基于UG的斜齿轮三维参数化设计方法——扫描成型法
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基于UG的渐开线斜齿齿轮的参数化设计
基于UG的渐开线斜齿齿轮的参数化设计
牛吉梅;何志平
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】渐开线齿轮常用于传递空间任意两轴之间的运动和动力,是现代机械中应用最广泛的一种传动机构.基于渐开线形成原理,利用齿轮各参数间的关系,绘制圆柱斜齿轮的齿廓造型,采用UG/Open API编程语言,结合使用UG/OpenMenu Script,UG/OPEN GRIP和UG/Open UI Styler开发工具,实现了基于UG二次开发工具的斜齿圆柱齿轮的参数化设计,减少了企业开发新产品的成本并缩短了产品设计时间.
【总页数】2页(P114-115)
【作者】牛吉梅;何志平
【作者单位】华南理工大学广州学院,广州510800;华南理工大学广州学院,广州510800
【正文语种】中文
【中图分类】TH12
【相关文献】
1.基于UG的渐开线齿轮全参数化设计 [J], 孙广奇
2.基于flash软件的渐开线少齿差行星齿轮传动的参数化设计 [J], 廖世鹏;谢驰;王萍;刘庆
3.基于UGNX的渐开线齿轮参数化设计 [J], 杨向莙;陈顺洪;杨俊
4.基于UG的渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计 [J], 王书贤
5.基于UG的渐开线斜齿轮参数化设计研究 [J], 徐丽娜
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基于UG的齿轮参数化建模
基于UG的齿轮参数化建模齿轮是机械传动中常见的零部件，用于传递动力和转速。
在设计和制造齿轮时，参数化建模是一种有效的方法，它可以提高设计的灵活性和效率，同时可以减少错误并节省时间和成本。
在本文中，我们将介绍基于UG（Unigraphics）软件进行齿轮参数化建模的方法。
首先，我们需要打开UG软件并创建一个新的文件。
然后，在模型中选择“齿轮”功能，并设置齿轮的基本参数，如模块（modulus）、齿数、齿轮厚度、齿宽等。
这些参数将决定齿轮的几何形状和尺寸。
同时，我们还可以使用函数来定义其他参数，例如齿数、齿宽等。
通过这种方式，我们可以灵活地调整齿轮的尺寸和形状，而不需要手动修改每个参数。
另外，UG还提供了强大的几何建模工具，我们可以使用这些工具来创建齿轮的几何形状。
例如，我们可以使用“旋转”功能来绘制齿轮的基本轮廓，然后通过“变量融合”功能来添加齿形，并使用“切割”功能来创建齿形。
在建模过程中，我们还可以通过参数化建模功能来创建不同类型的齿轮，例如直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮等。
通过设置不同的参数，我们可以快速生成不同类型的齿轮模型，提高设计的效率和灵活性。
此外，UG还支持对齿轮模型进行分析和优化。
我们可以使用“装配分析”功能来检查齿轮的运动性能和受力情况，从而优化设计并提高其可靠性和耐用性。
总的来说，基于UG的齿轮参数化建模是一种高效、灵活和精确的设计方法。
通过这种方法，我们可以快速生成不同类型的齿轮模型，并进行准确的分析和优化，从而提高设计的效率和质量。
希望本文对您在齿轮设计中有所帮助。
基于UGNX软件全参数化斜齿轮设计的研究
渐开线曲线相关联。 利用草绘工具 ， 绘制一 圆弧 Ｋ ， ． 与齿顶圆同心 ； 绘制 直线 Ｋ 、 、４其中直 ２ Ｋ，
线 、 与渐 开线 相
切 ， 点在 基 圆上， 切 终 点在齿根 圆上 ， 图完 草
全定 义 。退 出 草 绘 环 ２２创 建渐 开线 和螺 旋线 ．
２１ ． 创建斜齿轮轮廓 曲线表达式
根据 Ｕ Ｇ软件表达式语法规则， 设定标准齿轮设计的 原始数据 ， 参数名称后符号为希腊字母 ， 不必输入 Ｕ Ｇ软
件电子表格 中。如表 １ 所示 。 根据渐开线方程式（ ） （ ） ５ ， ３ 、４ 和（ ）按照 Ｕ Ｇ表达式 基于 Ｕ Ｎ Ｇ Ｘ平台， 运用“ 已扫掠（ｗ ｐ） 功能创建扫 ｓｅｔ” 掠特征， 至少需有两条螺旋线 ， Ｕ 在 Ｇ表达式工具 中输入 图２中螺旋线 ， Ｌ 的表达式 ， 和 ４ 括弧内是希腊字母。如
・
３ ・ ６
根据渐开线的性质 ， 开线上任何一点必须满足如 渐
下的极坐标方程式（ ） ２ ： １ 和（ ） ＣＳ ）＝ｒ ｒ Ｏ（ ＾ ｂⅡ ／
０ ＝ ｔｎ 一 ａａ
Ｊ
的语法规则， 绘制一段渐开线 曲线 的表达式 如表 ２ 表中 ， 未注释符号含义见图 １ 中所示。为了更好地实现参数化 控制齿廓形状和尺寸 ， 在上述一段渐开线表达式的基础 上， 完成另一段渐开线表达式的描述 ， 操作时也将另一渐 开线放置在 Ｘ Ｙ Ｃ— Ｃ平面内， 但是必须生成一个新的基准 面 Ａ作为另一渐开线放置 的水平参 考， 这样可 以通过对 基准面 Ａ的参数控制， 实现对另一渐开线的定位尺寸进 行参数化控制。
