齿轮参数化设计
基于Pro/ENGINEER的齿轮参数化设计及FEA分析

通 过 查 看 r1 t  ̄ D e. d p ,文 件 齿
图1 创建齿槽 曲面
元分析工作 的效率 。有 限元分析总 体上可分 为三 部分 :前处理 部分 , 分析计算部分 以及后处理部分 。有 限元分析 的过程一般分为 创建几何 模 型 ,产 生F A 型 ,设定 材料 、 E模
维普资讯
t a e a t( ad ) —1 b t =t s r ( / b d 2 ) r O 5 d a t1 b t ) = . b s r (+t a e2
基于PoE I E 的 / G E r N N R
口 北京信息职业技术学院 李亚平 口 陆军航空兵学院 孟丽霞 李 卫京
TF A 斤 E 分韦 ,对相
在PoE GN E 中点击 “ e u r/N I E R m n
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有 限元 分析 是 应 用 有 限元 法 取 “e u ”选项 ,根据设 计需 要 st p
关产品的设计提供 辅助产品设计开发 ,提高产 品可靠 分别设置参数齿数Z 、模数 m 、齿宽 了设计思路和借鉴 度 的方 法之一。PoE G N E 的有 b r/ N I E R 、压力角apa lh、轴孔径dxs ai 、分 作用。 限元 分析模 块P oM C A IA r/ E H N C 不但 度 圆直径 d 、齿顶 圆直径d 、齿 根 a 可 以完成结构 力学 、热 力学和铸造 圆直径d  ̄] 圆直径d 。然后根据 fE 基 b 力学 的有 限元分析前处理部分 的工 设计 要求设置初值 ,初值为00 的 .O 作 ,还 可 以进行 屈 曲和 模 态等 分 参数 的数值将通过后面的关系式进 析 ,并能够输 出其他大型有 限元分 行计 算。
齿轮参数化设计培训资料

3. 使用介绍
3.1.1 在excel外啮合轴轮齿部计算表中输入数据,检查正确后保存和关闭
文件。
计算数据
齿数比u
2.0370
2.0370
轴轮齿部参数计算表
输入数据
轴
轮
未变位中心距a 端面压力角αt 端面啮合角αw
230.5378 0.3562 0.4042
230.5378 0.3562 0.4042
完后在开始菜单——程序中将有零部件参数化设 计的执行文件和卸载文件
2.运行程序
2.1 先运行inventor程序,首次运行需要新建单用户项目名称,并选择合适的 位置
2.2 运行参数化设计程序: 开始菜单——零部件参数化设计——零部件参 数化设计(根据个人情况可创建桌面快捷方式)
3. 使用介绍
打印。 6.3 质量的自动更新:更改模型选项:自动运行,需要手动执行规则 6.5 参数表中手动更改旋向 6.6 有不明白和不对的地方,请大家提出,
共同探讨研究。 6.7 这里只进行了简单的介绍,
在使用中的细节及技巧还待各位灵活 掌握。
6 说明
6.7 齿轮各尺寸关系
渐开线起始圆评定圆直径dv
0.5000 0.4554 235.293
0.293 7.712 5.195 12.907 151.818 142.286
145.827
0.5000 0.4092 235.293
0.293 7.457 5.449 12.907 309.258 289.843
302.759
检查dv是否>db
4.图纸修改
4.6 更改齿部参数:右键编辑齿轮参数,打开excel表,复制轴轮参数表中的 相关数据到该表中 ,保存退出。也可以点击参数表手动编辑该表内容。(现在进 行了更改,不再需要手动处理了,它自动连接模型中的数得到,只需更改旋向)
Solid Works环境渐开线齿轮精确三维参数化设计

SolidWorks 环境渐开线齿轮精确三维参数化设计路连,高荣(淮阴工学院机械学院,江苏淮安223003)摘要:根据渐开线齿轮形成原理,采用样条曲线拟合的方法精确描绘齿轮轮廓,在S o lid Works 环境下应用VB 语言实现渐开线齿轮(直、斜齿)的三维参数化设计。
该程序界面简单可行,齿形精确,可为进一步模态分析创造条件。
关键词:渐开线齿轮;样条曲线;精确三维参数化设计中图分类号:TH122.2文献标识码:A文章编号:1001-4462(2010)12-0050-03Accurate 3D Parametric Design of Involute Gear SolidWorksLU Lian,GAO Rong(Department of Mechanical Engineering,Huaiyin Institute of Technology,Huaian Jiangsu 223003,China )Abstract :Ba s e d o n theco ns tructingprincipleof involutege a rs ,the s pline curve fittingm e tho d isa do pted to a ccura te ly po rtra it thepro file o f invo lute g e a rs .VB la ng ua g e isus e d tore a liz ethe3D pa ra m e tric de s ign of involutege a rs(s tra ig ht too th,s kewto o th ).Thepro g ra minte rfacefe ature ss im pleope ra tio n a nd pre cis etoo th s ha pe ,cre a ting co nditio nsfor furthe r m o da la na lys is .Key words :invo lutefe ar;s pline curve;a ccura te3D pa ra m e tric de s ig n渐开线齿轮是常用的机械零件,其齿廓比较复杂。
考虑加工误差的渐开线齿轮参数化设计

