱齿轮是现代机械中最常见的一种 传动机构 , 广泛应用于机床传动装置 、各种减速 器以及车辆的变速箱等 , 是最具代表性的一种齿 轮 。用数控机床加工渐开线齿轮时 , 首先需对其 进行三维造型设计 , 造型的准确性将直接影响加 工精度 , 因此为其提供精确的渐开线齿轮模型非 常重要 。按照传统的设计方法 , 每次都要进行计
摘 要 : 简要介绍了在 CATIA中进行参数化设计的基本方法与设计步骤 , 通过渐开线圆柱齿轮的参数化设 计 , 详细阐述了基于 CATIA的渐开线公式的建立方法 , 精确绘制了渐开线齿廓 , 建立了产品知识库 , 提高了产 品的设计效率 。
关键词 : 渐开线齿轮 ; CATIA; 参数化设计 Abstract: Basic methods and design p rocedures are described1 Parameterized design of involute gear is performed based on CATIA , and the related formulas are derived and accurate involute gear tooth p rofile is drawn1A lso, part know l2 edge library is established to imp rove design efficiency1 Keywords: involute gear; CATIA; parameterized design
有的知识单元用参数 ( Parameters) 、关系 ( Rela2 tions) 、行 为 ( B ehaviors ) 来 表 达 , 以 设 计 表 (Design Table) 的形式形成产品知识库 , 再利用知 识库的知识 , 定义相关的工程参数 , 形成以数学 公式 、函数关系形式表达的工程规则 , 并根据设 计需要建立规则的设计引导过程 , 以实现从工程 参数到几何参数的驱动过程 。
利用Catia绘制渐开线斜齿轮-无需描点解读
利用 Catia 绘制渐开线斜齿轮————个人学习总结最终所要建立的齿轮模型一、首先,所绘齿轮参数如下: 齿轮轮廓参数:齿数(整数 :z=25模数(长度 :m=2.25mm齿宽(长度 :B=25mm齿顶高系数(实数 :ha'=1径向间隙系数(实数 :c'=0.25压力角(角度:α=20deg螺旋角(角度:β=30deg端面模数:mt=m/cosβ端面压力角:αt=arctan(tanα/cosβ分度圆半径:r=mt*z/2齿顶圆半径:ra=r+m*ha*齿根圆半径:rf=r-m*(ha*+c*基圆半径径:rb=r*cosαt齿根过度半径:ρ=c**m/(1-sinα螺旋线导程:S=2*PI*r/tanβ 二、参数输入过程(1打开 Catia V5,从开始菜单进入形状中的创成式外形设计,如下图:可以启用混合设计或创建几何图形集,这里选择创建几何图形集。
进入后, 根据以上参数完成参数和关系的输入。
步骤如下:点击图标中的 f(x打开如下对话框利用新建类型参数和添加公式按钮完成以上参数的输入及相应设置。
最终输入后的结果在展开树中的形式如下图:(2利用规则 fog(在图标的设计表下拉菜单中选择完成渐开线函数的输入x=rb*sin(t*PI-rb*cos(t*PI*t*PI y=rb*cos(t*PI+rb*sin(t*PI*t*PI此对话框为 x 规则的建立, y 规则的建立与此相同; 其中参数类型 t 为实数, x、y 均为长度。
三、渐开线的绘制(1建立原点,即点.1,根据点建立一直线(xy平面的法线 ,长度为 rb。
(2利用平行曲线功能完成两曲线的绘制具体步骤为,点击平行曲线功能打开如下对话框:此对话框为平行.1曲线的输入参数,曲线处选择先前建立的直线,之后点击法则曲线, 选择关系中的 fogx, 关闭法则曲线对话框, 支持面处选择 yz 平面。
平行.2曲线的建立不同之处在于, 点击法则曲线之后, 选择关系中的 fogy, 支持面处选择 zx 平面。
基于CATIA的渐开线直齿轮参数化设计
基于CATIA的渐开线直齿轮参数化设计
朱子宏;魏宪军
【期刊名称】《现代机械》
【年(卷),期】2009(000)001
【摘要】介绍了运用参数化三维软件CATIA对渐开线直齿轮进行参数化三维建模.通过GSD模块中的fog方式生成参数方程建立渐开线,通过镜像、剪切、特征阵列等命令建立齿形轮廓,通过拉伸、开槽等命令建立渐开线直齿轮三维模型.达到了改变基本参数立即得到相应的渐开线直齿轮三维模型的参数化驱动化设计,太大提高设计人员的工作效率.