表１ 斜 齿轮设 计原 始数据
（） １
（） ２
用直角坐标方程表示如下 ：
线 、 与渐 开线 相
切 ， 点在 基 圆上， 切 终 点在齿根 圆上 ， 图完 草
全定 义 。退 出 草 绘 环 ２２创 建渐 开线 和螺 旋线 ．
２１ ． 创建斜齿轮轮廓 曲线表达式
根据 Ｕ Ｇ软件表达式语法规则， 设定标准齿轮设计的 原始数据 ， 参数名称后符号为希腊字母 ， 不必输入 Ｕ Ｇ软
件电子表格 中。如表 １ 所示 。 根据渐开线方程式（ ） （ ） ５ ， ３ 、４ 和（ ）按照 Ｕ Ｇ表达式 基于 Ｕ Ｎ Ｇ Ｘ平台， 运用“ 已扫掠（ｗ ｐ） 功能创建扫 ｓｅｔ” 掠特征， 至少需有两条螺旋线 ， Ｕ 在 Ｇ表达式工具 中输入 图２中螺旋线 ， Ｌ 的表达式 ， 和 ４ 括弧内是希腊字母。如
・
３ ・ ６
根据渐开线的性质 ， 开线上任何一点必须满足如 渐
下的极坐标方程式（ ） ２ ： １ 和（ ） ＣＳ ）＝ｒ ｒ Ｏ（ ＾ ｂⅡ ／
０ ＝ ｔｎ 一 ａａ
Ｊ
的语法规则， 绘制一段渐开线 曲线 的表达式 如表 ２ 表中 ， 未注释符号含义见图 １ 中所示。为了更好地实现参数化 控制齿廓形状和尺寸 ， 在上述一段渐开线表达式的基础 上， 完成另一段渐开线表达式的描述 ， 操作时也将另一渐 开线放置在 Ｘ Ｙ Ｃ— Ｃ平面内， 但是必须生成一个新的基准 面 Ａ作为另一渐开线放置 的水平参 考， 这样可 以通过对 基准面 Ａ的参数控制， 实现对另一渐开线的定位尺寸进 行参数化控制。
表１ 斜 齿轮设 计原 始数据
（） １
（） ２
用直角坐标方程表示如下 ：
基于UG NX6.0斜齿圆柱齿轮参数化建模探讨
南 】 切制轮 时， ： 刀具进 刀方向一般是 直于其法 面 ， 取法面参 数为杯 准值 ？仉斜齿 轮的 儿何 Ｊ 寸却是按 端面参数 进行设计 的 ， 建立 表达式必须把法面参数换算 为端面参数 。建立如下换算 表达式 ：
ａ ａｅａ｛ ｎａ （（ ） ｜ ｌｔｎｔ （ｎ １ Ｂ） ＝ ａ ｓ ｍ ＝ｌ ／ｌ（ ｆｌｎ＜ Ｂ） ｌ： ｄ＝ｉ ｌｔ Ｚ Ｒ ｌ ｄｌｄ＋２ ｔ（ａ＋ ｎ ａ＝ ｔ ｛ｍ ＊ｈｎ ｘ 一△Ｖ ） ｄ ｔｄ／￣ ） ｂ＝ ｔ， ＋ ，ｓ ｄｌｄ一 ＊ ＊ｈｎ ｃ ～ Ｔ ｆ ｌ２ ｍｌ（ａ ＋ ｎ ｘ１ ＝ ） ａ 为 端 面 斥 力角 ｌ ｌｌ ｎ 为端面模数 ｄ 为 端 面 上 分 度 圆 直 径 ｔ ｄ ｔ 端 面 上齿 顶 圆直 径 ａ为 ｄｔ ｂ 为端 面上 基 网 直 径 （ １ 端 面 上 齿根 圆直 径 ｎ为
一
开线复制到 另外一边 ； 修剪 ， 多余 的线 剪去 ， 把 形成首尾 相接 的齿槽线 串， 完成 草 图， 即完成齿槽 形状 的绘制 ， ２ 图 所示 。 本步 骤刷定 义的表 （ 达式方程做约束 ）
・＝ ． ｎ ０２ ５ ｈ ６ ＝２ ｘ＝ ． ｎ ０５ △Ｖ ００ ＝． ４
嵌
图 １渐 开 线 ２ ３渐开线斜齿 圆柱齿 轮齿槽 形成 绘 制渐开线斜 齿圆柱齿 轮的甫槽 ， 既可 以在 建模界面 ， 通过曲线＞ 基 本 曲 线 来 编 辑 绘 制 ， 可 以进 人草 图 ， 过 圆 和 约 束 来 编辑 绘 制 在 也 通 草 罔界 面 ， 辑绘 制 相 对 灵 活 、 便 。 编 方 进 入草图 ，Ｃ Ｙ Ｘ — Ｃ为 草 绘 平 面 ， 原 点 为 圆 心 ， Ｊ 个 同 心 嘲 （ 根 以 ｊ 毋３
㈨ 为法 向 顶 隙 系 数 ｈ为 齿 轮 厚 度 Ｘ 法 向变 位 系数 Ｒ Ｉ Ａ ｖ齿 顶 修 正 系数
基于UGNX软件全参数化斜齿轮设计的研究
基于UGNX软件全参数化斜齿轮设计的研究UGNX（Unigraphics NX）软件是与CAD、CAM、CAE等先进工程设计软件齐名的国际化软件，被广泛应用于航空、汽车、机械等领域的产品设计和制造。
全参数化设计是UGNX软件的一大特色，其具有高效、精确和实用性强等优点，被越来越多的设计师和制造工程师所青睐。
斜齿轮作为一种传动机构，其结构简单，运动稳定，适用于高速工作环境。
在机械设计中，斜齿轮被广泛应用于汽车、机床、风电、船舶等领域中。
斜齿轮的设计需要注意到齿轮剖面曲线、齿轮轮齿数、齿轮轴与交点角等参数，这些参数对于斜齿轮的运动和传动都有着重要的影响。
如何通过UGNX软件实现斜齿轮的全参数化设计，是一个需要研究和探索的课题。
UGNX软件全参数化斜齿轮的设计过程如下：1.定义参数：首先需要定义斜齿轮的参数，如齿轮轮齿数、齿轮轴与交点角、齿轮齿高等参数。
这些参数不仅影响斜齿轮的传动效果，也影响着斜齿轮的结构尺寸。
2.绘制基础形状：在UGNX软件中，可以利用线条、圆弧、直线等工具绘制斜齿轮的基础形状，如齿轮齿面、齿根、齿顶等。
这些基础形状可以根据定义的参数进行相应的调整和修改。
3.生成斜齿轮模型：在绘制好基础形状之后，利用UGNX软件中的斜齿轮建模工具，可以快速地生成斜齿轮模型。
