基于UG的直齿圆柱齿轮参数化精确三维建模.pdfVIP

精密制造与 自动化 2010年第 2期 0e 0·e ·0e·}0·◇ o’e’0◇· 0·∈ 0 O 《》0 制《造业信息化； ◇ 基于UG的直齿圆柱齿轮参数化精确三维建模 任 刚 杨秀丽 袁文武 兰州交通大学 机电工程学院 (730070) 哈尔滨铁路局 牡丹江电务段 (157000) 摘 要 详细介绍了一种利用UG的表达式和规律 曲线功能建立直齿圆柱齿轮模型的方法。该方法绘制了精确的 齿轮过渡 曲线，并且生成的齿廓各段曲线不需要任何修剪便可直接建立精确的齿轮模型，该方法也适用于齿数大于 41时的齿轮建模。通过改变模数和齿数，生成的模型可以自动更新，实现了建立模型的真正参数化。 关键词 过渡 曲线 UG 齿轮建模 参数化 为提高齿轮模型使用的可靠性和方便性，建立 半个齿顶圆弧，然后通过镜像就可以得到整个齿槽 精确的齿轮模型和参数化建模是首要前提 。目前， 的轮廓线。文中符号说 明：／／表示对表达式的注释； 大部分建立齿轮模型的方法中，齿轮的过渡曲线被 表示下一步 。各 曲线的表达式是在表达式对话框 忽略掉2【J或者用过渡圆弧代替3【】，考虑过渡 曲线的 中输入的，在建模模块下，选择工具表达式，便 建模方法大多是通过模拟切削法4【J，但这种方法操 弹出表达式对话框 。 作起来非常麻烦。如果齿轮模型没有很好地考虑过 1．1 建立基本参数表达式 渡 曲线，将影响一些分析效果，如用有 限元软件分 先在表达式对话框中输入齿轮和齿条形刀具的 析齿根应力。过渡 曲线的形状取决于加工工艺和刀 基本参数表达式，便于后面的表达式引用。 具齿顶形状，以刀齿顶部为两个圆弧齿角的齿条形 t=0HUG内部变量，变化范围0至 1； 刀具 (如滚刀)加工圆柱直齿轮为例，齿轮的过渡 m=3／／齿轮模数，建立不同模型时可以更改； 曲线为延伸渐开线的等距线IlJ。 z=20／／齿数，建立不同模型时可以更改； 文献 2【】、3【]介绍的参数化方法由于需要修剪绘 hx=l／／齿顶高系数； 制的曲线，所以只能实现 曲线的参数化，不能实现 cx=0．25／／顶隙系数； 模型的参数化。要实现模型的参数化需要直接绘制 r=m+z／2／／齿轮的分度圆半径； 准确的曲线，不能进行修剪，否则破坏 了曲线约束 afa=20／／渐开线在分度圆上的压力角； 的完整性，不能实现模型的自动更新。通过对齿轮 invafa=tan(afa)一rad(afa)／／渐开线在分度圆上对应的极角； 齿廓 曲线的分析，文中给出了可 以在 UG中精确绘 sa-~ll(Pi0／2—2*hx*tan(afa))／／齿条的齿顶厚； 制各段 曲线的参数表达式。文献 5【]中对基圆小于齿 sb=rb (pi0 m／(2r1+2invafa)，／基圆齿厚； 根圆 (齿数大于41)的情况进行了介绍，这里不再 pb--pi0m cos(afa)／／基圆齿距； 赘述，这里提出的方法是基于 曲线公式得出的，所 rb-~rcos(afa)／／基圆半径； 以对于齿数大于4l的齿轮建模同样有效。UG中的 pf=-exm／(1一sin(afa))／／37齿圆角半径； 表达式变量名只支持英文字母及字母与数字的组 a=hxm+cxnl—pf，／刀齿圆角圆心至刀具节线的距离； 合，文中的表达式按照UG变量的使用规范表示。 b=piOm／