CAO ng i g, i i g Co -q n MICa-yn
( c ol f c a i l nier g f o tw s J oo gU i r t, h n d 10 1C ia S h o o h nc gnei uh et i tn nv sy C e g u6 0 3 , hn ) Me aE n oS a ei
第 4期
机 械 设 计 与 制 造
Ma hi r De in c ne y sg & Ma u a t r n fcue 1 3
21 0 2年 4月
文 章 编 号 :0 1 3 9 (0 2 0 — 0 3 0 10 — 9 7 2 1 )4 0 1 — 3
考虑加 工误 差的渐 开线齿轮 参数化设计
中 图分 类号 :H1 , H124 3 文献 标识 码 : T 6 T 3 .1 A
teg a ba e ru h cm aigT esm l in¥ o ¥ta eer dlo eg a a ¥F h r i o t n d t og o p n .h i ua o h w h tt r rm e ft rh Ol e s i h r t h 0o h e s t , e
c i ne ae n hl aga if ef s n a f r t i t rC D o w E o w at eitfc. a w i r hc l o a d d oma w t o e A ¥ taea dF M s taei v r Me e p t r i h h f r n f r s o tu.yapyn e h i a s d l o A A o w r, i ma c a s f r a a s s u t ligm c a s a l i m uef D MSs a kn t s l io r t mi p B p n m n y so t f e e i a ys n e g r n —
基于SOLIDWORKS的齿轮参数化实体模型设计毕业设计(论文)

摘要渐开线齿轮由于能保证特定传动比、受力方向不变等优点,而广泛应用于各种通用机械中,但因其齿廓形状和轮体结构复杂多变而成为三维造型技术的难点。
常规齿轮设计过程烦琐:齿轮轮廓线的生成需要大量的计算过程;轮廓线的绘制,需要通过关系式控制;齿轮种类较多,不同类别绘制方法不同。
本论文主要论述了基于SOLIDWORKS开发平台,进行齿轮参数化实体模型设计的过程,应用其工具包开发了齿轮参数化设计系统,通过创建的对话框修改齿轮参数,例如模数、齿数、齿宽、压力角、变位系数等,可以得到相应的渐开线齿轮,从而满足设计要求。
实际应用表明该系统可以大幅度提高工作效率。
该系统的建立方法亦可应用于其他零件的参数化设计关键词:SOLIDWORKS;齿轮;参数化设计;建模AbstractInvolute gear due to the difficulty to ensure specific transmission ratio, the force direction constant, etc., are widely used in a variety of general machinery, but because of its complex and changing the shape of the tooth profile and wheel structure a three-dimensional modeling techniques. There are some inefficient aspects in gear design, such as a lot of work should be needed in process of getting the gear profile; it is hard to draw the gear profile without equation; Different kind of gear needs several kinds of methods to build. It isbased on SOLIDWORKS platform. Through changing the gear parameters in the application interface, such as modulus, number of teeth, tooth width, pressure angle, variable coefficient, etc, the corresponding involute gear to meet the design requirements can be gotten. The application shows that the system can greatly improve efficiency. The establishment of the system method can be applied to other parts,is not confined to the parameters of gear design.Keyword s:SOLIDWORKS;Gear;Parametric Design;Modeling目录1 绪论 (1)1.1 本课题的研究目的与意义 (1)1.2 机械CAD技术的发展与应用 (2)1.3本课题研究内容与开发思想 (4)2 基于SOLIDWORKS的齿轮类零件三维参数化建模 (6)2.1开发平台与工具简介 (6)2.2 齿轮零件的特征描述 (7)2.3 参数化设计技术概述 (9)3 齿轮建模过程 (11)3.1渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数设计 (11)3.2齿轮参数间的计算关系 (11)3.1齿轮参数化设计基本思路 (11)3.4直齿圆柱齿轮建模过程 (11)3.5 创建其它齿轮(斜齿轮,锥齿轮) (21)4 总结与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论1.1 本课题的研究目的与意义齿轮是多参数驱动的标准机械零件, 在SOLIDWORKS中由于没有机械零件的标准库, 齿轮的设计步骤多、工作量大。
catia齿轮全参数化设计

文档Designing parametricabout 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文档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(在定义计算参数中舔加公式时,可以直接复制公式:注意单位一致)文档文档二参数与公式的设置文档文档三新建零件依次点击————————Array点击按钮现在零件树看起来应该如下:文档四.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)文档现在零件树看起来应该如下:文档文档(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。
ProE渐开线标准直齿圆柱齿轮参数化设计

ProE渐开线标准直齿圆柱齿轮参数化设计摘要:本文阐述了用Pro/E参数关系式设计渐开线齿面的原理及操作过程,推导出了设计渐开线齿面的公式模板,并在此基础上结合标准渐开线齿轮的相关参数用Pro/E完成了整个渐开线标准直齿轮的设计,文中所述标准渐开线直齿轮设计方法简洁,操作过程简单高效,可资同行借鉴。
关键词:渐开线基圆关系式可变截面扫描镜像渐开线齿轮传动由于其定传动比、运动精度高、冲击振动较小等优点被广泛应用于机械传动中。
Pro/E可变截面扫描特征可加入描述渐开线生成规律的关系式,利用此关系式可绘制任一齿数模数的渐开线齿面;在Pro/E中采取恰当的方法很容易满足在分度圆上齿厚与齿槽宽相等这一设计要求,从而精确完整的完成标准渐开线直齿轮的三维模型设计。
1、渐开线的形成原理及其特性当一直线沿半径为的圆作纯滚动时(如图1所示),此直线上任意一点K 的轨迹AK 称为该圆的渐开线,该圆称为基圆,该直线称为发生线,渐开线所对应的中心角称为渐开线AK 段的展角。
渐开线齿面上的截面线到中心线的距离在图1中OK用表示,在图2中用表示,则,设为图1中的弧度值,则在发生线沿基圆作纯滚动形成渐开线齿面的过程中始终存在着如下的数量关系:2、Pro/E渐开线齿面生成原理作渐开线齿轮的关键在于作渐开线齿面,Pro/E用可变截面扫描特征作渐开线齿面。
首先绘制一个圆心角约15°的基圆,(见图5所示基圆,用于限制齿面的扫描的范围),然后选取此基圆弧作为产生渐开线齿面的原始轨迹线,在草绘界面绘制扫描截面线,截面线是平行于齿轮中心线的直线,(也就是图2中剖面初始位置与终止位置的夹角,剖面绕齿轮中心线旋转),在扫描过程度中,随着值逐渐加大,截面线离开中心的距离为(见图1、图2)将按关系式2不断加大,并且此截面线始终位于垂直于基圆的剖面内,部面的旋转角度由所作基圆的圆心角决定,一般15°即可,这样扫描的结果就得到了渐开线齿面。
齿轮设计参数