4.修改参数：通过修改定义的参数，可以调整斜齿轮的轮齿数、齿高以及齿轮轴与交点角等参数，从而实现斜齿轮的全参数化设计。
通过UGNX软件全参数化斜齿轮设计，可以使设计师更快速、简便地设计出符合要求的斜齿轮。
同时，全参数化设计也可以在设计过程中针对不同要求的斜齿轮进行快速构建和修改调整，提高了设计的效率和准确性。
在进行斜齿轮的全参数化设计时，需要对UGNX软件的使用有一定的了解和掌握，以便可以更好地利用其强大的特性和功能。
在UGNX软件中进行斜齿轮的全参数化设计时，需要考虑齿轮的轮齿数、齿高、齿距等参数。
以下是斜齿轮设计中涉及到的一些常见数据和相关分析。
全参数渐开线斜齿轮三维设计
全参数渐开线斜齿轮三维设计【摘要】这篇文章旨在讨论如何利用的ug制作全参数化渐开线斜齿轮三维模型，使用者只需修改齿轮的模数、齿数、压力角、螺旋角、变位系数、顶隙系数、齿顶高系数、齿轮厚度中任几个参数即可生成所需齿轮模型。
【关键词】ug；螺旋扫描法；全参数齿轮设计基金项目：①中国职业教育学会2010-2011年度科研规划项目（730622）。
②湖南铁路科技职业技术学院课题hntky-kt2011-3。
作者简介：程友斌（1972.11—），男，副教授，硕士学位，研究方向为机械设计，逆向工程。
0.引言计算机辅助造型技术已在产品设计、工程分析、快速成型等技术领域获得了广泛应用。
在应用cad/cam技术设计、制造齿轮产品时，齿轮的三维实体造型是一个急需解决的技术难题，如齿轮造型精度不高，将直接影响有限元分析、虚拟样机设计的仿真结果，并影响到齿轮产品的cam制造精度。
目前，对工程中最常用的渐开线圆柱直齿轮的三维造型理论与方法已进行了大量研究，并取得了较为成熟的研究成果[1]。
本文主要利用斜齿轮端面参数生成渐开线，用螺旋扫描方法完成齿形构建。
1.设计思路在建立齿轮模型时,首先在ug中建立一个以o为圆心，以齿根圆直径dft为直径的齿轮轮再用斜齿轮的一个轮齿端面截面沿螺旋线扫描坯，生成一个螺旋齿，再用该螺旋齿进行圆周阵列即可完成。
由于斜齿轮的端面参数和法面参数都存在着函数关系，而国标规定斜齿轮的参数都是法面参数，因此，应将斜齿轮的法面参数转化为端面参数来生成齿形端面截面。
2.零件建模准备启动ug，新建文件helical_gear.prt，进入建模模块。
用菜单中【工具】—>【表达式】，在弹出的图1所示窗口中，顺序输入表1[2]中的变量名、计算公式、单位量名、计算公式、单位。
表1 变量及计算公式图1 表达式参数输入3.绘制单个轮齿端面截面在ug菜单中点取【插入】—>【曲线】—>【规律曲线】，选取【根据公式】定义x的参数表达式为t, 定义x的函数表达式为x_t＇, 然后选取【根据公式】定义y的参数表达式为t, 定义y的函数表达式为y_t＇,最后选取【恒定的】，定义z的规律为0，完成一条渐开线t＇的绘制；再次【插入】—>【曲线】—>【规律曲线】，选取【根据公式】定义x的参数表达式为t, 定义x的函数表达式为x_t＇, 然后选取【根据公式】定义y的参数表达式为t, 定义y的函数表达式为y_t〃,最后选取【恒定的】定义z的规律为0，完成一条渐开线t＇关于x轴对称的渐（下转第83页）（上接第12页）开线t〃的绘制。
全参数渐开线斜齿轮三维设计
全参数渐开线斜齿轮三维设计【摘要】这篇文章旨在讨论如何利用的UG制作全参数化渐开线斜齿轮三维模型，使用者只需修改齿轮的模数、齿数、压力角、螺旋角、变位系数、顶隙系数、齿顶高系数、齿轮厚度中任几个参数即可生成所需齿轮模型。
【关键词】UG；螺旋扫描法；全参数齿轮设计。
②湖南铁路科技职业技术学院课题HNTKY-KT2021-3。
0.引言计算机辅助造型技术已在产品设计、工程分析、快速成型等技术领域获得了广泛应用。
在应用CAD/CAM技术设计、制造齿轮产品时，齿轮的三维实体造型是一个急需解决的技术难题，如齿轮造型精度不高，将直接影响有限元分析、虚拟样机设计的仿真结果，并影响到齿轮产品的CAM制造精度。
目前，对工程中最常用的渐开线圆柱直齿轮的三维造型理论与方法已进行了大量研究，并取得了较为成熟的研究成果[1]。
本文主要利用斜齿轮端面参数生成渐开线，用螺旋扫描方法完成齿形构建。
1.设计思路在建立齿轮模型时,首先在UG中建立一个以O为圆心，以齿根圆直径dft为直径的齿轮轮再用斜齿轮的一个轮齿端面截面沿螺旋线扫描坯，生成一个螺旋齿，再用该螺旋齿进行圆周阵列即可完成。
由于斜齿轮的端面参数和法面参数都存在着函数关系，而国标规定斜齿轮的参数都是法面参数，因此，应将斜齿轮的法面参数转化为端面参数来生成齿形端面截面。
2.零件建模准备启动UG，新建文件helical_gear.prt，进入建模模块。
用菜单中【工具】―>【表达式】，在弹出的图1所示窗口中，顺序输入表1[2]中的变量名、计算公式、单位量名、计算公式、单位。
表1 变量及计算公式图1 表达式参数输入3.绘制单个轮齿端面截面感谢您的阅读，祝您生活愉快。
基于UG的齿轮参数化设计
