漸開線圓柱齒輪UG參數化建模要點分析

摘 要:漸開線圓柱齒輪UG參數化建模的關鍵是漸開線齒廓的創建，而漸開線齒廓的形成要充分運用表達式的操作，同時對漸開線的編輯也十分重要。

關鍵詞:漸開線圓柱齒輪UG參數化建模要點分析

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

漸開線圓柱齒輪UG參數化建模是UG機械設計一個經典的問題，同時也是一個難點問題。漸開線圓柱齒輪一般由輪齒、鍵槽、軸孔等基本結構特征組成，其參數化建模主要步驟有創建漸開線、創建齒輪型面特征、創建陣列特征和創建修飾特征等，本文以漸開線直齒圓柱齒輪為例，對漸開線圓柱齒輪UG參數化建模的要點進行一般性的討論。

1 創建漸開線

漸開線齒輪的齒廓為漸開線，創建漸開線齒廓需要用到UG參數化設計的重要工具—表達式。設漸開線直齒圓柱齒輪的設計參數如下。

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 創建齒輪設計參數

選擇主菜單中的“工具”→“表達式”命令，在表達式對話框中依次輸入上述漸開線直齒圓柱齒輪的設計參數。

1.2 創建齒輪參照圓

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

1.3 創建漸開線

(1)添加漸開線參數。

選擇主菜單中的“工具”→“表達式”，分別輸入系統變量、漸開線控制參數如下:

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”→“規律曲線”→“根據方程”，分別定義xt、yt和 zt的函數表達式，完成定義，單擊“確定”，在原有的工作坐標上生成漸開線，如圖1所示。

2 創建第一個齒槽特征

2.1 鏡像漸開線

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

2.2 創建齒槽輪廓線

(1)創建與漸開線相切的直線。

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

(2)創建齒槽曲線。

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，并退出草圖環境。

(3)生成齒槽輪廓線。

選擇菜單“編輯”→“變換”，以基準平面XC′-ZC′為鏡像中心平面，鏡像復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行修剪，如圖3所示。

(5)創建齒槽。

選擇“插入”→“特征”→“拉伸”，通過拉伸和布爾操作，創建成第一個齒槽，如圖4所示。

3 陣列齒槽特征和創建修飾特征

選擇“插入”→“關聯復制”→“陣列”等命令，完成齒輪整體齒槽的創建，選擇“插入”→“設計特征”等命令，完成齒輪的修飾特征的創建，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化建模的關鍵是漸開線齒廓的創建，而漸開線齒廓形成的相關要點是在表達式運用的基礎上進行齒輪設計參數的創建、漸開線控制參數的創建，以及齒槽曲線的生成與編輯等。這些建模要點的理解和掌握對于我們進行漸開線圓柱齒輪UG參數化建模必然會事半功倍。

參考文獻

[1]任軍學，田衛軍.UG機械設計經典實例詳解[M].電子工業出版社，2008，11.