齿轮设计参数齿轮是一种常用的机械元件,它通过互相啮合实现传动作用。
齿轮设计参数是指影响齿轮传动效果的各种参数,下面将分别介绍。
一、模数模数是齿轮设计中最基本的参数之一,它是齿轮齿数和齿轮直径之比。
模数越大,齿轮直径越大,齿轮的承载能力越大,但齿数较少,精度较低;模数越小,齿数较多,精度较高,但齿轮的承载能力较小。
二、齿数齿数是指齿轮上的齿的数量,通常用z表示。
齿数越多,齿轮的传动平稳性和精度越高,但是齿数过多会导致齿轮体积增大,制造成本增加。
三、齿轮宽度齿轮宽度是指齿轮的啮合面上的宽度,通常用b表示。
齿轮宽度越大,齿轮的承载能力越大,但是齿轮体积和重量也会增加。
四、啮合角啮合角是指两个啮合齿轮的啮合面上的夹角,通常用α表示。
啮合角越小,齿轮传动效率越高,但是齿轮的承载能力和强度也会降低。
五、压力角压力角是指齿轮齿面上的主导压力方向与法向的夹角,通常用γ表示。
压力角越小,齿轮传动效率和精度越高,但是齿轮承载能力和强度也会降低。
六、齿形齿形是指齿轮齿面的几何形状,常见的有圆弧齿、渐开线齿等。
不同的齿形对齿轮的传动效率、噪音和磨损等方面都有不同的影响。
七、材料齿轮的材料对其承载能力和耐磨性等性能有很大影响。
常见的齿轮材料有高速钢、合金钢、硬质合金等。
八、精度齿轮的精度包括齿形精度、距离精度、轴向偏差、跳动等指标。
精度越高,齿轮传动效率越高,但是制造成本也会增加。
以上是齿轮设计中的一些重要参数,不同的应用场景需要根据不同的需求进行选择和优化。
齿轮设计需要考虑到齿轮的传动效率、承载能力、精度和噪音等因素,从而实现最佳的传动效果。
AutoCAD二次开发——机械参数化齿轮设计

13. 7 9
浪 费。 选用第二种方法进行 论述 。
1 )生成程 序表 :程序 先按 照上 面给出 的表格 生成
一
2 基本设计参数的输入 .
为 了使用户简单 明了地输 入程序需 要的参数 ,采用
D L编辑输 入对话框 ,提示用户进行数 据输入 ,并对输 C
个能让 V IP LS 程序查找的表 , 然后赋值变量 A 。 2 查 表 : 得 到两 齿轮 的材料 ( 里 用变 量 C, ) 先 这
同类情况的发生 。
[ ]崔继哲 .化工机械与设备检修技术 [ .北京 :化学 2 M]
工业出版社,20 . 0 0 G棚 ( 收稿 日期 :20 / 7 2 ) 0 7 0 /7
3 2 7 第1期 0 0 年 1 0
W W. x n t W t e 锄
G M 通 用采 雍 n疰
选择直齿轮和斜齿轮作为设计对象 ,在 A tC D基 uo A 础平 台上进行功能扩展,将机械设计进 行简化,做 剑甚 至不用翻看 { 5 本资料 ,也 _ 以在 A tC D中没汁出 自己 白 I uo A 需要的零件,并直接生成数据报告和零件图。
而对硬齿面闭式齿轮传动计算时 ,先按齿根弯 曲疲
维普资讯
方法二 :不论软 、硬齿面都分别按 弯曲疲劳 强度设 计公式求 出模数 m,按接触疲劳强度设计公式求 出小齿 轮分度圆直径 d ,再按 d = m 1 1 1 Z 调整齿数 z 。与方法 1
一
表
弹 性 系数 表
铸 钢
18. 8 9 18. 8 0
劳强度设计公式求出模 数 m和接触齿宽 b ,再 用齿 面接
触疲劳强度校核公 式进行校核。
衡取不平衡重量 ,防止动平衡不好引起 的振动进 而造成
汽车主减速器弧齿锥齿轮参数化设计与有限元分析