基于UG的齿轮参数化设计在现代机械加工行业中，齿轮是一种不可缺少的基本元素，它们可以转换转速和扭矩，并且在各种机械系统中扮演着重要的角色。
随着科技的进步和制造技术的发展，现在可以使用先进的计算机辅助设计和制造软件对齿轮进行参数化设计，实现定制化的生产和高精度的加工，提高生产效率和产品质量。
UG是一种广泛使用的三维计算机辅助设计软件，可以对各种机械零件进行三维建模、装配和制造。
在UG中，可以使用各种工具和功能来实现齿轮的参数化设计。
首先，我们需要定义齿轮的基本参数，如齿数、齿宽、齿高、压力角等。
然后，通过使用UG的插件或自定义程序，可以将这些参数与CAD模型相关联，实现齿轮的自动设计和变形。
在UG中，可以使用曲线和曲面来定义齿轮的形状，例如使用圆弧和线段来定义齿廓和侧面；也可以使用参数化模块来定义齿数、模数和齿宽等参数。
通过自定义参数化模块，可以使齿轮的参数化设计更简单、更快速，同时保证了齿轮的稳定性和可靠性。
齿轮的参数化设计不仅提高了生产效率和产品质量，还可以为机械系统的优化设计提供便利。
例如，通过修改齿轮的参数，可以快速地进行设计优化并减少误差。
此外，齿轮的参数化设计还可以实现可重用的设计，将经验和知识转化为设计规则和参数，从而实现快速的定制化设计。
总之，齿轮的参数化设计是一种基于计算机辅助设计的有效方法，可以提高齿轮的生产效率和产品质量，同时为机械系统的设计优化提供了便利。
通过使用UG等先进的软件工具，我们可以实现更快速、更精准和更有效的齿轮设计和制造。
在进行齿轮参数化设计时，需要考虑一系列与齿轮设计相关的数据，例如齿数、模数、齿宽、压力角、齿廓等。
以下是对这些数据的简要分析和说明：1. 齿数：齿数是齿轮设计中最基本的参数之一，对于不同型号和规格的齿轮，齿数的取值不同，通常在10至100之间。
齿数的选择会影响齿轮的精度和扭矩传递能力，一般越多齿数的齿轮可承受的扭矩越大，但同时生产难度也越大。
利用UG对渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设计
CAD /CAE /CAPP /CAM
现代制造工程 2009年第 1期
利用 UG对渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设计3
文立阁 ,侯洪生 ,张秀芝 (吉林大学机械科学与工程学院 ,长春 130025)
摘要 :渐开线斜齿圆柱齿轮是机械传动中常用零件 ,由于齿形轮廓复杂 ,其参数化设计困难 。利用三维软件 UG2NX3对 斜齿圆柱齿轮进行三维建模 ,首先利用“模型 ”模块中的规律曲线 、扫描 、缝合 、休整和抽取等运算 ,建立齿槽轮廓 ,经布 尔运算形成齿槽轮廓体 ,对其特征阵列 ,生成斜齿圆柱齿轮三维模型 。同时以齿数 41为界 ,对两种齿轮建模方法不同之 处进行介绍 。该方法实现了改变斜齿圆柱齿轮的齿数 、法向模数和螺旋角等参数 ,立即得到相应的渐开线斜齿圆柱齿轮 三维模型的参数化设计 。对其他具有复杂表面形状的形体参数化设计具有参考价值 。 关键词 :参数化设计 ;渐开线斜齿圆柱齿轮 ; UG软件 中图分类号 : TH132 文献标识码 : A 文章编号 : 1671—3133 (2009) 01—0033—04
34
图 2 齿槽渐开线与辅助线
113 建立扫描路径的螺旋线 为了扫描出斜齿轮齿槽轮廓 , 建立扫描路径引导
线 ,在“模型 ”模块下 , 应用螺旋 (插入 /曲线 /螺旋 )命 令后 ,出现对话框 ,转数为 0107 (螺旋线转数 ) ,为了实 现参数化设计 , 螺旋线有足够长度 , 保证大于斜齿轮 宽度 ,螺距选择公式 p; 螺旋半径采用输入半径的方 式 ,长度选公式 d /2,点击应用 ,生成一段螺旋线如图 2 所示 关性 ”的操作命令 [8, 9 ] , 实现了改变常用 参数 :齿数 z、法向模数 m n、压力角 α和螺旋角 β等 ,就 能得到相应的斜齿轮的三维模型 , 实现斜齿轮的参数 化设计 。
现代制造工程 2009年第 1期
利用 UG对渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设计3
文立阁 ,侯洪生 ,张秀芝 (吉林大学机械科学与工程学院 ,长春 130025)
摘要 :渐开线斜齿圆柱齿轮是机械传动中常用零件 ,由于齿形轮廓复杂 ,其参数化设计困难 。利用三维软件 UG2NX3对 斜齿圆柱齿轮进行三维建模 ,首先利用“模型 ”模块中的规律曲线 、扫描 、缝合 、休整和抽取等运算 ,建立齿槽轮廓 ,经布 尔运算形成齿槽轮廓体 ,对其特征阵列 ,生成斜齿圆柱齿轮三维模型 。同时以齿数 41为界 ,对两种齿轮建模方法不同之 处进行介绍 。该方法实现了改变斜齿圆柱齿轮的齿数 、法向模数和螺旋角等参数 ,立即得到相应的渐开线斜齿圆柱齿轮 三维模型的参数化设计 。对其他具有复杂表面形状的形体参数化设计具有参考价值 。 关键词 :参数化设计 ;渐开线斜齿圆柱齿轮 ; UG软件 中图分类号 : TH132 文献标识码 : A 文章编号 : 1671—3133 (2009) 01—0033—04
