基于UGNX的渐开线蜗轮参数化设计

基于UGNX的渐开线蜗轮参数化设计 , 年月 皖西学院学报,:,, ,: :,,:,,:, ，:～,,:,;,,,～～,,,;,,:,,, ，:,, ,,,,,,,,,,第! 卷第期,, , 基于 的渐开线蜗轮参数化设计 ,, ，, 慕灿 ,,,阜阳职业技术学院 机 电 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 系 安徽 阜阳 ,,,:,, ,,、摘要研究了在 利用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式 功 能构建渐开线螺旋线和蜗轮毛坯截面 环境下实现渐开线蜗轮的参 数化设计方法 ,,，, ,。线并利用这些曲线完成了蜗轮的实体设计 关键词渐开线蜗轮参 数化设计表达式,,,,, ,,，, ,,,,,中图分类号 文献标识码 文章编号 ,,,,,,,,,,,,,::,,,,,,:,,:,::,,:, ,参数化的设计过程蜗轮在机械传动中应用广泛由于其齿廓部分结 , ,构形状比较复杂用普通建模方法精确设计零件三维 设定蜗轮的主要参 数 ,,,。 ,模型难度较大随着 技术的快速发展出现了 :,, 一般标准蜗轮的几何尺寸和形状由蜗杆蜗轮的 ,,,,其主要功能在 等大型的高端三维设计软件,, ，, ,根据 参数化建模的方 个主要参数确定, ,: ，, ,于可支持强大的参数化设计因此使得复杂实体造型 法在进行三维建模前需要对这 个主要参数赋予初 , 。 变为可能参数化设计是一种把设计意图融入计算 。 。 始值其主要参数符号及含义如表 打开软 所示 ,,,,。 机辅助设计模型的强大工具所谓参数化就是采 ,“”件 新 建 进 入 建 模模 块 界 个 模 型 文 件 ,,，, , ,用参数预定义的方法建立图形的约束集指定一组尺 。 ,,“”“”“面选择工具表达式菜单命令系统打开表 ,寸作为参数使其与几何约束集相关联并将所有的关 ”,“”达式命令窗口按表名称栏中输入参数 所列在 , ,联式融入到应用程序中然后以人机交互方式修改参 ,,“”符号在公式栏中输入对应参数的初值单击窗口 ,数尺寸通过 参 数 化 尺 寸 驱 动 实 现对设计结果的修 “”。右下方接受编辑 ? 。,,改是集 一体的三维参数 ,, ，, :,,:,，:,, ,,化软件为设计制造提供了高性能和灵活性是当今 在模型中添加的主要参数表 , 、,最先进的计算机辅助设计分析和制造软件之一广 参数符号参数含义参数初值 、、、、泛应用于航空航天汽车造船通用机械和电子等 蜗杆头数 ,,,,,,。工业领域 蜗轮齿数 ,, ,: 蜗杆分度圆直径 的参数化设计方法, ,, ,: ,, 模数 使用 进行蜗轮设计时使用的是 表 达 式 ,, ，, , ,压力角 。 参数化生成方法表达式是定义一些特征特性的算 α ～,: 齿顶高系数 ,术或条件公式可以使用表达式来控制部件特征之间 , , 顶隙系数 ,,,。 的关系或者装配中部件之间的关系通过表达式 :,,, :,可建立参数之间的引用关系是参数化设计的重要工 继续添加表达式 创建蜗轮毛坯参 数 ,,, 。,。具表达式的值改变后模型也随之修改和更新使 ,,“”在 表达式命令窗口中继续添加以 ,,, ，,,用 利用渐开线方程和蜗轮几何 的表达式功能,,，, 。下表达式 ,尺寸相关的一些计算公式建立表达式并构建渐开线 ,,,,,蜗轮分度圆螺旋角,;,,,:,,,,,,,,,, ,,曲线及其它相互关联的曲线并利用 特征操作 ,,，, ,, 蜗轮宽度,,,,:功能完成蜗轮的全部参数化设计从而精确地建立蜗 ,,,,。