实验设计方面,首先需要准备相应的材料和设备,包括优质合金钢、数控机 床、滚齿机、测量仪器等。在具体步骤和方法上,首先需要根据图纸要求制定螺 旋锥齿轮的基本参数,如模数、齿数、压力角等,然后利用三维软件进行建模, 并通过有限元分析软件进行静态和动态性能分析。
在进行参数化建模与有限元分析后,我们可以得到一些有关螺旋锥齿轮性能 的关键数据。例如,通过静态分析,可以获得齿轮的应力分布、变形和接触应力 的数值;通过动态分析,可以了解齿轮在各种工况下的振动、噪音和疲劳寿命等 情况。对于这些数据,我们可以通过对比不同参数或不同设计方案的结果,进行 性能评估和优化建议。
参考内容二
基本内容
汽车主减速器是汽车传动系统中的关键部件,其主要功能是减速并增加扭矩, 以提高车辆的驱动力和行驶稳定性。而螺旋锥齿轮作为一种高效率、高承载的齿 轮形式,在汽车主减速器中得到广泛应用。为了优化其设计和性能,本次演示将 探讨汽车主减速器螺旋锥齿轮的参数化建模与有限元分析。
在汽车主减速器螺旋锥齿轮的参数化建模中,首先需要明确建模的目的和方 法。通过借助三维软件,如SolidWorks、CATIA等,可以对螺旋锥齿轮进行几何 建模,并利用有限元分析软件,如ANSYS、Abaqus等,进行性能分析和优化。此 外,参数化建模还可以为后续的优化设计和制造提供方便,缩短产品开发周期。
未来研究方向可以从以下几个方面展开:1)深入研究弧齿锥齿轮的啮合原 理和动力学特性,建立更加精确的数学模型;2)拓展材料库和网格划分方法, 提高分析的精度和效率;3)考虑多学科耦合因素,如热力学、流体动力学等, 以更加全面地评估弧齿锥齿轮的性能;4)开展实验研究,将有限元分析结果与 实验数据进行对比,以验证分析的准确性和有效性。
5、参数化设计流程
基于SolidWorks的齿轮参数化设计系统研究共3篇

基于SolidWorks的齿轮参数化设计系统研究共3篇基于SolidWorks的齿轮参数化设计系统研究1齿轮是机械传动中不可或缺的组成部分之一,它可以在各种机械系统中起到传递动力与转速变换的作用。
在齿轮的设计过程中,无论是传统的手工制图方式还是机械辅助设计方式,都需要考虑到齿轮的参数化设计,以便于不同结构、齿数和壳体材质的变化。
作为一款专业的三维CAD软件,SolidWorks 在齿轮参数化设计系统的研究和应用中起到了重要的作用。
该软件提供了多种参数化设计工具和功能,能够有效地实现齿轮的自动化设计和精确的几何控制。
在齿轮参数化设计系统的研究中,可以使用 SolidWorks 中的“设计表”、“公式驱动模型”、“特征维度”等多种参数化设计工具。
其中,“设计表”是一种基于 Excel 的工具,可用于对模型的参数进行统一管理和调整;“公式驱动模型”则是一种基于数学公式的设计方式,用户可以根据不同的需求来制定不同的公式,实现对模型的自动化控制和计算;“特征维度”则是一种基于特征的设计方式,用户可以在模型中添加和删除特征,实现对模型的多种形态和参数化控制。
在使用 SolidWorks 进行齿轮参数化设计时,还需要考虑到齿轮的结构类型、齿数、等齿线设计、宽度、齿距等多种因素的影响。
这些因素可以通过 SolidWorks 中的“齿轮工具箱”来实现自动化的设计和计算,有效地提高了设计效率和准确性。
同时,还可以利用 SolidWorks 的仿真分析功能对齿轮的传动性能进行分析和优化,为产品的性能提升提供有效的技术支持。
总之,基于 SolidWorks 的齿轮参数化设计系统研究具有重要的应用价值和技术优势。
在机械设计和制造领域,齿轮参数化设计系统的发展和推广将会对提高产品的质量、提升企业的竞争力和实现智能化制造具有重要的推动作用基于 SolidWorks 的齿轮参数化设计系统是一项具有重要应用价值和技术优势的研究。
直齿圆锥齿轮参数化设计与原型件制造

目 2 0 — 9 2 :0 9 0 ~ 1
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及联盟组织一 基于 w b的反求工程服务 中心。 e 该中心 主要提供反
型过程复杂 , 步骤繁 多, 一般 工程技术人员在造型时往往是先绘 均直齿 圆锥齿轮三维模型是齿轮机构运动仿真 、 限元 制 出近似的渐开线轮廓 , 有 然后通过镜像 、 阵列等步骤完成 圆锥齿 ; 检查以及数控加工的前提 。而直齿 圆锥齿轮的三维造 轮轮 齿二维模型的建立。当需要设计不 同参数的圆锥齿轮结构 t
) teaayio t i t ee ga erltnh e env i s aa tr o h t i t ee h nl sfsrg vl erh eai si bt e a o r esftesa h vl s ahb t o p w r u p me rg b
JA i l Z I J _ i HANG C a g ri g n, h n —un
基于Inventor参数化建模的锥齿轮设计

·89·科 技 纵 横农业开发与装备 2019年第3期摘要:锥齿轮是齿轮传动中常用的形式之一。
就Inventor关于典型格里森制锥齿轮进行计算机辅助设计的方法探讨。
通过Inventor软件进行三维建模,再通过参数修正来完善锥齿轮的设计。
提高设计效率,缩短设计过程。
关键词:锥齿轮设计;Inventor;三维设计0 引言锥齿轮,也称伞齿轮。
广泛应用于机车、船舶、农业机械、矿山机械、工程机械等领域,其空间结构、几何形状、参数标注在齿轮设计中相对复杂。
传统的设计方法使得设计周期较长,计算过程繁琐,特别是在定型设计之前的反复修改需要耗费大量的时间精力,准确度也不高。
随着计算机技术的发展,三维设计的普及,众多三维设计软件为齿轮设计研究提供了便捷。
其中Iventor是美国Autodeak公司出品的一款功能较为全面的三维设计软件之一,其设计加速器在传动设计方面存在一定优势,本文就Inventor软件关于典型锥齿轮的相关设计方法展开介绍。
1 锥齿轮的三维建模在Iventor软件中集成有设计加速器,是相对于图形绘制的另一种参数化建模工具,通过参数的设定生成相对复杂但规则的模型,如链条,轴等模型。
该设计加速器也可对齿轮副、花键等传动部件进行模拟坯体生成与计算,输入相关参数,可对齿轮副进行初步的定型设计和参数对照,软件自行校核模型参数。
如参数校核过程中出现错误,模型将无法生成。
对于零件的强度、疲劳极限以及弹性模量均可得到一个直观的数据反馈。
在设计之初,软件所带来的计算机辅助设计的效率就对传动件的设计大大缩短了计算过程。
本文主要介绍典型锥齿轮的设计过程。
首先选择设计加速器中的锥齿轮零部件生成器生成三维模型。
确定设计参数,举例:模数为6,齿数比为24/15,齿宽29,轴间夹角为90°的正交直齿锥齿轮。
在设计加速器中输入以上相关参数,软件将自行计算数学模型,从而生成齿轮副三维模型。
所生成的模型为一对具备理论参数正交的齿轮副模型(图1)。
catia齿轮参数化设计