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图 2 齿槽渐开线与辅助线
113 建立扫描路径的螺旋线 为了扫描出斜齿轮齿槽轮廓 , 建立扫描路径引导
线 ,在“模型 ”模块下 , 应用螺旋 (插入 /曲线 /螺旋 )命 令后 ,出现对话框 ,转数为 0107 (螺旋线转数 ) ,为了实 现参数化设计 , 螺旋线有足够长度 , 保证大于斜齿轮 宽度 ,螺距选择公式 p; 螺旋半径采用输入半径的方 式 ,长度选公式 d /2,点击应用 ,生成一段螺旋线如图 2 所示 关性 ”的操作命令 [8, 9 ] , 实现了改变常用 参数 :齿数 z、法向模数 m n、压力角 α和螺旋角 β等 ,就 能得到相应的斜齿轮的三维模型 , 实现斜齿轮的参数 化设计 。
基于UGII的齿轮精确三维参数化建模技术
・计算机技术应用・基于UG II的齿轮精确三维参数化建模技术3纪小辉,陈 彤(西安工业大学光电学院,陕西西安 710032)摘 要:针对仿型加工和快速成型加工对实体模型精度的要求,介绍一种用UG软件进行齿轮的精确建模方法,包括标准直齿和标准斜齿。
关键词:UG;标准直齿建模;标准斜齿建模中图分类号:T H128 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2007)01-0093-03Gear accura tely m odeli n g ba sed on UG IIJ i Xiao-hui,Chen T ong(Photoelectricity institute,X i′an technological university,X i′an Shannxi 710032,China) Abstract:The paper refers t o a method that how t o accurately model gear by UG in order t o meet the de mand of p r ot otype technol ogy.It includes t w o t op ics about standard gear modeling and standard bevel wheel modeling.Key words:UG;standard gear modeling;standard bevel wheel modeling 随着现代加工技术的迅速发展,C AD和CAM之间的联系日益紧密,同时C AM的技术发展对CAD提出新要求。
有些CAD的设计软件本身就生成输出加工系统所能识别的加工代码,其加工精度直接由C AD的设计精度来保证。
现代加工方法日新月异,快速成型技术、精密铸造成型技术也对CAD软件所设计的模型精度提出更高的要求。
笔者对用UG NX2三维设计软件进行齿轮精确设计提出一些方法。
基于UG的标准圆柱齿轮及变位齿轮的参数化建模
泰山学院本科毕业论文基于UG的标准圆柱齿轮及变位齿轮的参数化建模所在学院机械工程学院专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工学年级二零一二级（3+2）学生姓学号指导教师姓名、职称完成日期 2014年5月30日摘要摘要圆柱齿轮是机械设计制造行业之中被广泛使用的零部件之一，圆柱齿轮的轮齿精确三维造型常看做是齿轮的机械动态仿真、NC加工、有限元分析的基础。
然而在UG6.0软件上缺少专门化的模块，因此本论文详细论述的是在UG6.0的平台上建立直齿圆柱齿轮及变位齿轮三维模型的新方法。
由于直齿轮斜、齿轮的轮廓线并不是标准曲线，想实现齿轮造型的精确建模有一定的难度。
齿轮常用的成型方法是扫掠成型法，但此方法实现的建模不准确。
为了改变这种缺点，本论文提出了通过建立渐开线、齿根过渡曲线对称方程，精确计算出了分界齿数与曲线起始、终止角度，以自由形式特征下的扫掠为工具的解决方案。
该方法符合标准斜齿圆柱齿轮齿廓线的定义,可以实现齿轮的精确建模。
通过实例建模，此方法同样适用于变位齿轮的参数化建模，提高了变位齿轮工程设计的效率。
关键词：齿轮及变位齿轮，渐开线，过渡曲线，对称方程，参数化建模IABSTRACTABSTRACTCylindrical gear is one of the parts in the mechanical design andmanufacturing industries are widely used, the cylindrical gear is often regarded as precise 3D modeling based gear mechanical dynamic simulation, NC machining, finite element analysis. But in the UG6.0 software and there