【总页数】2页(P8-9)
【作者】朱子宏;魏宪军
【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.41
【相关文献】
1.基于CATIA二次开发的渐开线直齿轮参数化设计 [J], 邵立;张树生;张开兴
2.基于CATIA的渐开线直齿轮的参数化建模与应用 [J], 徐锐良;房雷
3.基于UG实现渐开线圆柱直齿轮参数化设计及数控仿真加工的研究 [J], 刘辉;张文汇;宗爱俊
4.基于Visual C+ +实现渐开线直齿轮参数化设计 [J], 左健民;何川;李小霞;王辉
5.基于CATIA的渐开线变位直齿轮的三维参数化建模及虚拟装配技术 [J], 罗佑新;车晓毅;何哲明
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基于CATIA的渐开线内齿轮参数化辅助设计---VB程序源码
Sub CreateGear(iCount As Integer, iMod As Double,iAng As Double)Dim CATIA As ObjectOn Error Resume NextSet CATIA = GetObject(, "CATIA.Application")If Err.Number <> 0 ThenSet CATIA = CreateObject("CATIA.Application")CATIA.Visible = TrueEnd IfOn Error GoTo 0Set documents1 = CATIA.DocumentsSet partDocument1 = documents1.Add("Part")Set part1 = partDocument1.PartSet parameters1 = part1.ParametersSet intParam1 = parameters1.CreateInteger("", 0)intParam1.Rename "z"intParam1.Value = iCountSet parameters2 = part1.ParametersSet realParam1 = parameters2.CreateReal("", 0.000000)realParam1.Rename "m"realParam1.Value = iModSet parameters3 = part1.ParametersSet angle1 = parameters3.CreateDimension("", "ANGLE", 0.000000)angle1.Rename "a"angle1.Value = iAngSet parameters4 = part1.ParametersSet length1 = parameters4.CreateDimension("", "LENGTH", 0.000000)length1.Rename "r"Set relations1 = part1.RelationsSet formula1 = relations1.CreateFormula("Formula.1", "", length1, "m*z/2*1mm") formula1.Rename "Formula.1"Set parameters5 = part1.ParametersSet length2 = parameters5.CreateDimension("", "LENGTH", 0.000000)length2.Rename "rb"Set relations2 = part1.RelationsSet formula2 = relations2.CreateFormula("Formula.2", "", length2, "r*cos(a)") formula2.Rename "Formula.2"Set parameters6 = part1.ParametersSet length3 = parameters6.CreateDimension("", "LENGTH", 0.000000)第 1 页length3.Rename "rf"Set relations3 = part1.RelationsSet formula3 = relations3.CreateFormula("Formula.3", "", length3, "r+1.125*m*1mm")formula3.Rename "Formula.3"Set parameters7 = part1.ParametersSet length4 = parameters7.CreateDimension("", "LENGTH", 0.000000)length4.Rename "ra"Set relations4 = part1.RelationsSet formula4 = relations4.CreateFormula("Formula.4", "", length4, "r-m*1mm")formula4.Rename "Formula.4"Set relations5 = part1.RelationsSet law1 = relations5.CreateLaw("Law.1", "/*Law created by Administrator 2010-6-17*/", "")law1.AddFormalParameter "x", "LENGTH"law1.AddFormalParameter "t", "Real"law1.Modify "/*Law created by Administrator 2010-6-17*/" & vbCrLf &"x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)"law1.Rename "Law.1"Set relations6 = part1.RelationsSet law2 = relations6.CreateLaw("Law.2", "/*Law created by Administrator 2010-6-17*/", "")law2.AddFormalParameter "t", "Real"law2.AddFormalParameter "y", "LENGTH"law2.Modify "/*Law created by Administrator 2010-6-17*/" & vbCrLf &"y=rb*cos(t*PI*1rad)+rb*t*PI*sin(t*PI*1rad)"law2.Rename "Law.2"Set hybridShapeFactory1 = part1.HybridShapeFactorySet hybridShapePointCoord1 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 0.000000, 0.000000) Set bodies1 = part1.BodiesSet body1 = bodies1.Item("PartBody")body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord1part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord1part1.UpdateSet reference1 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord1)Set originElements1 = part1.OriginElementsSet hybridShapePlaneExplicit1 = originElements1.PlaneXYSet reference2 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)第 2 页Set hybridShapeCircleCtrRad1 = hybridShapeFactory1.AddNewCircleCtrRad(reference1, reference2, False, 200.000000)hybridShapeCircleCtrRad1.SetLimitation 1body1.InsertHybridShape hybridShapeCircleCtrRad1part1.InWorkObject = hybridShapeCircleCtrRad1part1.UpdateSet hybridShapePointCoord2 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 0.000000, 