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本帖最后由 楊善梅 于 2016-1-15 20:41 編輯 " d. g& Y/ J4 j7 D
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翻開《ＣＡＴＩＡ Ｖ５Ｒ１７典型機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》Ｐ６８，“表３－３ 創(chuàng)建斜齒輪的參數(shù)和公式”
- Z2 A9 [( j. Z. J/ ~0 | 名稱 值（或公式） 類型 說明
" c/ m. }2 p9 A+ N% \ mn 5 長度 法面模數(shù)7 I! T A! s$ ?1 o
z 25 整數(shù) 齒 數(shù)
8 N# z- A$ A6 f" l: u; Z4 U; d* o an(alpha) 20 角 度 壓 力 角) n9 y0 I4 D7 I
beta 16 角 度 螺 旋 角
7 A* Q% a" ~ q+ B, z( h% f- O hax 1 實(shí) 數(shù) 齒頂系數(shù)
1 p! ^7 |: U6 D5 C5 B( P/ k cx 0.25 實(shí) 數(shù) 齒系系數(shù)' n$ u; }' U0 A" K2 J8 p0 g
b 50 長 度 齒輪寬度& n" |! r% Q1 o7 Z
x 0 實(shí) 數(shù) 變位系數(shù)5 V2 _0 G0 Y+ Z; m4 b- b Z
ha （hax+x）*mn 長 度 齒 頂 高$ |: E4 R N" d' F5 b6 _4 o0 P& r
hf (hax+cx-x)*mn 長 度 齒 根 高3 d6 n/ D+ U2 i& a# r
d mn*z 長 度 分度圓直徑
3 J) t1 N v' G) G! G" @/ s) T5 ] da d+2*ha 長 度 齒頂圓直徑
m7 I3 t4 j% o* ? }. w: k5 } db d*cos(alpha) 長 度 基圓直徑: z$ V2 l6 |7 L6 L2 ]& K
df d-2*hf 長 度 齒根圓直徑& o' Z! E2 ]8 O I1 s9 ]+ l
pf 0.38*mn 長 度 齒根圓角半徑/ m, h; c* b1 s! H4 h5 f
2 g; j P2 u! X9 c! T 其中從“d mn*z 長 度 分度圓直徑”這一行開始，一直到“df d-2*hf 長 度 齒根圓直徑”這里都是錯(cuò)誤的。斜齒圓柱齒輪，在計(jì)算模數(shù)，壓力角，齒頂高系數(shù)，齒系系數(shù)，都得要按照端面參數(shù)去計(jì)算，乍一看，表上還少了一些參數(shù)，哈哈，倘若此例是直齒圓柱齒輪的話，看起來還能過得去。如果按斜齒圓柱齒輪的計(jì)算公式去計(jì)算則是牛頭對(duì)不上馬嘴，無法做出正確的齒輪模型來，操作起來簡直就是亂了方寸。% o7 h$ k3 [1 l/ R
1 Z% |$ Y3 D# Q
8 M0 W4 ]* O- {/ v5 A 于是我便按照斜齒變位齒輪的計(jì)算公式逐個(gè)排列成一張新的公式表如下：9 e- x& v" A1 q' D' Q
4 y8 H0 b, F3 L
名稱 值（或公式） 類型 說明5 l& \6 ]" w/ z. i! I3 c, d
% q. }$ B/ i" V; I6 K3 o: K mn 5 長度 法面模數(shù)
5 s* e8 B) e% e6 @: } z 25 整數(shù) 齒 數(shù)
0 v; }: R s7 F an(alpha) 20 角 度 壓 力 角5 D# [& S: ]3 R% j, l0 }: T( C5 W
beta 16 角 度 螺 旋 角
# j2 ]) ^1 g+ l mt mn/cos(beta) 長 度 端面模數(shù)
, z- x7 S& `% b4 x/ M at atan(tan(an)/cos(beta)) 角 度 端面壓力角
U# [, g7 G, x hax 1 實(shí) 數(shù) 齒頂系數(shù)
* Q; a, m7 Z$ s cx 0.25 實(shí) 數(shù) 齒系系數(shù)
3 |6 u: R; N h b 50 長 度 齒輪寬度0 L+ z. Q. }% i/ J5 U
x 0 實(shí) 數(shù) 變位系數(shù)
