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用catia画齿轮教程,不一样的画图思路值得学习

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上善若水 发表于 2020-2-7 12:00:49 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
一.斜齿圆柱齿轮的几何特征
    斜齿轮齿廓在啮合过程中,齿廓接触线的长度由零逐渐增长,从某一个位置开始又逐渐缩短,直至脱离接触,这种逐渐进入逐渐脱离的啮合过程减少了传动时的冲击、振动和噪声,从而提高了传动的稳定性,故在高速大功率的传动中,斜齿轮传动获得了较为广泛的应用。
二.斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的几何关系
OT20131004195009875.jpg
三.catia画图思路
    我们已经看到了,斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比,就是斜齿圆柱齿轮两端端面旋转了一个角度,如果旋转角度为零,那这个斜齿圆柱齿轮就是一个直齿圆柱齿轮了,因而直齿圆柱齿轮就是螺旋角为零的特殊斜齿圆柱齿轮。因此,我们可以将直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮用同一个画法画出来,只改变一下参数(为端面的参数)就可以输出不同的直齿或者斜齿的齿轮,大概思路如下:
a.首先用formula输入齿轮各参数的关系;
b.画出齿轮齿根圆柱坯子;
c.通过输入的公式得出一个齿的齿廓;
d.在曲面设计模块下将齿廓平移到坯子的另一端面(通过平移复制一个新的齿廓到另一端面);
e.将新的齿廓旋转到特定角度;
f.多截面拉伸成形一个轮齿;
g.环形阵列这个轮齿
这样,斜齿圆柱齿轮就画完了。
四.catia绘图步骤
1.设置catia,通过tools-->options将relation显示出来,以便待会使用,如图所示:
OT20131004195009319.jpg
2.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
     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*cosa
     齿根圆半径   rf = r-1.25*m
      螺旋角        beta
     齿厚             depth
进入线框和曲面建模模块(或part design零件设计模块)如图:
OT20131004195009807.gif
输入各参数及公式,如图所示:
OT20131004195009631.jpg
3.点击fog按钮,建立一组X,Y,关于参数t的函数,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))
如图所示:
OT20131004195009481.jpg
4.同样的方法建立Y的关系函数,建议把函数名字改成x和y,方便辨认。
这时候,可以看到关系树上新建的两个函数了:
OT20131004195009626.gif
5.在xy平面画一个点,坐标为(0,0)并以此点为圆心在xy平面上建立齿根圆(就是空间的画圆工具),如图所示:
OT20131004195009772.jpg
    公式内输入rf,即齿根圆半径。同样方法建立齿顶圆。
6.下面的工作就是画齿廓了。
    在xy平面上作点,在输入框内右键选择公式如图所示:
OT20131004195009987.gif
然后按下图所示,输入x的坐标
OT20131004195009448.gif
同样的办法输入y的坐标值,然后在建几个点,比如选择t=0.1,0.2,0.25,0.3,0.35,0.4时的几个点。其实,用不着那么多点。
用空间曲线连接各点:
OT20131004195009834.gif

在将这个曲线延伸,boundary取端点:
OT20131004195009790.gif

做导圆,如图:
OT20131004195009055.jpg

建立一个平面A(通过z轴和渐开线与分度圆的交点),再建新平面B与A平面成一夹角,转角
基准周为Z轴,如图所示,夹角用公式 -360deg/4/Z 给出(更新过,改掉了有朋友提出的问题),请注意不是下图中的基准面了。
OT20131004195009576.gif

将轮廓线关于新建的平面做镜像
OT20131004195009148.gif

用split工具将轮廓线剪裁出来:
OT20131004195009719.gif

然后用join将这些线条连接起来:
OT20131004195009624.gif


这个时候,轮廓线就已经出来了,我们的工作也做了一大半了:
OT20131004195009888.gif

7.做出另一端面的轮廓线:
用平移工具,创建轮廓线
OT20131004195009313.gif

用rotate工具修改轮廓线,将它旋转合适的角度,如图所示:
OT20131004195009466.gif

公式为:depth*tan(beta)/rk*57.3deg
现在工作已经快完了,耐心一会儿也就成功了。
8.我们先前做的齿根圆被切成齿廓线的一部分了,现在我们还要重新做一个齿根圆,方法见
步骤5.
   然后我们用extrude工具做出坯子。
OT20131004195009889.gif

9.用多截面曲面multisections做出齿曲面:
OT20131004195009725.gif

10.环形阵列得出齿轮
进入零件设计模块,用close surface命令分别将两个曲面闭合成实体
OT20131004195009185.jpg 11.用环形阵列将齿轮的所有轮齿阵列出来: OT20131004195009938.jpg 至此,整个齿轮画完了,看看效果: OT20131004195009913.jpg 再测验一下程序是否能跑的通,将beta改成6de,把depeth改成25mm,把齿数Z改成15生成后发现齿轮的齿并不是分布在整个圆周上,稍微改一下,将parameters内的参数改成complete crown(整个圆周),就能解决问题了,新的图如图所示: OT20131004195009585.jpg 而将齿数Z改成35,将beta角度改成0deg,于是,就得出一个齿数为35的直齿圆柱齿轮.


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