0.000000)body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord2part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord2part1.UpdateSet reference3 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord2)Set reference4 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapeCircleCtrRad2 = hybridShapeFactory1.AddNewCircleCtrRad(reference3, reference4, False, 187.938524)hybridShapeCircleCtrRad2.SetLimitation 1body1.InsertHybridShape hybridShapeCircleCtrRad2part1.InWorkObject = hybridShapeCircleCtrRad2part1.UpdateSet hybridShapePointCoord3 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 0.000000, 0.000000)body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord3part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord3part1.UpdateSet reference5 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord3)Set reference6 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapeCircleCtrRad3 = hybridShapeFactory1.AddNewCircleCtrRad(reference5, reference6, False, 180.000000)hybridShapeCircleCtrRad3.SetLimitation 1body1.InsertHybridShape hybridShapeCircleCtrRad3part1.InWorkObject = hybridShapeCircleCtrRad3part1.UpdateSet reference7 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapePointOnPlane1 = hybridShapeFactory1.AddNewPointOnPlane(reference7, 0.000000, 187.938524) body1.InsertHybridShape hybridShapePointOnPlane1part1.InWorkObject = hybridShapePointOnPlane1part1.UpdateSet reference8 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)第 3 页Set hybridShapePointOnPlane2 = hybridShapeFactory1.AddNewPointOnPlane(reference8, 1.923321, 196.985334) body1.InsertHybridShape hybridShapePointOnPlane2part1.InWorkObject = hybridShapePointOnPlane2part1.UpdateSet reference9 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapePointOnPlane3 = hybridShapeFactory1.AddNewPointOnPlane(reference9, 6.411253, 207.661640) body1.InsertHybridShape hybridShapePointOnPlane3part1.InWorkObject = hybridShapePointOnPlane3part1.UpdateSet reference10 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapePointOnPlane4 = hybridShapeFactory1.AddNewPointOnPlane(reference10, 14.934513, 221.454233) body1.InsertHybridShape hybridShapePointOnPlane4part1.InWorkObject = hybridShapePointOnPlane4part1.UpdateSet reference11 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapePointOnPlane5 = hybridShapeFactory1.AddNewPointOnPlane(reference11, 28.518997, 237.266213) body1.InsertHybridShape hybridShapePointOnPlane5part1.InWorkObject = hybridShapePointOnPlane5part1.UpdateSet hybridShapeSpline1 = hybridShapeFactory1.AddNewSpline()hybridShapeSpline1.SetSplineType 0hybridShapeSpline1.SetClosing 0Set reference12 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointOnPlane1)hybridShapeSpline1.AddPointWithConstraintExplicit reference12, Nothing, -1.000000, 1, Nothing, 0.000000 Set reference13 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointOnPlane2)hybridShapeSpline1.AddPointWithConstraintExplicit reference13, Nothing, -1.000000, 1, Nothing, 0.000000 Set reference14 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointOnPlane3)hybridShapeSpline1.AddPointWithConstraintExplicit reference14, Nothing, -1.000000, 1, Nothing, 0.000000 Set reference15 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointOnPlane4)hybridShapeSpline1.AddPointWithConstraintExplicit reference15, Nothing, -1.000000, 1, Nothing, 0.000000 Set reference16 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointOnPlane5)hybridShapeSpline1.AddPointWithConstraintExplicit reference16, Nothing, -1.000000, 1, Nothing, 0.000000 body1.InsertHybridShape hybridShapeSpline1part1.InWorkObject = hybridShapeSpline1part1.Update第 4 页part1.UpdateSet reference17 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointOnPlane1)Set reference18 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeSpline1)Set hybridShapeExtrapol1 = hybridShapeFactory1.AddNewExtrapolLength(reference17, reference18, 11.907786) hybridShapeExtrapol1.ContinuityType = 1hybridShapeExtrapol1.BorderType = 1hybridShapeExtrapol1.LimitType = 0hybridShapeExtrapol1.SetAssemble TruehybridShapeExtrapol1.PropagationMode = 0hybridShapeExtrapol1.ExtendEdgesMode = FalsehybridShapeExtrapol1.ConstantLengthMode = Falsebody1.InsertHybridShape hybridShapeExtrapol1part1.InWorkObject = hybridShapeExtrapol1part1.UpdateSet reference19 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeExtrapol1)Set reference20 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeCircleCtrRad3)Set hybridShapeCorner1 = hybridShapeFactory1.AddNewCorner(reference19, reference20, Nothing, 4.000000, -1, 1, False)hybridShapeCorner1.DiscriminationIndex = 1hybridShapeCorner1.BeginOfCorner = 1hybridShapeCorner1.FirstTangentOrientation = -1hybridShapeCorner1.SecondTangentOrientation = 1hybridShapeCorner1.TrimMode = 2hybridShapeFactory1.GSMVisibility reference19, 0body1.InsertHybridShape hybridShapeCorner1part1.InWorkObject = hybridShapeCorner1part1.Updatepart1.UpdateSet hybridShapePointCoord4 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 0.000000, 0.000000)body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord4part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord4part1.UpdateSet hybridShapePointCoord5 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 100.000000, 0.000000)body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord5part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord5第 5 页part1.UpdateSet reference21 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord4)Set reference22 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord5)Set hybridShapeLinePtPt1 = hybridShapeFactory1.AddNewLinePtPt(reference21, reference22)body1.InsertHybridShape hybridShapeLinePtPt1part1.InWorkObject = hybridShapeLinePtPt1part1.UpdateSet reference23 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeLinePtPt1)Set reference24 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set reference25 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord4)Set hybridShapeLineAngle1 = hybridShapeFactory1.AddNewLineAngle(reference23, reference24, reference25, False, 0.000000, 120.000000, -4.500000, False)body1.InsertHybridShape hybridShapeLineAngle1part1.InWorkObject = hybridShapeLineAngle1part1.Updatepart1.UpdateSet reference26 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeCorner1)Set reference27 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeLineAngle1)Set hybridShapeSymmetry1 = hybridShapeFactory1.AddNewSymmetry(reference26, reference27) hybridShapeSymmetry1.VolumeResult = Falsebody1.InsertHybridShape hybridShapeSymmetry1part1.InWorkObject = hybridShapeSymmetry1part1.Updatepart1.UpdateSet reference28 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeSymmetry1)Set reference29 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeCorner1)Set hybridShapeTrim1 = hybridShapeFactory1.AddNewHybridTrim(reference28, 1, reference29, 1) hybridShapeFactory1.GSMVisibility reference28, 0hybridShapeFactory1.GSMVisibility reference29, 0body1.InsertHybridShape hybridShapeTrim1part1.InWorkObject = hybridShapeTrim1part1.UpdatehybridShapeFactory1.GSMVisibility hybridShapeTrim1, 1part1.UpdateSet reference30 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeCircleCtrRad3)第 6 页Set reference31 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeTrim1)Set hybridShapeSplit1 = hybridShapeFactory1.AddNewHybridSplit(reference30, reference31, 1) hybridShapeFactory1.GSMVisibility reference30, 0body1.InsertHybridShape hybridShapeSplit1part1.InWorkObject = hybridShapeSplit1part1.Updatepart1.UpdateObject hybridShapeSplit1part1.UpdateSet hybridShapePointCoord6 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 0.000000, 