# N1 {" Q% @- N$ i0 |8 O5 s ha （hax+x）*mn 長 度 齒 頂 高
6 J$ b# f/ B& ]- u. d$ W hf (hax+cx-x)*mn 長 度 齒 根 高& |8 h7 z# Q( A- [+ p
d mt*z 長 度 分度圓直徑
! K0 n& E' y+ c0 `; X+ h) x6 E, g6 s da d+2*ha 長 度 齒頂圓直徑
/ ?% P6 s! J7 T% o/ m5 P. R db d*cos(beta) 長 度 基圓直徑
! z2 s& [: X4 n( o df d-2*hf 長 度 齒根圓直徑) {$ g3 ]- _- V3 J
pf 0.38*mn 長 度 齒根圓角半徑$ q0 O2 e* `6 A5 ^
Q PI*d/tan(beta) 長 度 螺旋導(dǎo)程$ T# }6 T B% Y. l4 F0 L
/ D- D% i& u \
按照原書上介紹的操作方法，先行啟動(dòng)CATIA V5R20軟件，64位。因?yàn)槭诌叺碾娔X操作系統(tǒng)是WIN7 64位，而本書所介紹的CATIA的版本則是CATIA V5R17，還是二零零八年之前流行的版本，在WINDOWS XP系統(tǒng)下運(yùn)行，32位軟件。如今隨著網(wǎng)速的不斷提升與個(gè)人電腦的存儲(chǔ)容量加大，電腦早已用上了WIN7操作系統(tǒng)，硬件配置比之前提升了很多很多。哈哈，因此之前一直沿用的一些經(jīng)典版本的第三方應(yīng)用軟件，如我在二零零七年之前就已經(jīng)再熟悉不過了。
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6 @/ T; B0 S) s+ C, A& q CATIA V5R17，并且一直伴隨著我從慈溪一路來到溫州，直到二零一三年十月一號(hào)，我的那臺(tái)Q8300電腦主機(jī)被換掉之時(shí)，這一版本的軟件也就隨之被淘汰。
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其實(shí)CATIA V5R17與CATIA V5R20，操作方法還是大至相同的，只不過在原先V5R17版本的基礎(chǔ)上新增了一些新功能，響應(yīng)速度也比之前老版本的相對(duì)快一些罷了。
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9 g+ W* P" V8 t7 w2 ` 啟動(dòng)CATIA V5R20，在主菜單中單擊“開始”——“形狀”——“創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)”，進(jìn)入創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)工作臺(tái)。新建一個(gè)文件名為“25 gear”（我是按照系統(tǒng)默認(rèn)的方式新建文件名）的零部件。在主菜單中，單擊“工具”——“選項(xiàng)”按照此書介紹的操作方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，使得模型樹中能夠顯示參數(shù)和關(guān)系，最后將重新整理好的齒輪參數(shù)逐一輸入到“公式”圖標(biāo)“f(x)”中,得到如下的圖。
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* p b! M6 [, m1 ]; @' C5 ]
/ e2 C: k5 V4 ]- ?7 N2 _0 d 接下來是創(chuàng)建齒輪的分度圓，齒頂圓，齒根圓，基圓。單擊“草繪”圖標(biāo)，并選擇“x，y平面”作為草繪的基準(zhǔn)平面，以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，繪制一個(gè)直徑為任意大小的圓，標(biāo)注尺寸。; C( j* S. {4 u) ~3 b3 T; p: y
L" S8 v7 `- z' i7 }5 A
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1 a' L- t4 z. m
鼠標(biāo)右擊圓的尺寸，彈出右鍵菜單，選中“半徑，1對(duì)象”——“定義….”——“編輯公式”。 : Y& }8 I- U2 |4 \" s
繪制分度圓：
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繪制完了之后，退出草繪工作臺(tái)。接著使用同樣的方法去繪制齒頂圓，齒根圓，基圓。' v( V9 Q" g0 ] X( j* f
