UG齿轮渐开线参数建模.doc

§5.6 互相啮合的一对齿轮的建模实例 本实例中互相啮合的一对齿轮的基本参数为：z1=18、z2=54，m=3mm， = 20o，B=30mm，ha*=1，c*=0.25。 ? 大齿轮建模。 1）新建一文本文件用以建立参数列表。在文本文件中输入齿轮参数及相关数据如下： z=54 //大齿轮齿数 m=3 //模数 a=20 //压力角 b=30 //齿宽 hak=1 //齿顶高系数 ck=0.25 //顶隙系数 r=m*z/2 //大齿轮分度圆半径 ra=r+hak*m //大齿轮齿顶圆半径 rb=r*cos(a) //大齿轮基圆半径 rf=r-(hak+ck)*m //大齿轮齿根圆半径 a0=0 //渐开线发生角 ae=360 //渐开线终止角 t=1 //UG系统参数 s=(1-t)*a0+t*ae //渐开线参数方程的自变量 xt=rb*cos(s)+rb*rad(s)*sin(s) yt=rb*sin(s)-rb*rad(s)*cos(s) //渐开线在X、Y、Z三个方向的参数方程 zt=0 注意：1.为适应UG表达式的命名规则，以上一些参数符号与公式（1）中略有差别。2.每输入一条表达式后（包括注释）需敲回车键另起一行输入下一条表达式。3.文本文件编辑完成后以扩展名EXP保存（本例命名为big_gear.exp）。 启动UG，在Modeling模式下，进入Tools Expression，打开表达式对话框利用Import命令将big_gear.exp导入到UG。这就完成参数列表的创建。 2）创建圆柱齿胚：打开Insert Form Feature Cylinder对话框，在Diameter文本框中输入齿根圆直径2*ra，在Height文本框中输入齿宽b，基点选择在原点，完成齿胚创建。 3）绘制渐开线：打开Insert Curve Law Curve对话框，选择By Equation方式定义X轴、Y轴、Z轴的参数xt、yt、zt及系统参数t（参数列表中已建立这些参数，按系统默认即可），绘出渐开线如图（1）。4）绘制齿槽轮廓线：利用参数列表中的r、ra、rb和rf分别以坐标原点为圆心绘出分度圆、齿顶圆、基圆和齿根圆。由于大齿轮齿数为54大于41，故可根据齿根圆和齿顶圆使用Edit Curve Trim命令裁剪出一条齿廓线。连接圆心与渐开线和分度圆的交点，利用Edit Transform Rotate About a Point将此直线以原点为中心旋转 ，以旋转后的直线为镜像线利用Edit Transform Mirror Through a Line命令镜像齿廓线。再次利用Edit Curve Trim命令对两条齿廓线、齿顶圆及齿根圆裁减并删除辅助曲线，最后得到齿槽轮廓线如图2。 5）利用齿槽轮廓线拉伸切除齿胚。进入Insert Form Feature Extrude命令，选择齿槽轮廓线为拉伸截面，拉伸距离为齿宽b，最后选择布尔减操作（Subtract）切除齿胚得到一个齿槽如图3。 6）圆周阵列拉伸切除特征形成轮齿。进入Insert Feature Operation Instance Circular Array命令选择拉伸切除特征，在Number文本框中输入阵列数目z，在Angle文本框中输入阵列圆周角360o/z，完成阵列操作形成轮齿如图4。 至此，完成大齿轮的参数化建模。因为采用了全参数化建模，故只需修改参数列表中对应参数值（如齿数，齿宽等）就可以得到任意齿数大于41渐开线直齿轮模型，而无须重新建模。小齿轮建模。 由于小齿轮齿数为18小于41，根据3的分析必须重新建立模型。建模过程与大齿轮基本一致，但需要对步骤1）和步骤4）做一定改动。具体的方法如下： 步骤1）中所需改动：用文本编辑器打开big_gear.exp文件，将齿数改为z=18，以small_gear.exp为文件名另存。 步骤4）中所需改动：由于齿根圆半径小于基圆半径，故先根据基圆和齿顶圆使用Edit Curve Trim命令裁剪出齿廓线一部分，而另一段齿廓线（本例用样条曲线）则通过Insert Curve Operation Bridge命令完成。 其余步骤与大齿轮无异。最后完成小齿轮建模如图5。同样，齿数为17至41的渐开线直齿轮模型都可以通过修改参数列表中对应参数值（如齿数，齿宽等）得到。