目录一齿轮参数取公式表格————————————————————————PAGE 3二参数取公式的树立—————————————————————————PAGE 5三新建整件—————————————————————————————PAGE 7四定义本初参数———————————————————————————PAGE 8五定义估计参数———————————————————————————PAGE 10六核查已定义的牢固参数取估计参数——————————————————PAGE 13七定义渐启线的变量准则———————————————————————PAGE 14八创制单个齿的几许表面———————————————————————PAGE 16九创制所有齿轮表面—————————————————————————PAGE 32十创制齿轮真体———————————————————————————PAGE 35一齿轮参数取公式表格(正在定义估计参数中舔加公式时,不妨间接复制公式:注意单位普遍)二参数取公式的树立三新建整件依次面打————————面打按钮当前整件树瞅起去该当如下:四.定义本初参数面打按钮,如图下所示:那样便不妨创制齿轮参数:1.采用参数单位(真数,整数,少度,角度…)2.面打按钮3.输进参数称呼4.树立初初值(惟有那个参数为牢固值时才用)当前整件树瞅起去该当如下:(直齿轮)(斜齿轮)多了个参数:b分度圆螺旋角五定义估计参数大部分的几许参数皆由z,m,a三个参数去决断的,而没有需要给他们树立值,果为CATIA能估计出他们的值去.果此代替树立初初值那个步调的是,面打按钮而后便启初编写公式:六核查已定义的牢固参数取估计参数七定义渐启线的变量准则上头咱们已经定义了估计参数的公式,当前咱们需要定义出能得到齿廓渐启线上的面的{X,Y}坐目标公式.寻常咱们画图也是给一系列渐启线上的面坐标x0,y0,x1,y1…,正在那里,CATIA提供了一个便当的工具去完毕它:变量准则.为了创制一个准则,面打按钮,而且输进准则称呼,如下所示:而后便不妨给渐启线上的X战Y坐标编写二条准则公式:◆xd= rb * ( cos(t * PI*1rad) +sin(t * PI*1rad) * t * PI )◆yd= rb * (sin (t * PI*1rad)-cos(t * PI*1rad) * t * PI )正在CATIA的公式编写器里的注意事项:◆三角函数功能中使用角度,而没有是数字,果此咱们必须使用角度常量,如1rad 大概者 1deg ◆PI代替数字π八创制单个齿的几许表面——为了取真体相辨别,利用几许图形集去完毕齿形表面线的画制——————所有齿轮是单个齿的圆形循环,底下将证明怎么样创制一个单齿:1.定义参数,常量取公式(已干).2.拔出5个面,其位子由xd(t)战yd(t)准则函数去定义:◇正在XY仄里上任性定义5个面(如下)◇代进xd(t)战yd(t)准则,从t=0到t=0.4编写面的H、V坐标:(大部分齿轮的渐启线变量没有会超出0.4)底下以t=0.2的渐启线面为例,编写其V坐标:面打————◇估计得到分歧变量t对于应的面的H、V坐标3.干一条包罗5个渐启线面的样条直线面打4.往齿轮的核心中插样条直线:◇渐启线直线的末面正在基圆上,基圆半径rb= rp * cos( 20° )≈rp*0.94.◇果此渐启线直线必须中伸去取齿根圆相接.(由体味公式,中伸少度=2*m)◆面打按钮◆定义少度公式2*m5.核查中伸靠近渐启线样条线的(0)面.6.定义交战面:point contact(渐启线直线取分度圆的相接面).◇根据准则,正在那面上,极坐标角度等于压力角◇此面的变量参数t=a/180deg◇果此咱们不妨像先前的构制面(如面1,面2…)那样估计它:7.定义一个通过齿轮轴线战交战面point contact的交战仄里plane contact:面打按钮8.定义一个齿的中值仄里plane median:◇正在一个对于称性齿轮中,单个齿的分度圆齿薄角度为180deg/z.◇果此中值仄里取交战仄里的角度为90deg/z.◇中值仄里定义为:交战仄里通过转动轴(齿轮轴线)转动90 deg/z的仄里:9.定义单个齿的初初仄里plane start :◇每个齿的表面面皆启初于齿根圆上,其为二个贯串的齿的中面.◇初初仄里定义为:交战仄里通过转动轴(齿轮轴线)转动-90 deg/z的仄里:◇通过那便能明黑,初初仄里取中值仄里对于称于交战仄里.10.画齿根圆circle roof:◆正在初初仄里plane start上,定义齿根圆的初初面point debut:◇V=0◇(大概者取之差异,总之要正在那个仄里上,且处于齿廓的寻常目标)◆用“核心战面”定义齿根圆:◇核心=0,0,0(point central)◇面=上头定义的初初面point start◇变量角度=0到90deg此表面包罗齿根圆、圆角取中插样条线,且多余的直线应被切除:面打按钮“核心战半径”画齿顶圆circle outer:◇核心=0,0,0(point central)◇收援里=XY仄里◇半径=ra=rp+ha=rp+m◇变量角度=0到90deg13.创制那个齿的另一边(取圆角对于称于中值仄里)面打按钮14.建剪圆角、对于称取齿顶圆得到单个齿的表面:面打按钮15.核查齿廓的截止:九创制所有齿轮表面齿轮表面是单个齿的圆形阵列:◇面打按钮◆阵列模式:完备径背◆转动轴:Z轴◆真例数量:f(x)=z◇接合阵列取单齿表面面打按钮底下的整件树隐现了完备的集中图集:十创制齿轮真体1.创制直齿轮真体:————面打按钮◇典型:尺寸◇少度:f(x)=l◇表面/直里:接合(正在上头所创制的几许图集)得到完备的直齿轮真体:2.创制斜齿轮真体:——形状——创成式形状安排根据斜齿轮的本量,若将斜齿轮分度圆柱里展启则螺旋线成为一条斜直线,斜直线战轴线之间的夹角即为分度圆上螺旋角b,CATIA中死产此斜线的要领是正在轴线的火仄仄里上画制斜线,画制时调用f(x)中的螺旋角b,使得所画制的斜线取轴线的夹角角度为螺旋角.正在将画制的斜直线投影到分度圆柱里上便不妨得到螺旋线.◆用“核心战半径”画出分度圆circle pitch◇核心=0,0,0(point central)◇收援里=XY仄里◇半径=rp◇变量角度=0到90deg◆分度圆的推伸直里:面打按钮◆画斜直线图:少度=l/cos(b)直线取Z轴角度=b直线一端取面point central 相合◆将斜直线投影到分度圆的推伸直里上面打按钮◆真体安排————面打按钮得到完备的斜齿轮真体:。
基于CATIA的齿轮参数化设计说明书

