漸開線圓柱齒輪UG參數(shù)化建模要點(diǎn)分析

摘 要:漸開線圓柱齒輪UG參數(shù)化建模的關(guān)鍵是漸開線齒廓的創(chuàng)建，而漸開線齒廓的形成要充分運(yùn)用表達(dá)式的操作，同時(shí)對漸開線的編輯也十分重要。

關(guān)鍵詞:漸開線圓柱齒輪UG參數(shù)化建模要點(diǎn)分析

中圖分類號:TP31文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0130-02

漸開線圓柱齒輪UG參數(shù)化建模是UG機(jī)械設(shè)計(jì)一個(gè)經(jīng)典的問題，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)問題。漸開線圓柱齒輪一般由輪齒、鍵槽、軸孔等基本結(jié)構(gòu)特征組成，其參數(shù)化建模主要步驟有創(chuàng)建漸開線、創(chuàng)建齒輪型面特征、創(chuàng)建陣列特征和創(chuàng)建修飾特征等，本文以漸開線直齒圓柱齒輪為例，對漸開線圓柱齒輪UG參數(shù)化建模的要點(diǎn)進(jìn)行一般性的討論。

1 創(chuàng)建漸開線

漸開線齒輪的齒廓為漸開線，創(chuàng)建漸開線齒廓需要用到UG參數(shù)化設(shè)計(jì)的重要工具—表達(dá)式。設(shè)漸開線直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)如下。

m=2.75mm

alpha=20°

z=10mm

b=24mm

d=m×z=27.5mm

da=m×z+2m=33mm

db=m×z×cos(alpha)=25.841mm

df=m×z-2.5m=20.625mm

1.1 創(chuàng)建齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)

選擇主菜單中的“工具”→“表達(dá)式”命令，在表達(dá)式對話框中依次輸入上述漸開線直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)。

1.2 創(chuàng)建齒輪參照圓

選擇菜單“插入”→“草圖”→“圓弧”，依次創(chuàng)建同心的齒頂圓da、齒根圓df、分度圓d和基圓db，如圖1所示。

1.3 創(chuàng)建漸開線

(1)添加漸開線參數(shù)。

選擇主菜單中的“工具”→“表達(dá)式”，分別輸入系統(tǒng)變量、漸開線控制參數(shù)如下:

t=0(t的取值范圍為0～1);

s=pi()*db*t/4 (pi是在UG中的表達(dá)式);

angle=90*t;

xt=db*cos(angle)/2+s*sin(angle);

yt=db*sin(angle)/2-s*cos(angle);

zt=0

(2)生成漸開線。

選擇菜單“插入”→“曲線”→“規(guī)律曲線”→“根據(jù)方程”，分別定義xt、yt和 zt的函數(shù)表達(dá)式，完成定義，單擊“確定”，在原有的工作坐標(biāo)上生成漸開線，如圖1所示。

2 創(chuàng)建第一個(gè)齒槽特征

2.1 鏡像漸開線

選擇“插入”→“基準(zhǔn)/點(diǎn)”→“基準(zhǔn)軸”，定義ZC為基準(zhǔn)軸;選擇“插入”→“基準(zhǔn)/點(diǎn)”→“基準(zhǔn)平面”，定義XC-ZC為基準(zhǔn)平面;再選擇“插入”→“基準(zhǔn)/點(diǎn)”→“基準(zhǔn)平面”→“成一角度”，以XC-ZC基準(zhǔn)平面為參考平面，以ZC基準(zhǔn)軸為中心轉(zhuǎn)軸，定義一個(gè)與參考平面有360/(4*z)度夾角的基準(zhǔn)平面XC′-ZC′。選擇菜單“編輯”→“變換”，以XC′-ZC′為鏡像中心平面，鏡像復(fù)制漸開線如圖2。

2.2 創(chuàng)建齒槽輪廓線

(1)創(chuàng)建與漸開線相切的直線。

雙擊圖2任一同心圓，進(jìn)入草圖壞境。選擇“直線”命令，選取漸開線的端點(diǎn)為起點(diǎn)、齒根圓上任一點(diǎn)為終點(diǎn)建立直線。選擇“約束”命令，約束所建直線與漸開線相切。

(2)創(chuàng)建齒槽曲線。

選擇“圓角”命令，選取所建直線與齒根圓為圓角對象，輸入圓角半徑0.38*m，完成圓角即生成齒槽曲線，并退出草圖環(huán)境。

(3)生成齒槽輪廓線。

選擇菜單“編輯”→“變換”，以基準(zhǔn)平面XC′-ZC′為鏡像中心平面，鏡像復(fù)制上述所建齒槽曲線，生成齒槽輪廓線。

(4)修剪齒槽輪廓線。

選擇菜單“編輯”→“曲線”→“修剪”，對所建齒槽輪廓線進(jìn)行修剪，如圖3所示。

(5)創(chuàng)建齒槽。

選擇“插入”→“特征”→“拉伸”，通過拉伸和布爾操作，創(chuàng)建成第一個(gè)齒槽，如圖4所示。

3 陣列齒槽特征和創(chuàng)建修飾特征

選擇“插入”→“關(guān)聯(lián)復(fù)制”→“陣列”等命令，完成齒輪整體齒槽的創(chuàng)建，選擇“插入”→“設(shè)計(jì)特征”等命令，完成齒輪的修飾特征的創(chuàng)建，如圖5所示。

通過上述建模過程的分析，我們知道了漸開線圓柱齒輪參數(shù)化建模的關(guān)鍵是漸開線齒廓的創(chuàng)建，而漸開線齒廓形成的相關(guān)要點(diǎn)是在表達(dá)式運(yùn)用的基礎(chǔ)上進(jìn)行齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)的創(chuàng)建、漸開線控制參數(shù)的創(chuàng)建，以及齒槽曲線的生成與編輯等。這些建模要點(diǎn)的理解和掌握對于我們進(jìn)行漸開線圓柱齒輪UG參數(shù)化建模必然會(huì)事半功倍。

參考文獻(xiàn)

[1]任軍學(xué)，田衛(wèi)軍.UG機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)典實(shí)例詳解[M].電子工業(yè)出版社，2008，11.