轮的三维模型实现提高蜗轮设计效率的目的 , ,收稿日期 ,,,:,,,,,, ,,,,,,,,作者简介慕灿男副 教 授硕 士研 究 方 向数 字 化 ,,,,, 、。机电一体化技术 设计与制造 ,,、,蜗轮齿顶圆直径齿顶圆和齿根圆结它们分别是蜗轮的分度圆,,,,,,，,～,, ,, ,,,,蜗轮齿根圆直径 。图 所示,,,,,,,～,，:,,, ,,涡杆齿顶圆直径 ,,,,,,，,～,,,,, ,,,,涡杆齿根圆直径,,,,,,～,，:,, ,,,,, 中心距,,,,，,,, ,,,“”“”“”,选 择 插 入草 图进 入 草 绘模 式在 , —基准面上绘制蜗轮毛坯的截面曲线如图所 ,, :: , ,。 ,示注意使草图完全约束退出草图环境单击工具 “”,,条上的回转按钮以轴为旋转轴对刚创建的草 ,: 。 图进行回转操作创建蜗轮毛坯在 其 端 面 上 绘 制 , , 经拉伸求差操作创建蜗轮的 键 的对称矩形蜗轮基本曲线和渐开线图 × ,,,,,,。槽完成后的蜗轮毛坯如图所示, ,,“”利用规律曲线命令创建渐开线 , “”单击 规律曲线 曲线工具条上的 ,,，, ,“”“弹出规律函数命令窗口选择其中的根据方 ,。择图标并单击确定按钮如图用作为 所示, , 、、,变量定义 并根据前面创 轴轴轴的参数 ,,, ,,,,,表达式 的值绘制出渐开线 ,,,,,,,,,,,,,,! 。图 所示, 图 蜗轮截面曲线, 图 选择规律曲线方式, ,,绘制蜗轮齿槽轮廓曲线 , ,利用 在渐开线与 曲 线 修 剪 功 能,, ，, 、,圆齿根圆的相交处修剪多余的渐开线得到一 。 整的齿廓线用直线功能连接圆心与渐开线和 ,,“”“圆的交 点 绘 制 一 条 直 线并 选 择 编 辑 移 ,”“”“”象在移动对象对话框中变换方式为角度 蜗轮毛坯模型图 ,,。直线以圆心为中心旋转角度再选,,,:,,, , 添加表达式 绘制蜗轮基准曲线和齿槽轮廓曲线 ,,, ”,“”,“”辑变换通过一直线镜像菜单命令镜像,,“”在表达式窗口中继续添加以下表达式 , ,另一侧齿廓线再次利用曲线修剪功能对齿顶圆,,,,蜗轮基圆直径 ,,,,,:～,:,,,,,,,,,,根圆进行修剪最后完成齿槽轮廓线如图所示 ,, ,系统变量 :,: ,,,,,,,渐开线的向径渐开线 ,,,:,:,,，:,,, 范围为?:,:: ,,,,,,,渐 开 ,～;,,，,,,,,,:,,:,,,,:,, ,, 线的展角 ,,,,,渐开线的 分量 ,,,,,,，::,,～;,,，,,, ,,,,,渐开线的分量 ,,,,,,，,,,,～;,,，,!! ,,,渐开线的分量, ,,,:,,, 齿槽轮廓曲线图 , ,。利用表达式 创建螺旋线“”确定按钮可得到其他蜗轮齿槽实体如图 所示 ,,,, ,,,在表达式窗口添加表达式, ,“”最后单击特征操作工具条上的求差按钮选择蜗轮 ,,,随参数变化的角度用于计算 ,,,;,:,,,,,,,毛坯为目标体然后依次选择所有齿槽实体为工具体 螺旋线 “”,。单击确定按钮完成蜗轮模型的创建如图所示 , ,,,,,用于计算螺旋线的 ,,,,,,,::,,,;,,,, 分量, ,,,,,用于计算正侧螺旋 ,,,,,,,;,,,,,!,, 线的分量 ! ,,,用于计算螺旋线的正侧分量 ,,,,,,,,, ,,用于计算负侧螺旋线的分量 ,,,,, ,,!!! ,,用于计算负侧螺旋线的分量, ,,, , ,,“”使用规律曲线工具创建渐开线 , 蜗轮齿槽实体蜗轮模型图 图 ,,,类似渐开线的创建过程以为系统变量定义 , ,, 、、,,轴的 值 绘 轴轴的参数并 依 据 表 达 式 ,,,,,!,, 结论,,,,制正侧螺旋线再依据方程 的值绘制负侧 ,,,,,,!!