catia齿轮全参数化设计

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

（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）

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

◆定义长度公式2*m

5.核查外伸接近渐开线样条线的（0）点。

6.定义接触点：point contact（渐开线曲线与分度圆的相交点）。

◇根据原则，在这点上，极坐标角度等于压力角

◇此点的变量参数t=a/180deg

◇因此我们可以像先前的构造点（如点1,点2…）那样计算它：

7.定义一个通过齿轮轴线和接触点point contact的接触平面plane contact：

点击按钮

8.定义一个齿的中值平面plane median：

◇在一个对称性齿轮中，单个齿的分度圆齿厚角度为180deg/z。

◇因此中值平面与接触平面的角度为90deg/z。

◇中值平面定义为：接触平面通过旋转轴（齿轮轴线）旋转90 deg/z的平面：

9.定义单个齿的初始平面plane start :

◇每个齿的轮廓点都开始于齿根圆上，其为两个相连的齿的中点。

◇初始平面定义为：接触平面通过旋转轴（齿轮轴线）旋转-90 deg/z的平面：◇通过这就能明白，初始平面与中值平面对称于接触平面。

10.画齿根圆circle roof：

◆在初始平面plane start上，定义齿根圆的初始点point debut：

◇V=0

◇H= -rf= -(rp-1.25*m)= -rp+1.25m（或者与之相反，总之要在这个平面上，且处于齿廓的正常方向）