0.000000)body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord6part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord6part1.UpdateSet reference32 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord6)Set reference33 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapeCircleCtrRad4 = hybridShapeFactory1.AddNewCircleCtrRad(reference32, reference33, False, 222.500000)hybridShapeCircleCtrRad4.SetLimitation 1body1.InsertHybridShape hybridShapeCircleCtrRad4part1.InWorkObject = hybridShapeCircleCtrRad4part1.UpdateSet reference34 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeTrim1)Set reference35 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeCircleCtrRad4)Set hybridShapeTrim2 = hybridShapeFactory1.AddNewHybridTrim(reference34, 1, reference35, -1) hybridShapeFactory1.GSMVisibility reference34, 0hybridShapeFactory1.GSMVisibility reference35, 0body1.InsertHybridShape hybridShapeTrim2part1.InWorkObject = hybridShapeTrim2part1.UpdatehybridShapeFactory1.GSMVisibility hybridShapeTrim2, 1part1.UpdateSet hybridShapePointCoord7 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 0.000000, 50.000000)body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord7part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord7part1.UpdateSet reference36 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord4)第 7 页Set reference37 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord7)Set hybridShapeLinePtPt2 = hybridShapeFactory1.AddNewLinePtPt(reference36, reference37)body1.InsertHybridShape hybridShapeLinePtPt2part1.InWorkObject = hybridShapeLinePtPt2part1.UpdateSet shapeFactory1 = part1.ShapeFactorySet reference38 = part1.CreateReferenceFromName("")Set reference39 = part1.CreateReferenceFromName("")Set circPattern1 = shapeFactory1.AddNewSurfacicCircPattern(hybridShapeTrim2, 1, 2, 20.000000, 45.000000, 1, 1, reference38, reference39, True, 0.000000, True, False)circPattern1.CircularPatternParameters = catInstancesandAngularSpacingSet relations7 = part1.RelationsSet angularRepartition1 = circPattern1.AngularRepartitionSet intParam2 = angularRepartition1.InstancesCountSet formula5 = relations7.CreateFormula("Formula.22", "", intParam2, "z")formula5.Rename "Formula.22"Set relations8 = part1.RelationsSet angularRepartition2 = circPattern1.AngularRepartitionSet angle2 = angularRepartition2.AngularSpacingSet formula6 = relations8.CreateFormula("Formula.23", "", angle2, "360deg/z")formula6.Rename "Formula.23"Set reference40 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeLinePtPt2)circPattern1.SetRotationAxis reference40part1.UpdateObject circPattern1part1.UpdateSet reference41 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeSplit1)Set reference42 = part1.CreateReferenceFromObject(circPattern1)Set hybridShapeSplit2 = hybridShapeFactory1.AddNewHybridSplit(reference41, reference42, 1) hybridShapeFactory1.GSMVisibility reference41, 0body1.InsertHybridShape hybridShapeSplit2part1.InWorkObject = hybridShapeSplit2part1.Updatepart1.UpdateObject hybridShapeSplit2part1.UpdateSet hybridShapePointCoord8 = hybridShapeFactory1.AddNewPointCoord(0.000000, 0.000000, 0.000000)第 8 页body1.InsertHybridShape hybridShapePointCoord8part1.InWorkObject = hybridShapePointCoord8part1.UpdateSet reference43 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePointCoord8)Set reference44 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapePlaneExplicit1)Set hybridShapeCircleCtrRad5 = hybridShapeFactory1.AddNewCircleCtrRad(reference43, reference44, False, 252.500000)hybridShapeCircleCtrRad5.SetLimitation 1body1.InsertHybridShape hybridShapeCircleCtrRad5part1.InWorkObject = hybridShapeCircleCtrRad5part1.Updatepart1.UpdateSet reference45 = part1.CreateReferenceFromObject(circPattern1)Set reference46 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeTrim2)Set