ANSYS 入门教程 (19) - 几何建模实例 (b 花键)

ANSYS 入门教程 (19) - 几何建模实例 (b 花键)

2.6.3 花键

花键按齿形分为矩形花键和渐开线花键两种，按形式又分为内花键和外花键。矩形花键的齿廓为矩形；渐开线花键的齿廓为渐开线，按分度圆压力角的不同又分为30° 压力角渐开线花键和45° 压力角渐开线花键（也称三角形花键）两种。

其建模基本方法为先创建键齿，再利用复制命令复制各个键齿，生成花键断面；拖拉或偏移面创建花键体。下面仅以矩形花键为例说明花键的建模过程和方法，矩形花键基本几何尺寸和键槽截面尺寸如图所示，命令流中没有考虑键槽部分。

下面给出矩形外花键自顶向下建模方法，也可采用自底向上方法。

示例：

! EX2.3 矩形花键建模命令流

finish $ /clear $ /prep7

! 定义花键参数------------------------------------------------------------------------------

nd=10 $ wd=12 $ b=4 $ n=6 $ l0=20 ! 花键小径、大径、齿宽、齿数和花键长度 ref=360/n $ *afun,deg ! 定义每齿范围所对应的α角度，并设角度单位为度

allb=nd*sin(ref/2) ! 求得在小径、大径和齿数一定时所允许的齿宽

*if,b,gt,allb,then ! 如果齿宽不合理则采用允许齿宽的一半

b=nint(allb/2) $ *endif

cyl4,,,nd/2,,,ref/2 ! 创建半径为Nd/2 圆心角为REF/2 的圆面 cyl4,,,wd/2,,,ref/2 ! 创建半径为Wd/2 圆心角为REF/2 的圆面

aptn,all ! 分割上述两个面（布尔运算）

wpoff,,b/2 $ wprota,,90 ! 移动工作平面Y=B/2 并旋转

asbw,3 $ adele,4,,,1 ! 切分面A3，并删除面A4

arsymm,y,all $ aadd,all ! 以Y 轴对称生成上述面，并相加形成一

齿面

wpcsys $ csys,1 ! 工作平面归位，且设置柱坐标系

lsel,s,loc,x,wd/2$ lcomb,all ! 选择最外圆弧线，并合并它们

allsel $ agen,n,all,,,,ref ! 选择所有图素，然后复制

aadd,all ! 将全部面相加，得到矩形花键断面

*do,i,1,n ! 以下采用DO 循环合并内侧的圆弧线

lsel,s,loc,x,nd/2 ! 选择半径为ND/2 的所有线

lsel,r,loc,y,(i-1)*ref,i*ref ! 再从中以角度进行选择

lcomb,all$*enddo ! 合并所选择的线（可使所创建的体简洁）

allsel$numcmp,all ! 选择所有图素，并压缩编号

*get,kpmax,kp,0,num,max ! 得到当前最大关键点号

k,kpmax+1 $ k,kpmax+2,,,l0 ! 创建两个关键点

l,kpmax+1,kpmax+2 ! 创建直线，为拖拉面的路径

*get,l1,line,0,num,max ! 得到当前最大线号，即刚刚创建的线号

vdrag,all,,,,,,l1 ! 沿L1 拖拉所有面创建花键体

ldele,l1,,,1 ! 删除拖拉路径及其关键点

2.6.4 带轮

带轮分为平带轮和V 带轮，平带轮建模较为简单，这里主要介绍V 带轮的建模。V 带轮按结构分为实心式、腹板式、孔板式和轮幅式等，其基本建模方法均可先创建带轮断面，再绕轴旋转创建带轮体。对于孔板式和轮幅式则对模型再进一步处理即可。孔板式V 带轮结构如图所示。

! EX2.4 V 带轮建模命令流（未含键槽）

finish $ /clear $ /prep7

! 1. 定义几何参数------------------------------------------------------------

dd=200 $ fai=38 $ b=13 $ z=4 ! 带轮基准圆直径、V 带楔角、沟槽顶宽、轮槽数

s=14 $ ha=3 ! 孔板厚度(可查表得到) 、基准圆到沟槽顶高度

hf=9 $ e=15 $ f=10 ! 基准圆到沟槽底高度、沟槽间距、沟槽中心到边缘距离

ks=8 $ r1=0.5 $ r2=1.0 ! 孔数、齿顶倒角半径、齿根倒角半径

r3=1.5 $ dta=6 ! 孔板与沟槽部或与轴部的倒角半径、轮缘厚度(可查表)

c1=2 $c2=2 ! 轮槽外侧倒斜角尺寸（45 度）、轴倒斜角尺寸（45 度）

pd=25 $ d0=24 ! 轮槽部底缘面的倾斜比例(1:25)、轴直径

d1=1.9*d0 ! 一般采用(1.8～2.0) d0

S1=1.5*S ! 一般S1 ≥ 1.5S

s2=0.5*s ! 一般S2 ≥ 0.5S

l=2*d0 ! 轴长度一般采用(1.5～2.0) d0

da=dd+2*ha ! 带轮外径

ub=(z-1)*e+2*f ! 带轮宽

rk1=dd/2-hf-dta-0.5*(ub-s)/pd-s2

rk2=d1/2+0.5*(l-s)/pd+s1

rk=(rk1-rk2)/2 ! 圆孔半径

dk=rk1+rk2 ! 孔分布直径

!2.创建轮槽部分截面----------------------------------------------------------------------

*afun,deg $ y0=hf+ha ! 设定角度单位为度、求沟槽全深

b0=b-2*tan(fai/2)*y0 ! 求沟槽底宽

local,12,0,-ub/2,dd/2-hf ! 设置12 号局部坐标系

k,,0,y0$k,,f-b/2,y0$k,,f-b0/2 ! 最左侧3 个关键点

*do,i,1,z-1 ! 中间部分关键点

x0=f+(i-1)*e $ k,,x0+b0/2

k,,x0+b/2,y0 $ k,,x0+e-b/2,y0

k,,x0+e-b0/2

*enddo

k,,ub-f+b0/2$k,,ub-f+b/2,y0 ! 最右侧3 个关键点

k,,ub,y0

*get,kp1,kp,0,num,max ! 得到当前最大关键点号，循环创建线

*do,i,1,kp1-1 $ l,i,i+1 $ *enddo

*get,l1,line,0,num,max ! 得到当前最大线号，对上述线进行倒角

*do,i,1,z $ j=4*(i-1)

lfillt,j+1,j+2,r1 $ lfillt,j+2,j+3,r2

lfillt,j+3,j+4,r2 $ lfillt,j+4,j+5,r1

*enddo

csdele,12$ksll,s ! 删除12 号局部坐标系、选择与线相关的关键点

ksel,inve $ kdele,all ! 选择与线无关的关键点并删除

allsel ! 选择所有图素

numcmp,all ! 压缩编号

cm,l1cm,line ! 将当前线定义元件L1CM

csdele,12$ksll,s ! 删除12号局部坐标系、选择与线相关的关键点

ksel,inve$kdele,all ! 选择与线无关的关键点并删除

allsel !选择所有图素

numcmp,all ! 压缩编号

cm,l1cm,line ! 将当前线定义元件L1CM