基于CATIA的齿轮参数化设计摘要:齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一,形式多种多样,应用十分广泛。
本文运用参数化三维软件CATIA对渐开线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、多面实体设计、开槽、实体圆周阵列等命令建立渐开线齿轮三维模型,从而达到了改变基本参数立即得到相应的渐开线齿轮三维模型的参数化驱动化设计,提高渐开线圆柱齿轮三维建模的效率。
关键字:渐开线,齿轮,参数化设计The parametric design of Gear based on the CATIA Abstract:Gears is one of the most important transmissions in the mechanical drive,its forms is very extensive. This paper uses parameterized 3DSoftware CATIA for involute gears for parameterized 3D modeling.Through the fog of GSD module generates parameter equationinvolute; through the “mirror”, “cut”, “characteristics of arrays”, etc.commands to establish a tooth profile, stretch, multi-sections soliddesign, grooving, entity circumference arrays command to establish athree-dimensional model of the involute gear, so as to achieve achange in the basic parameters immediately the involute gear of thethree-dimensional model of parameterized-driven design, improvingthe involute gear three-dimensional model of efficiency. Keywords:involute, gear,parametric design0 绪论CATIA是英文“Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application”的缩写。
齿轮传动参数化设计系统研究

【 bt c】 h u i de c ny f er ei p r n t t r ut r etad r u— A s at Te at a f i c ga ds nii ot to h po cpo r o c r q ly n f e o i g sm a e d p y n p d
齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动形 式 ,它广
泛应用于汽车 、 、 机床 仪器仪表等机械传动 中, 因此齿轮的设计质
量和效率是提高产品性能和工作质量的一个关键因素。 在传统的
齿轮设计过程 中, 设计者往往需要通过查阅国家标准和工程手册 来确定相关 的设计数据 , 并需要进行大量计算 工作 , 这样便很难 以很好的解决这些 问题 , 通过参数化设计系统来进行齿 轮设计l 】 1 , 从而可以保证高质量 、 高效率地完成设计工作 。
2齿轮传动设计 中的数据处理
在机械零件 的设计手册或设计规范 、 国家标准中 , 有各种各
提高设计效率而且不能保证设计精确性 , 而参数化设计系统便可 2 1数 表 的处 理方法 . 样的数表 , 这些数表一般都是离散数据的集合 , 总体上看 , 这些数
在齿轮的程序参数化设计方面许多学者做出了研究 ,这些研 表可以分为两类 : 函数型数表和非函数型数表 。 究的区别主要在于采用不同的齿轮齿廓线的绘制方法、 使用不同的 211 函数 型 数 表 ..
trf r a a s i i nteSl d e lf r yd vl igto i a B s .h p l ai te e o r rn ms o o oi E g a om b e e pn l V s l ai T eap i o O h n e g t sn h d p t o os u c c nf t d s nss m cudaodtet u l i C r d s a ru hr er gt ten i a t d d ei yt o l v i r be n O m g e h o ei d at o g e ri a o l a a s n g t h f n oh t n s nr
基于SolidWorks的齿轮参数化设计及实现