hybridShapeAssemble1 = hybridShapeFactory1.AddNewJoin(reference45, reference46)Set reference47 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeSplit2)hybridShapeAssemble1.AddElement reference47hybridShapeAssemble1.SetConnex 1hybridShapeAssemble1.SetManifold 1hybridShapeAssemble1.SetSimplify 0hybridShapeAssemble1.SetSuppressMode 0hybridShapeAssemble1.SetDeviation 0.001000hybridShapeAssemble1.SetAngularToleranceMode 0hybridShapeAssemble1.SetAngularTolerance 0.500000hybridShapeAssemble1.SetFederationPropagation 0body1.InsertHybridShape hybridShapeAssemble1part1.InWorkObject = hybridShapeAssemble1part1.Updatepart1.UpdateSet reference48 = part1.CreateReferenceFromName("")Set pad1 = shapeFactory1.AddNewPadFromRef(reference48, 20.000000)Set reference49 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeCircleCtrRad5)pad1.SetProfileElement reference49Set reference50 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeCircleCtrRad5)pad1.SetProfileElement reference50第 9 页pad1.IsSymmetric = Truepart1.UpdateObject pad1Set reference51 = part1.CreateReferenceFromName("")Set pocket1 = shapeFactory1.AddNewPocketFromRef(reference51, 20.000000) Set reference52 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeAssemble1) pocket1.SetProfileElement reference52Set reference53 = part1.CreateReferenceFromObject(hybridShapeAssemble1) pocket1.SetProfileElement reference53pocket1.IsSymmetric = Truepart1.UpdateObject pocket1part1.UpdateEnd SubPrivate Sub cmdCreate_Click()CreateGear Val(txtCount.Text), Val(txtMod.Text),Val(txtAng.Text) End Sub第 10 页。
基于CATIA的齿轮参数化设计建模及运动仿真
基于CATIA的齿轮参数化设计建模及运动仿真齿轮是机械传动中常用的元件，用于传递动力和转动运动。
其设计和制造过程需要精确的参数化建模和运动仿真，以确保其稳定性和性能。
CATIA是一款功能强大的三维建模软件，可用于实现齿轮的参数化设计和运动仿真。
以下是基于CATIA的齿轮参数化设计建模及运动仿真的步骤：1.齿轮参数化设计：首先，需要确定齿轮的几何参数，如齿数、模数、压力角等。
在CATIA中，可以根据这些参数创建一个齿轮模型，并将其参数化，使得可以根据不同的参数值自动生成不同的齿轮模型。
参数化设计可以有效地提高设计效率和灵活性。
2.齿轮建模：基于确定的齿轮参数，使用CATIA中的齿轮建模工具创建齿轮的几何模型。
可以选择不同的齿轮类型，如圆柱齿轮、圆锥齿轮等，并根据需要进行形状调整和修饰。
3.齿轮装配：如果需要进行多个齿轮的装配设计，可以使用CATIA的装配设计工具来构建整个齿轮传动机构。
通过将不同的齿轮模型组装在一起，可以实现齿轮传动机构的建模和设计。
4.齿轮运动仿真：基于建立的齿轮模型和装配设计，在CATIA中进行运动仿真，以验证齿轮传动的性能和稳定性。
可以通过设置不同的运动参数和加载条件，模拟齿轮传动过程中的动态行为。
同时，可以进行动力学分析，评估齿轮传动的负载和力学特性。
5.优化和修改：根据仿真结果，可以对齿轮模型和装配设计进行优化和修改。
通过调整参数和改进设计，可以提高齿轮传动的效率和可靠性。
在CATIA中，可以直接修改参数，并自动更新齿轮模型和装配。
利用仿真结果的反馈信息进行优化设计，从而提高齿轮传动的性能。
总结：基于CATIA的齿轮参数化设计建模及运动仿真，可以有效地提高齿轮传动的设计效率和品质。
通过参数化设计和运动仿真，可以快速生成并优化齿轮模型，验证齿轮传动的性能，提高传动效率和可靠性。
同时，CATIA提供了丰富的工具和功能，可帮助工程师进行齿轮传动的设计和优化，提高产品的竞争力和市场价值。
基于catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用
基于catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用基于CATIA的渐开线齿轮参数化精确建模与应用引言：渐开线齿轮是一种常用的传动装置，具有高效率、精确传动和低噪音的优点，在工业领域得到广泛应用。
而CATIA作为一种流行的计算机辅助设计软件，能够帮助工程师们精确地进行渐开线齿轮的参数化建模与设计。
本文将详细介绍CATIA的应用技巧，以帮助读者更好地理解渐开线齿轮的建模方法和应用。
一、渐开线齿轮的基本原理1. 渐开线齿轮的定义渐开线齿轮是一种齿轮传动装置，其齿廓曲线为渐开线，能够在传动过程中实现连续的接触运动，减小了齿轮传动的冲击和噪音。
2. 渐开线齿轮的优点渐开线齿轮相比其他形式的齿轮具有以下优点：- 高效率：渐开线齿轮的齿形使得齿轮之间实现连续而平稳的接触，减少能量损失。
- 精确传动：渐开线齿轮的齿廓曲线能够保证准确的传动比和齿轮位置。
- 低噪音：渐开线齿轮的齿形使得齿隙过渡更加平缓，减少了传动过程中产生的噪音。
二、CATIA在渐开线齿轮建模中的应用1. CATIA软件简介CATIA是达索系统公司开发的一款广泛应用于机械设计、汽车工业、航空航天等领域的三维CAD软件，具有强大的建模功能和友好的用户界面，能够提供全面的设计支持。
2. 渐开线齿轮的参数化建模利用CATIA软件，可以通过以下步骤进行渐开线齿轮的参数化建模：- 绘制基准圆：根据齿轮的模数、齿数等参数，绘制齿轮的基准圆。
- 绘制齿廓曲线：利用齿轮的基准圆和模数，绘制渐开线的齿廓曲线。
- 齿距与厚度计算：根据齿数和齿廓曲线，计算齿距和齿轮的厚度。
- 生成齿轮：利用CATIA的齿轮生成功能，根据齿廓曲线和齿距生成齿轮的几何形状。
- 参数化设计：通过将齿轮的各项参数设置为可调节的参数，实现齿轮的参数化设计和调整。
3. 渐开线齿轮的应用渐开线齿轮广泛应用于各种机械传动装置，如汽车变速器、船舶传动系统和工业机械等。
CATIA软件能够提供精确的建模和分析工具，在设计和制造过程中起到重要的作用。
用CATIA绘制渐开线齿轮的方法
用CATIA绘制渐开线齿轮的方法1、渐开线的生成是齿轮生成的关键所在，我们将采用fog方式生成参数方程确定渐开线的x、y值，再制作若干个点，连接点成曲线。
下面详细将讲述制作过程：2、首先建立齿轮的几个重要参数：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基圆半径 rb = r*cos（a ）齿根圆半径rf = r-1.25*m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等，填入相应的value；有formula的选择add formula，填入公式3、建立好参数之后，该用fog建立一对变量为t的x、y坐标的参数方程了！（其实前面已经建立了简单的公式）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fogx，fogy分支4、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5、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：譬如我们分别取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、V6、用spline连接点7. 剩下的工作，就是先制作一个齿型，此时要用齿厚S 。