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1 X. |5 Y% @$ y& q. R% C
2 T- d; i: B, P! }& p( ~( F7 a 創(chuàng)建漸開線齒形，單擊“規(guī)則”圖標(biāo)fog,在彈出的對(duì)話窗口中輸入“x”點(diǎn)擊“確定”，進(jìn)入“規(guī)則編輯器”（定義“xx”為長度，“t”為實(shí)數(shù)。因?yàn)榍懊孑斎肓俗兿禂?shù)x，因此在這里只能輸入xx，否則系統(tǒng)不能正確區(qū)分而報(bào)錯(cuò)）在編輯區(qū)鍵入漸開線函數(shù)的xx方程：& R! Y3 s5 S0 X
( G- w' o5 H; M xx=db/2*cos(PI*t*1rad)+db/2*sint*PI*1rad)*t*PI，點(diǎn)確定。然后以同樣的方法去定義y，并鍵入y=db/2*sin(t*PI*1rad)-db/2*cos(t*PI*1rad)*t*PI，里面的參數(shù)最好是鍵入?yún)?shù)下拉菜單“詞典”中已有的數(shù)據(jù)，如果人為手動(dòng)輸入相關(guān)字符的話，則系統(tǒng)很容易出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)，造成輸入失敗。本書提供的X,Y兩個(gè)方程式，似乎有點(diǎn)不正確，輸入到系統(tǒng)中會(huì)直接報(bào)錯(cuò)，而且里面還缺少弧度單位，輸入系統(tǒng)之后，fog在模型樹上不能正確顯示。按照上面的式子輸入則fog能在模型樹中正常顯示，完成之后如下圖：
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* y8 a7 {* p# C8 ^' S 在建立好的漸開線方程“xx,與y上描點(diǎn)，將t設(shè)置為，0，0.02，0.04，0.06，0.08，0.1，0.12，0.14，0.16，0.18，0.2，0.22，0.24，0.26，得出相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)（H,V）。點(diǎn)擊“x，y平面”，——點(diǎn)圖標(biāo)，彈出“點(diǎn)定義”對(duì)話窗口。設(shè)置成在平面上，選定x，y平面，1：右擊H，彈出右鍵菜單，選定編輯公式，彈出“公式編輯器”，雙擊模型樹當(dāng)中的“fog xx”，選中“公式編輯器”下拉菜單詞典中的“法則曲線”，選中右邊的“-Evaluate()”,在“()”中填上“0”。點(diǎn)確定——確定，返回“點(diǎn)定義”窗口。重復(fù)上面的方法定義V，然后是確定——確定，直至退出“點(diǎn)定義窗口”。后邊以同樣的方法去分別定義0.02，0.04，0.06，……0.26等所有數(shù)據(jù),得到如下的圖。
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在創(chuàng)成式設(shè)計(jì)工作臺(tái)的環(huán)境下，啟用樣條曲線命令描出漸開線。
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& M, E2 K0 |8 s0 W 經(jīng)過一系列的操作之后得到了齒輪輪齒一側(cè)的形狀。8 ^9 ~( o. Z0 F: Q6 S
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0 ^2 h5 `2 n) m 齒輪的輪寬設(shè)定為b+5,以便于后邊進(jìn)行齒輪的端面填充裁切，兩邊各自切去2.5。內(nèi)孔為70mm，14mm的單鍵槽，最終得到了齒輪的三維實(shí)體圖。呵呵，隨意修改公式里的任意一個(gè)數(shù)據(jù)，齒輪的模型均會(huì)發(fā)生一定的變化，隨著參數(shù)的改變而同步改變，響應(yīng)速度還是很快的哦。4 y# @* [2 I; Z: a1 ^- ]
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發(fā)表于 2016-1-15 08:34:17
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