1引言在当今的工业领域,越来越多地把产品的设计、分析、制造、数据管理与信息技术融为一体,以此提高工业生产的自动化水平。
以前,三维产品模型的设计都是首先由设计师在图板上画出图样,然后由图形软件使用人员根据图样绘制出产品模型,这样既浪费了人力和物力,设计效率也比较低。
随着SolidWorks等三维设计软件的广泛应用,以其开放性体系结构为基础,利用高级编程语言设计程序来实现三维模型的参数化设计,这样无疑提高了设计的自动化水平。
本文正是以SolidWorks为基础,通过高级语言程序设计进行图形绘制软件的二次开发,使用户通过友好的参数设定界面输人齿轮参数,根据不同的参数,自动生成一系列齿轮模型,既节省了资源,也缩短了产品设计周期,大大提高了产品设计效率,对工业产品参数化设计的进一步发展有重要意义。
2参数化设计模型参数化设计是由软设计者根据软件使用者提出的需求,结合实际设计问题,预先设置一些几何图形的约束条件,供软件使用者以此定制自己的产品造型。
在实际问题中,主要是几何尺寸方面参数的约定,这些约定之间要符合一定的约束关系。
一般情况下要求符合以下三个关系:基于特征的、全尺寸约束、全数据相关,以此保证约定的有效性。
参数化设计模型的形成过程如图1所示:首先,对实际要解决的问题进行分析,根据实际问题确定关键的约束条件,这些约束条件必须能够确定并且唯一确定一个造型;然后输人约束参数,并进行参数有效性判定,即参数间不能有不相容条件存在,并据此判定是否需要修改参数;最后,观察绘制的模型是否符合要求,如果符合则保存设计好的产品造型,否则进行参数的修改重新进行绘制和判定。
这样就是参数化设计的整个过程。
3齿轮参数化设计原理在直齿轮参数化设计的过程中,首先要根据齿轮绘制的特性,分析问题,提取问题的约定参数;然后是分析齿轮模型,设计渐开线齿廓和齿根过渡曲线的关系,分析时,设定好参变量,预留程序设计接口,这是编程实现的基础;最后应用高级编程语言,设计界面,编程实现。
齿轮的参数化设计