is nospecialized module, this paper details the spur gear is established on the platform of UG6.0 and the new method of variable gear 3D model.Because of the straight helical gear, gear profile is not the standard curve, in order to realize the accurate modeling of gear modeling does exist some difficulties. The gear shaping methods often used is swept molding method,but this method modeling accuracy is not high. In order to change these shortcomings, this paper proposed the establishment of involute, dedendum transition curve equation by applying the symmetry, calculated the division between the tooth number and start, end angle, with the free form feature ofsweep as solution tool. The definition of this method conforms to the standardspur gear tooth profile, achieve accurate modeling of gear.Keywords: gear and gear; involute; transition curve equation;symmetry;parameterizationII目录1引言 (1)1.1参数化定义、优势 (2)1.2UG参数化功能 (2)1.3齿轮、变位齿轮简介 (3)1.4课题研究内容 (4)2 渐开线齿轮参数化对称方程 (5)2.1齿廓曲线构成的判断 (5)2.2圆柱齿轮的齿廓曲线方程 (5)2.2.1渐开线齿轮公式推理 (6)2.2.2 标准直齿圆柱齿轮渐开线方程 (6)2.2.3 标准斜齿轮渐开线方程 (7)2.2.4 齿根过渡曲线方程 (8)3 标准渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计 (11)3.1直齿轮基本参数设置 (11)3.2 直齿轮计算参数设置 (12)3.3 直齿轮参数化建模 (12)3.3.1 db<df直齿轮参数化建模 (12)3.3.2 db＞df直齿轮参数化建模 (15)4渐开线变位直齿圆柱齿轮的参数化设计 (18)4.1变位齿轮的几何参数 (18)III4.2 变位齿轮基本参数的设置 (19)4.3变位齿轮计算参数设置 (19)4.4 db<df直齿变位轮参数化建模 (21)4.5 db>df直齿变位轮参数化建模 (24)5 渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设 (29)5.2 斜齿轮计算参数设置 (30)5.3 斜齿轮参数化建模 (31)5.3.1 db<df斜齿轮参数化建模 (31)5.3.2db>df斜齿轮参数化建摸 (36)6变位斜齿轮的实体建模 (43)6.1概述 (43)6.2变位斜齿轮基本参数设置 (44)6.3变位斜齿轮计算参数设置 (45)6.4变位斜齿轮的参数化设计 (45)6.5 db<df斜齿轮参数化建模 (46)6.6 db>df斜齿轮参数化建模 (51)7 齿轮参数化实现 (59)7.1参数化设计步骤及其方法 (59)7.1.1利用表达式进行参数化 (60)7.1.2利用表达式的电子表格功能实现参数化 (60)7.1.3利用部件族电子表格功能实现参数化 (61)IV8 总结与展望 (63)参考文献 (64)致谢 (64)V1引言参数化设计模型是以约束来表达产品模型的形状特征，以一组参数来控制设计结果，从而能通过变换一组参数值方便地创建一系列形状相似的零件。
基于UG的斜齿圆柱齿轮的三维精确参数化建模
维普资讯
维普资讯
■ 造 业 位 囊 化
３３ 建立 齿廓 曲线 ．
回
①把齿坯隐藏 ， 把坐标系绕 ’ ， 轴旋转 ９ 。然后以原点 ０，
为 圆心 ， ｘ 平 面内 ， 以齿 根 圆直径 ｄ １９ ６ ２ ｍ 在 ｙ 分别 ｆ ９ ． ４ １ ｍ、 ＝ ４
［ ］ 濮 良贵 ， ２ 纪名 刚． 机械设计 ［ ． 京 ： Ｍ］ 北 高等教育出版社 ，９ ６ １９．
３４ 建 立 用 于扫 描 路 径 的 螺 旋 线 ．
［ ］ 卫 兵工作室 ．Ｇ ＮＸ数控加 工实例教 ［ ． ３ Ｕ Ｍ］ 北京 ： 清华 大学 出版