在分度圆处，用渐开线交出交点，取离该点弧长e = S = πm/2 处的一个点，此处为另一半的渐开线通过的地方！（若有错误，请纠正，鄙人没有手册在手）。
CATIA中渐开线齿轮的参数化精确建模_任丰兰
x= rb @ cos( H) + rb @ sin( H) y= rb @ sin( H) - rb @ cos( H) 式中 rb - 基圆的半径
H- 渐开线参数方程的自变量 H= ( *t IP* 1rad) 渐开线与齿根圆按国标倒圆角 QU 0. 38m。 212 当基圆直径 db 大于齿根圆直径 df 时, 即 db > df 时, 基圆把齿廓曲线分成两部分, 在基圆的外 部为渐开线, 仍由渐开线参数方程确定, 而基圆与齿 根之间的过渡曲线, 是将渐开线延伸后再与齿根圆 倒圆角 Q。目前生产中常见齿轮齿根的过渡曲线有 五种, 多数设计者都是通过直线或圆弧替代。 3 渐开线齿轮的单齿齿廓曲线方程在 CAT IA 中表 达式的建立 在 CAT IA中, 通过表达式建立曲线时, 应知道齿
利用前面建立的关于 t的参数方程, 创建若干个 渐开线的 点, 譬如分别 取 t= 0, 0106, 01085, 0111, 0113, 0116, 01185, 选择结构树关联节点下的 fogx, 给 t赋值, 得到相应 x 的坐标值, 同理得到相应 y的坐 标值, 如图 3, 一共得到 7个渐开线的关键点的 fogx, fogy坐标值, 将它们分别赋给 相应点的 H, V。再用 样条线命令依次连接上述 7个点得到渐开线。
渐开线齿轮的齿形比较复杂, 一些低端的 CAD 软件很难通过可参数化直接建立齿轮的三维模型。 使用 CAT IA 中的参数化设计, 利用渐开线方程确定 齿廓曲线, 运用其它相关的计算公式建立相关的表 达式, 使模型的尺寸和特征参数相关联, 从而精确地 生成渐开线齿轮的齿廓, 并建立渐开线齿轮的三维 模型。利用 CAT IA 进行渐开线齿轮的三维造型时, 首先要根据设计的需要设定齿轮的基本参数, 这些 参数的改变直接影响着齿轮齿廓的形状和尺寸。因 此, 要实现齿轮的各项技术要求, 就需要在设计中利
CATIA中渐开线齿轮的参数化精确建模
要 转换 ， 这两 种 方 法 是不 能 实 现 全 参 数 化设 计 。本
文介绍 了 一 种 渐 开 线 齿 轮 能 全 参 数 化 设 计 的 新 方
法， 就是 用数 学 的方 法 建 立 渐 开 线齿 轮 的单 个 齿 的
齿廓 曲线 方程确 定 。
完整齿廓参数 曲线方程， 将齿廓 的曲线方程转化为
方程 ， 将齿廓的 曲线方程转化为 Ｃ １Ａ的表达式 ， 用 Ｃ ＴＡ的可参数化设 计工 具， 可以 实现渐 开线齿轮 的参 Ａ’ Ｉ 利 ＡＩ 就
数化精确建模。
关键词 渐开线齿轮
参数化
表达 式
齿 轮是 机 械传 动 中常 用 的零 件 之一 ， 尤其 渐开 线齿轮应 用 广 泛 。随 着计 算 机 高 速 发 展 ， 机 械 零 对 件 的全参 数 化设 计 要 求 越 来 越 多 ， 样 更方 便 实现 这 零件 的设 计 ， 而且 使 零 件 的设 计 更 趋 向于 简 单 化 。
械零件 的三 维参数 化设计 也具有 一定 的参 考价值 。
１ 渐 开线齿 轮设计 的特 点
式中
ｒ一基 圆的半 径 ０一渐开线 参数方 程 的 自变量
０＝（ ； Ｐ￥１ａ ） ｔ： Ｉ Ｉ ｒｄ
渐 开线 齿轮 的齿 形 比较 复 杂 ， 一些 低 端 的 Ｃ Ｄ Ａ
软件很 难通 过 可参 数 化 直 接 建 立齿 轮 的三 维 模 型 。
用 Ｃ ＴＡ 的可参数 化关 联 性 ， 分 考 虑各 个参 数 的 ＡＩ 充
改变 ， 些参 数 将 作 为 所 谓 的 自变 量 和 因变 量 。这 这
些 变量 通过 可 参数 化 的 函数 表 达 式 相互 关 联 ， 中 其
CATIA关于球面渐开线标准直齿圆锥齿轮的参数化建模教程
CATIA关于球面渐开线标准直齿圆锥齿轮的参数化建模先看看建好的数模：以前，曾经发过一个“CATIA标准直齿圆锥齿轮的建模”教程。
用的是当量齿形生成圆锥齿轮轮齿的方法。
当量齿形生成的轮齿，先天就存在不足，因为齿形上天然就存在着误差。
尤其是在圆锥齿轮齿数较少的情况下，这种误差更会被放大。
当年学习机械原理的时候，关于圆锥齿轮，在教材上直接就教给我们用当量齿形来代替球面渐开线的齿形。
个人理解，是因为当时的三维制图软件还没有普及，而球面渐开线又是空间的曲线。
根本无法用二维制图准确的表达出来。
不得已的情况下，才采用存在一定误差，却能用二维图纸表达出来的当量齿形，来代替圆锥齿轮的球面渐开线齿形。
而现在，通过三维建模软件，完全可以准确的生成球面渐开线。
另外，以前的数控加工也不如现在普及。
现在的数控加工，完全能做到按照数模的建立精度加工出和数模一样的最终产品。
所以，个人认为，当量齿形生成圆锥齿轮轮齿的方法，已经不适合现在的生产需要了。
对于精锻圆锥齿轮来说，基于球面渐开线制作的模具，一定会比先天不足的当量齿形制作的模具，在各方面都具有更高和更准确的精度。
对于圆锥齿轮的切削刀具，基于球面渐开线制作的刀具，也一定会比当量齿形制作的刀具，在精度上具有更大的优势。
齿形精度的提高，对于减少圆锥齿轮传动的跳动误差和提高传动的重合度，是有非常重要的意义的。
当年之所以制作“CATIA标准直齿圆锥齿轮的建模”教程，是因为网上根本没有圆锥齿轮的CATIA建模教程，所以才试着制作了一个。
为了制作这个教程，甚至认真仔细的复习了一下机械原理里的圆锥齿轮方面的知识。
另外有感于当年学习CATIA时非常吃力的感受，把教程尽量做的详细，力求初学者也能按照详尽的步骤完成建模。
这次的教程也延续了前一个教程的初衷，尽量详尽、详细。
接下来正式开始：先做一个假设，一对正常啮合的渐开线标准直齿圆柱齿轮，以其中的一个公共端面为基准，按照定长度收缩到一个点，那么这对圆柱齿轮就转换成了圆锥齿轮。
基于CATIA的齿轮精确渐开线参数化建模
了许多 和齿 轮相关 的参 数 以及 关 系 式 ， 基 本 创 建 过 程
如下 ：
（ １ ）基 本参数 和方程输 入 ： 通过 （ ｚ） 输 入 齿 轮 的 基本 参数 。 （ ２ ）创建 齿 轮 基 本 圆 ： 在 草 绘 平 面上 创 建 齿 轮 基 本 圆， 包 括齿 顶 圆、 基 圆、 分 度 圆和齿 根 圆 ， 并 利用 设定 的参 数控 制 圆的大 小 。 （ ３ ）齿轮 渐 开 线 方 程 输 入 ： 通过 ｆ ｏ ｇ输 入 渐 开 线 参 数 方程 。 （ ４ ）创建 渐开 线 ： 利用“ 创成 式外 形 设 计 ” 中的 “ 平 行 曲线 ” 、 “ 混 合” 和“ 投影 ” 生成 齿 轮渐 开线 。 （ ５ ）镜 像渐 开 线 ： 根 据 齿 间 角 度 画 出用 于 镜 像 的 直 线或 是平 面 ， 以它 为 对称 轴 或 是 对称 平 面镜 像 渐 开
第 ２期 （ 总第 １ ８ ３期 ）
２ ０ １ ４年 Ｏ ４月
机 械 工 程 与 自 动 化
ＭＥ ＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（ ） Ｍ ＡＴＩ （ ） Ｎ
Ｎｏ． ２
Ａ ｐｒ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ７ — ０ ３
中图 分 类 号 ：ＴＨ１ ３ ２ ． ４ １ ３： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ７
文 献标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
２ ． １ 新 建“ 齿轮 ” 文件
机 械传 动 中齿轮 传 动 占据 着 举 足 轻 重 的 地 位 ， 它 具 有传 动效 率高 、 传 动 比稳 定 、 结构紧凑等优点， 本 文 介 绍一 种利 用 Ｃ ＡＴ Ｉ Ａ 软件 对齿 轮 进 行 参 数化 建 模 的
CATIA中渐开线斜齿圆柱齿轮的建模方法
CATIA中渐开线斜齿圆柱齿轮的建模方法步骤1：创建一个新的零件文档
打开CATIA软件，并创建一个新的零件文档。
选择“文件”>“新建”>“零件”。
步骤2：创建基础几何图形
使用绘图工具，在XY平面绘制一个基础几何图形，例如一个圆或者一个多边形。
这个图形将用作齿轮的基础形状。
步骤3：绘制母线
在顶视图中创建一个线条，这个线条将用作渐开线的母线。