参数化设计齿轮基本步骤
• 1、设置参数。
单位。
• 2、创建基本曲线。
• 3、建立渐开线曲线。
渐开线参数方程 坐标系:圆柱坐标系 r=(db/2)/(cos(t*50)) theta=(180/pi)*tan(t*50)-t*50 z=0
渐开线参数方程 坐标系:笛卡尔直角坐标系 x=db/2*cos(t*50)+db/2*sin(t*50)*pi*t*50/180 y=db/2*sin(t*50)-db/2*sos(t*50)*pi*t*50/180 z=0
• 4、建立齿廓曲线。
• • • •
1. 基准轴线 RIGHT TOP 2. 基准点 分度圆和渐开线的交点 3. 基准平面 过1和2做基准平面,方向向上 4. 基准平面 过1和3做基准平面,方向向上, 注意:基准平面4在基准平面3的下面 • 5. 镜像渐开线 选中渐开线,选择镜像图标, 选择基准平面4作为镜像平面。
• 5、建立齿坯。
• 6、在齿坯上剪切材料形成一个齿槽
பைடு நூலகம்
• 7、阵列齿槽
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基于PRO/E的齿轮参数化设计程佳,任大为,翟文进,王硕,高照锋中北大学材料科学与工程学院, 太原(030051)E-mail:mschj19870627@摘要:齿轮是广泛应用于各种机械传动的一种常用零件,用来传递动力、改变转速和旋转方向。
常见的有直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮、人字齿轮等。
文章介绍了基于PRO/E利用Program实现齿轮参数化设计的方法。
根据渐开线生成的原理和理论公式,在方程编辑器中输入笛卡尔坐标方程,从而生成精确的齿轮轮齿渐开线,再据角变位斜齿轮各参数的计算公式,精确创建了齿廓曲线;利用扫描混合和阵列命令创建斜齿轮的轮齿特征。
从而使设计人员能方便快捷地实现齿轮的三维特征造型设计以便提高设计效率。
关键字:齿轮;PRO/E Program ;参数化1 引言随着CAD技术的发展,在齿轮设计过程中,越来越广泛地采用三维建模的方法。
PRO/E是被广泛应用的CAD优秀软件,它有强大的三维建模功能。
利用PRO/E的二次开发工具模块Program,就可以方便地实现齿轮设计的参数化,从而大大提高设计效率。
当用户在PRO/E中对齿轮进行三维建模时,Program就以程序的形式记录了齿轮的主要设计步骤和尺寸参数列表,用户可以根据需要对程序进行修改。
这样只要用户重新运行这个程序并变更齿轮的参数就可以生成新的齿轮,从而使不熟悉三维建模技巧的设计人员也可使用现有的三维齿轮模型进行更新设计,减少繁琐复杂的重复劳动。
2 系统介绍Pro/Engineer是一个功能定义系统,即造型是通过各种不同设计专用功能来实现,其中包括:筋(Ribs)、槽( Slots)、倒角(Chamfers)和抽空(Shells)等,采用这种手段来建立形体,对于工程师来说是更自然,更直观,无需采用复杂的几何设计方式。
这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸,不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体,这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系,任何一个参数改变,其也相关的特征也会自动修正。
这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。
参数化设计方法作为一种全新的设计方法现已广泛用于工业界,充分运用Pro/E软件的参数化技术,实现渐开线齿轮的三维参数化建模已广泛应用[2]。
3 参数化齿轮的设计3.1圆柱斜齿齿轮参数化设计首先,按设计要求确定齿轮的相关参数,如表一所示为斜齿轮各参数:M(法向模数)、Z (齿数)、AFPH (压力角)、BTA(螺旋角)、W(齿厚)等。
表一斜齿圆柱齿轮参数序号名称符号参数值1 法向模数M 32 齿数Z 453 压力角AFPH 204 螺旋角BTA 125 齿厚W 60再根据设计参数和添加相应关系从而得出齿顶圆、齿根圆、分度圆、基圆尺寸。
关系如下所示:d=m*z/cos(bta)db=m*z*cos(afph)da=d+2*1*mdf=d-2*(1+0.25)*m渐开线齿轮设计最为重要的就是渐开线的确定,其由PRO/E方程得出,方程如下:afa=60*tr=db/2x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa)y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa)z=0至此可以建立渐开线的镜像基准面,从而得到如图一所示在FRONT面上的齿廓曲线。
草绘第一个齿廓,然后在利用PRO/E编辑(特征操作)得出其他齿廓。
(这里应注意,齿廓数量越多得到的齿轮就越标准,本文采用四个齿廓)剩下的工作就是利用扫描混合得出齿轮第一个齿,然后在阵列,从而得到标准的参数化斜齿齿轮如图二所示。
图1 齿廓曲线 图2 标准斜齿轮3.2锥齿轮的参数化设计锥齿轮用于相交两轴之间的传动,和圆柱齿轮相似,一对锥齿轮的运动相当于一对节圆锥的纯滚动,除此之外,锥齿轮还有分度圆锥、齿顶圆锥、齿根圆追和基圆锥[3]。
锥齿轮的参数化设计也是众多齿轮设计中最为繁杂的一个,其参数过多就不逐一列举,取其中部分参数如表二所示:表二锥齿轮参数序号名称符号参数值1 大端模数M 72 齿宽 B 483 齿数Z 224 压力角ALPHA 20根据齿轮的有关参数,确定相互关系,生成齿廓曲线。
得到锥齿轮两端面的分度圆锥、齿顶圆锥、齿根圆锥和基圆锥如图三所示。
(其大小由关系决定)delta=atan(z/z_asm)d=m*zha=(hax+x)*mhf=(hax+cx-x)*mh=(2*hax+cx)*mdb=d*cos(alpha)da=d+2*ha*cos(delta)df=d-2*hf*cos(delta)rx=d/(2*sin(delta))theta_a=atan(ha/rx)theta_f=atan(hf/rx)delta_a=delta+theta_adelta_f=delta-theta_fhb=(d-db)/(2*cos(delta))theta_b=atan(hb/rx)delta_b=delta-theta_b 图三两端面曲线草绘ba=b/cos(theta_a)bb=b/cos(theta_b)bf=b/cos(theta_f)D0=d/(2*tan(delta)) [1]在锥齿轮设计中应注意两个端面的坐标原点,因而必须建立两个基准坐标系并旋转一定角度(360*cos(delta)/(4*z)+180*tan(alpha)/pi-alpha)。
再者就是分别建立两端面的渐开线如图四所示:大端渐开线方程:r=db/cos(delta)/2theta=60*tx=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0小端渐开线方程:r=(db-2*bb*sin(delta_b))/cos(delta)/2theta=60*tx=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0然后在进行渐开线的镜像,镜像基准面的偏转角度为(360*cos(delta)/(4*z) )至此,可以分别草绘两端面的齿廓,再利用混合扫描完成第一个齿。
为了能在以后更方便处理,先复制、选择性黏贴一个齿再进行阵列,从而得标准的锥齿轮。
如图五所示:图四 各端面渐开线 图五 标准锥齿轮4 编辑齿轮参数化设计程序4.1 程序编辑在PRO/E工具/程序/编辑设计中输入如下语句:#0001 INPUT#0002 法向模数 UNMBER=3#0003“法向模数==”#0004螺旋角 NUMBER=12#0005“螺旋角==”#0006 齿数 NUMBER=45#0007“齿数==”#0008 齿厚 NUMBER=60#0009“齿厚==”#0010 压力角 NUMBER=20#0011“压力角==”#0012 END INPUT4.2运行齿轮参数化设计程序齿轮的参数化设计程序编辑完成后,只要调用Regenerate命令,PRO/E就自动执行程序,用户可根据提示输入新的模数、齿数和齿宽等系数,PRO/E就能按新输入的齿轮参数自动生成新的齿轮。
5 结束语1.对于直齿圆柱齿轮,可以通过参数和关系来确定齿轮在二维平面上的全部齿形,然后通过拉伸得到,但此种方法草绘过程繁琐且电脑计算量大。
也可以通过上述办法得到,至于是在实体上切出齿形还是先做齿形再补中间,个人认为同样可取。
2.对于斜齿圆柱齿轮和锥齿轮,我认为以上做法很快捷,但是细节部分得注意。
尤其对于锥齿轮,个人认为必须熟练掌握PRO/E操作命令,这样才能快速、高效的绘图,并且对基础要更熟练,例如:基准点、面、坐标的建立以及特征操作等等。
3.Program 是PRO/E的一个使用简单,应用灵活的二次开发工具,用它可以方便地实现零件的参数化设计。
在工程实际中,设计人员可根据上述方法建立各类零件的模型库。
使用时只需调用模型Program 程序就可以灵活地修改设计,从而提高设计效率。
参考文献[1]葛正浩,杨芙炼《机构运动学与动力学仿真及分析》北京:化学工业出版社.2009[2]杨可桢,程光蕴,李仲生.《机械设计基础》.第五版.北京:高等教育出版社.2005.[3]孙桓.《机械原理》[M].北京:北京高等教育出版社.1990.Based on PRO / E Gear Parametric DesignCheng Jia, Ren Dawei, Huo Wenjin, Wang Shuo, Gao Zhao FengNorth University of China .School of Materials Science and Engineering, Taiyuan(030051)AbstractGears are widely used in a variety of mechanical transmission of a common parts, used to transfer power to change the speed and direction of rotation. Common are spur gears, helical gears, bevel gear, herringbone gear. This paper introduces based on PRO / E to use Program Gears parametric design approach. According to the principles of involute generation and theoretical formula, equation editor, enter the Cartesian coordinates equation, to generate accurate involute gear teeth, then deflection angle bevel gear according to the parameters of the calculation formula, accurate to create tooth profile curve; the use of mix-and-scanned array command to create a helical gear tooth feature.Allowing designers to easily and quickly achieve the three-dimensional characteristics of gear Design in order to improve design efficiency.Keywords: Gear; PRO / E Program; parameter。