社 ．０ ６ ２０ ．
旋转坐标系如图 ８ 所示。使用工具栏 中螺旋线工具
本文介绍的用 Ｕ Ｇ软件中的表达式和公式 曲线功能 绘制的渐开线是完全精确 的。 在此基础上 ， 应用扫描方式 进行斜齿轮的造型的方法符合精确建模的要求 ，并且齿 轮的所 有尺寸参数都通过表达式加 以关联 。这样建立起
来的齿 轮模型不但提高了后期制造 、 装配的精度 ， 而且便
于 修 改 ， 以根据 不 同的模 数 、 数 、 力 角 、 旋角 来形 可 齿 压 螺
３６ 形成 完整ｍ 一ｌ ｍ， ＝ ．８ ｍ 最后形 成齿廓 曲线 旋 转一 点 和矢 量 （ 点 为坐 标原 点 ， 量 为 Ｚ 基 矢 Ｃ方 向 ） 一角
重新显示齿坯 ， 然后采用布尔运算 ， 最终形成的斜齿
轮如图 １ 示。 ２所
４ 结 论
成不同的齿轮 ， 真正实现了参数化设计 的要求 。 同时可以
在 此基 础 上 进行 齿 轮 啮合 的装 配建 模 、 模拟 仿 真 、 荷 分 载
析及虚拟现实等工作 ，为齿轮 Ｃ ＤＣ ＥＣ Ｍ集成做好 Ａ ／Ａ ／Ａ 前期的准备工作。
维普资讯
■ 造 业 位 囊 化
３３ 建立 齿廓 曲线 ．
回
①把齿坯隐藏 ， 把坐标系绕 ’ ， 轴旋转 ９ 。然后以原点 ０，
为 圆心 ， ｘ 平 面内 ， 以齿 根 圆直径 ｄ １９ ６ ２ ｍ 在 ｙ 分别 ｆ ９ ． ４ １ ｍ、 ＝ ４
［ ］ 濮 良贵 ， ２ 纪名 刚． 机械设计 ［ ． 京 ： Ｍ］ 北 高等教育出版社 ，９ ６ １９．
３４ 建 立 用 于扫 描 路 径 的 螺 旋 线 ．
［ ］ 卫 兵工作室 ．Ｇ ＮＸ数控加 工实例教 ［ ． ３ Ｕ Ｍ］ 北京 ： 清华 大学 出版
社 ．０ ６ ２０ ．
旋转坐标系如图 ８ 所示。使用工具栏 中螺旋线工具
本文介绍的用 Ｕ Ｇ软件中的表达式和公式 曲线功能 绘制的渐开线是完全精确 的。 在此基础上 ， 应用扫描方式 进行斜齿轮的造型的方法符合精确建模的要求 ，并且齿 轮的所 有尺寸参数都通过表达式加 以关联 。这样建立起
来的齿 轮模型不但提高了后期制造 、 装配的精度 ， 而且便
于 修 改 ， 以根据 不 同的模 数 、 数 、 力 角 、 旋角 来形 可 齿 压 螺
３６ 形成 完整ｍ 一ｌ ｍ， ＝ ．８ ｍ 最后形 成齿廓 曲线 旋 转一 点 和矢 量 （ 点 为坐 标原 点 ， 量 为 Ｚ 基 矢 Ｃ方 向 ） 一角
重新显示齿坯 ， 然后采用布尔运算 ， 最终形成的斜齿
轮如图 １ 示。 ２所
４ 结 论
成不同的齿轮 ， 真正实现了参数化设计 的要求 。 同时可以
在 此基 础 上 进行 齿 轮 啮合 的装 配建 模 、 模拟 仿 真 、 荷 分 载
析及虚拟现实等工作 ，为齿轮 Ｃ ＤＣ ＥＣ Ｍ集成做好 Ａ ／Ａ ／Ａ 前期的准备工作。
-基于UG的斜齿轮参数化精确建模研究
下载之后可以联系QQ1074765680索取图纸，PPT，翻译=文档摘要传统的造型方法都只是几何要素的简单堆叠，仅描述了产品的几何形状，而不具备由于几何尺寸变化而使图形变换的尺寸驱动功能。
这样一来，哪怕是要改变复杂模型的一个尺寸，也需要擦掉原有图形，重新构建一个新的图形，这种简单的重复工作严重影响设计效率。
能否建立起图形几何尺寸与几何数据的关联，通过更改数据实现几何模型的变化呢？这就是参数化设计！UG作为新一代的三维造型系统具有先进的参数化设计功能，本文主要分析了在UG下渐开线生成的方法及斜齿轮参数化建模的过程，在UG下建立了斜齿轮的基本结构模型，并且斜齿轮模型的基本尺寸参数都通过表达式加以关联，实现了斜齿轮的参数化驱动，这样通过修改斜齿轮模型相应的基本结构参数就可以快速实现斜齿轮的三维建模。
从而提高了建模速度、降低了造型难度、减少了重复性的劳动、节约了时间、提高了设计效率。
关键词:UG,参数化设计,表达式,斜齿轮,渐开线The Parameterization Design of Helical gear Based on UGAbstractTraditional model methods are all only the piling pile briefly of key elements of geometric .They only describe the geometric form of the products, but they can’t possess the promoting function of changing the figure depends on the varieties of geometric size. In this case ,even changing assize of the complicated model , it needs to wipe off the original figure ,and construct a new figure again .Such simple repeated