母线应该与基础几何图形相切，并且可以通过基础几何图形的中心点。
使用“绘制”工具，选择“线”或者“圆弧”等绘图工具，根据需求绘制一条合适的线条。
步骤4：创建渐开线
使用“插入”工具，选择“齿轮”选项。
在“定义渐开线齿轮”对话框中，选择“齿轮”选项，并点击“确定”。
根据对话框中的提示，输入齿轮的参数，如模数、齿数、压力角等。
在渐开线选项中，选择“使用曲线”选项，并选择之前创建的母线曲线。
点击“确定”完成齿轮的创建。
步骤5：修整零件
在齿轮创建完成后，可能需要对齿轮进行一些修整，例如删除或修改不需要的特征。
使用“修整”工具，在需要修整的特征上点击，选择需要的修整操作，例如删除、平面修整或者其他修整选项。
步骤6：完成齿轮建模
在完成修整后，你已经成功地在CATIA中创建了一个渐开线斜齿圆柱
齿轮。
你可以保存零件，并继续进行其他操作，例如添加装配约束、导出
为其他格式等。
总结：。
catia画渐开线斜齿轮详细教程
CATIA画渐开线斜齿轮教程1.首先打开CATIA，开始——形状——创成式外形设计。
2.设置：工具——选项——显示。
注意：基础设计——零件基础结构——显示。
勾选选中项。
3、输入齿轮的各项参数斜齿圆柱齿轮中有如下参数及参数关系，不涉及法向参数 齿数z （本次z 取28） 模数 m （本次m 取3） 压力角 a （本次a 取20°）齿顶圆半径 rk = r+m 分度圆半径 r = m*z/2 基圆半径 rb = r*cosa 齿根圆半径 rf = r-1.25*m 螺旋角 beta （本次取18°） 齿厚 depth （本次取30mm ） 输入方法如下：选取公式)(x f 。
输入数值，depth=30mm编辑公式*2/zmm mr1*注意：输入法最好切换成半角输入。
结果如下图：4、点击fog按钮，建立一组关于参数t的函数：X（t）、Y（t）方程为：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)) 选取fog命令。
为了方便辨认，我把规则名称改为x，y。
建立第二个函数y（t）5画渐开线第一步：画齿顶圆，分度圆，齿根圆。
点击画圆工具，在中心处右键编辑点（0,0,0），支持面选择xy平面，半径：右键编辑公式输入：rf选择中心和半径，中心选择创建点。
以坐标原点为中心。
支持面选择xy平面，园限制选择全圆，半径选择编辑公式。
输入rf为齿根圆半径。
同理画出分度圆和齿顶圆。
从内到外依次为齿根圆，分度圆，齿顶圆。
第二步：画渐开线下面就是对函数进行赋值的过程，具体方法如下： a. 参数→law→关系x（双击）b.规则→然后双击，->Evaluate(t)括号里的数值为参数t的值，这里为0；同样的办法输入y的坐标值，然后再建几个点，我选取t=0,0.1,0.15,0.2,0.25,时的几个点。
CATIA参数化齿轮建立(图文运用)
画齿轮主要是确定渐开线方程，这里我就简单介绍一下一种种常见的渐开线绘制方法，就是绘制型值点，然后用样条线连接，得到渐开线后，对称，然后用齿顶圆齿根圆修剪围成齿轮轮廓，拉伸成凸台即可。
（这里就默认是直齿圆柱齿轮）首先用参数工具建立六个主要参数：模数m=4mm齿数z=20压力角a=20degha*=1c*=0.25齿厚s=10mm然后建立基本的几个公式：分度圆直径d=`模数m` *`齿数Z`齿顶圆直径da=(`齿数Z` +2*`ha*` )*`模数m`齿根圆直径df=(`齿数Z` -2*`ha*` -2*`c*` )*`模数m`基圆直径db=`分度圆直径d` *cos(`压力角a` )齿距p=PI*`模数m`由于渐开线极坐标方程为r(k)=r(b)/cosα(k)invα(k)=tanα(k)-α(k)我就不证明了，反正通过转换我得到了x轴和y轴关于渐开线转动角ak的对应方程。
建立X轴法则曲线：创建长度X 创建角度akx=(`基圆直径db`/2 /cos(ak))*cos(tan(ak)*1rad-ak/180deg *(PI*1rad))建立Y轴法则曲线：创建长度y 创建角度aky=(`基圆直径db` /2 /cos(ak))*sin(tan(ak)*1rad-ak/180deg *(PI*1rad))现在我们完成了所有的准备工作，可以创建齿轮了。
首先在平面上绘制直径同参数中数据一致的基圆，分度圆，齿顶圆，齿根圆然后绘制该平面上点，注意每一点对应的x y坐标与X、Y法则曲线在同一ak值下值一一对应。
即：`关系\渐开线方程X` ->Evaluate(ak)`关系\渐开线方程Y` ->Evaluate(ak)为了简化对象和保证精度，我取ak值分别为：0deg 15deg 22deg 29deg 35deg 40deg 50deg得到这七个点（保证在渐开线上，如果需要更高精度，可以增加点个数，但是太高阶的曲线容易产生振荡，所以不建议采用）用样条线连接。
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基于catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用(一)
基于Catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用
引言
Catia是一款强大的计算机辅助设计软件，通过其参数化建模功能，可以实现渐开线齿轮的精确建模与应用。
本文将详细讲解基于
Catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用的一些方面。
1. 渐开线的概念及应用
渐开线是一种特殊的曲线，广泛应用于齿轮设计中。
它能够使齿
轮传递动力更加平稳，减少噪音与磨损，并提高传动效率。
基于Catia 的参数化建模功能，可以方便地生成具有渐开线的齿轮模型，并通过
调整参数来实现不同需求的设计。
2. Catia的参数化建模功能
Catia具有强大的参数化建模功能，可以通过定义参数和约束条件，灵活地调整模型的尺寸与形状。
在渐开线齿轮设计中，我们可以
通过Catia的参数化建模功能，将齿轮的齿数、模数、齿宽等参数定
义为变量，以便随时调整齿轮的尺寸与形状。
3. 渐开线齿轮的精确建模
基于Catia的参数化建模功能，可以实现渐开线齿轮的精确建模。
首先，我们可以通过定义齿轮的基本参数，如齿数、模数、齿宽等，
来生成齿轮的齿廓曲线。
然后，我们可以通过Catia的绘图工具，绘
制渐开线曲线，并将其应用到齿轮的齿廓上。
4. 渐开线齿轮的应用场景
渐开线齿轮广泛应用于各种机械传动系统中，如汽车发动机、工
业机械设备等。
其具有传动效率高、噪音低、磨损小等优点，使其成
为理想的传动元件。
通过基于Catia的参数化建模功能，我们可以根
据具体的应用场景，灵活地调整渐开线齿轮的参数，并生成精确的齿
轮模型。
结论
基于Catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用具有很大的优势，不仅能够提高齿轮设计的效率，还能够满足不同场景下的需求。
通过
合理利用Catia的参数化建模功能，我们能够快速生成精确的渐开线
齿轮模型，并在实际应用中发挥其优越性能。
5. 渐开线齿轮的优势与特点
渐开线齿轮相对于其他齿轮类型有一些独特的优势和特点。
首先，渐开线齿轮的传动效率很高，因为其齿形能够使齿轮与齿轮之间的载
荷分布更加均匀，减少了啮合损失。
同时，渐开线齿轮的齿形能够减
少齿间冲击和振动，从而降低了噪音。
此外，渐开线齿轮的齿廓曲线
能够保持相对恒定的接触应力，从而减少了磨损和疲劳。
总的来说，
渐开线齿轮具有传动效率高、噪音低、磨损小等优点，适用于各种机
械传动系统。
6. 渐开线齿轮的应用案例
基于Catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用在实际工程项目
中有着广泛的应用。
以下是一些渐开线齿轮的应用案例：
汽车发动机传动系统
在汽车发动机传动系统中，渐开线齿轮常用于减速器和传动箱中。
其高传动效率和低噪音特点使其成为理想的传动元件。
工业机械设备
在各种工业机械设备中，渐开线齿轮广泛应用于各类传动系统中，如机床、风力发电机等。
其稳定的传动性能和可靠的工作特点使其在
工业领域中得到广泛应用。
航空航天领域
在航空航天领域，渐开线齿轮常被用于飞机发动机、导航系统等
传动装置中。
其高精度和可靠性能使其适应极端的工作环境。
总结
基于Catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用为齿轮设计带来
了很大的便利和灵活性。
通过合理利用Catia的参数化建模功能，我
们能够快速生成具有渐开线特点的齿轮模型，并在各种应用场景中发
挥其优越性能。
渐开线齿轮在汽车、工业设备以及航空航天领域的应
用案例都证明了其在传动效率、噪音和磨损方面的优势。
因此，基于Catia的渐开线齿轮参数化精确建模与应用具有非常重要的实际应用价值。