蜗轮的参数化设计要求蜗轮能够实现在设计需 。。螺旋线结果如图所示, ,,求发生改变时它们的结构尺寸也相应地改变模型 ,,能相应地自动更新生成新的蜗轮以满足新的设计 。 ,要求为此用户只需要直接改变上述所建立的蜗轮 ,,,,。模型的主要参数即可实现蜗轮的参数化设计 、参数化建模技术在蜗轮上的应用能够方便 ,, ,快捷地实现产品的参数化设计和开发提高产品设计 ,过程中的自动化和智能化程度减轻设计者的重复性 ,,劳动不仅提高了设计效率而且对建立各种蜗轮及常 、。用标准件的数字化参数化模型库同样具有重要意义 图 螺旋线, 创建蜗轮模 型 ,,, 参考文献,,,创建第一个齿槽特征, ,,周虹,仉 毅 基 于 的 渐 开 线 齿 轮 参 数 化 设 计 与 实 现,,,, “”,单击特征工具条上的扫掠按钮以上一步创建 ,,,,,,,机 械 设计与制造，,,,,,,,,,,::,, ,的两条螺旋 线 为 引 导 线 串齿 槽轮廓曲线为截面线 ,,齐从谦,甘屹,,中 文 版 实 用 教,,,,, ，,, :,,:,，:,, ,“”,“” 串以 轴作为定位方法的矢量方向单击确定, 程北京机 械 工业出版社,,,,, ,,::,,。按钮可得到第一个蜗轮齿槽实体 张丽萍程新谢 福 俊等,,,,,基 础 教 程 与 上 机 指 导,,,, ，,, ,,创建完整的蜗轮模型北京清华大学出社,,,,, , ,,::,, ,,杨黎明,杨志勤机 械 设 计 简 明 手 册 ,,北 京,国 防 工 业 ,“”“”,“”选择编辑移动对象在移动对象对话框 ,,,, 出版社, ,::,,“”,中变换方式为角度选择刚创建的齿槽实体为移动 郭征征,赵继广,陈景鹏,等基于 ,,的蜗轮蜗杆的参 数化 ,,,,,,“”对象选择在角度文本框中输入轴为旋转矢量 ,:,,,,,,,建模方法机电产品开发与创新 ,，,,,:,,:,,,::,,,,,“”, 在非关联副本数文本框中输入单击,,:,,,,,, ,,, , ,,,;:,;,,:～;,,:～;:～;;,,,;,:,,,，,,,,,,,,,,，,,, ,, :,, ,,,,,,,,;,;,:;:～,:,:,，,,;;,,～,,,::,:,,,,,,;:～,:,::;;,～,,,,,:,,:～,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,, ,!!,, ,,,,, ,,,,:,;～:,:,,;:,;,,:;;,～;,,:～;,:,～;;,,,;,:,,,，,,,,,:,～:;,,,～;,,:～;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, , , ,,,,;,,,,;::,,;:,:,～;;,,,，,;;,:～;,;,,～,,～;;,;,,:,～,::,,,～～;:;～;;,,;,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,!! ,:,, ,～;;,,,,;,;,,;,,,～,～;,;:～,,;,,,,,, , ,,,,,，;,:,,,,, ，,,,,:,～,;,:,, ,～;;,,,,,;,,,:,;,,,;,,;,,,:,,～,:,,:, !,,,