wok influences the efficiency of destgning seriously . Whether can it set up relationship between the geometric size of the figure and geometric data and geometric data and sealize the change of the geometric model through changing the data? This is the design of parameter! UG has advanced function of designing by parameter as tri-dimensional model system of new generation .The paper mainly analysis the method of involutes generation and the building course of the helical helical gear parametric design, and the basic size parameter of helical gear model is linked with each other through expression , the drive of the helical gear parameter can be achieved, the helical gear fast three-dimensional build mould can realized through modifying the basic structural parameter of corresponding helical gear model. It rise speed of building mould , reduce modeling difficulty and the repeatability labors, save time , raise design efficiency.Key words:U G，Parametric design，Expression，helical gear，Involutes目录1 绪论 (1)2 UG的参数化设计概念 (1)3 斜齿轮参数化设计过程 (2)3.1渐开线的形成原理 (2)3.2 42齿以下斜齿轮的绘制 (3)3. 2.1斜齿轮基本曲线的轮廓绘制 (3)3.2.2 渐开线表达式建立与生成 (5)3.2.3 齿廓的生成 (6)3.2.4 单个轮齿的生成 (7)3.2.5 齿轮生成 (9)3. 3 41齿以上斜齿轮绘制 (10)3. 3.1斜齿轮基本曲线的轮廓绘制 (10)3.3.2 渐开线表达式建立与生成 (12)3.3.3 齿廓的生成 (14)3.3.4 单个轮齿的生成 (15)3.3.5 齿轮生成 (16)4 结束语 (17)谢辞 (18)参考文献 (19)1 绪论齿轮传动机构是在各种机械传动形式中应用最多的一种传动机构，它广泛应用于各种机器的传动装置中，齿轮又是齿轮传动机构中的核心零件,所以齿轮在机械传动中的作用非常重要。
基于UG的斜齿轮精确建模方法分析
Abstract： The importance of the rough setting in the simulation of the Mastercam is explained. The methods about the rough setting are collected. The object with the different methods, and the advantages and disadvantages are summarized. Key words： mastercam; the rough setting; the simulation;
L
端面曲线沿螺旋线进行沿 引导线扫掠或曲面已扫掠 来生成一个斜齿轮的轮齿， 然后利用环形阵列生成斜
πd1 πd
图 1 斜齿轮螺旋角
齿轮的精确模型 。 ［1-8］
在机械原理中，斜齿轮的螺旋角是指分度圆上螺旋
线的切线与轴线之间所夹的角度。由图 1 可以推出 ： ［10］
tanβ=π·d/L
（5）
L-螺旋线的导程；π·d-斜齿轮分度圆上的直径。
创建一条沿z轴方向的一条直线然后创建一个垂直于该直线的平面再创建一个与直线成20夹角的平面先在成20夹角的平面创建一个直径为20mm的圆把这个圆投影到与直线成20夹角的平面上然后分别将这两个圆沿直线扫掠结果发现这两个实体的直径是相等的这说明在ug中沿引导线扫掠要求剖面线?与引导线是垂直的如果?垂直那么首先将剖面线?投影到与引导线?垂直的平面上然后再扫掠这说明斜齿轮的轮齿生成?论是用端面齿廓还是法面齿廓沿引导线扫掠效果是一样的
分析，发现这些方法很多都不精确并且很多问题没有讨论，在此针对这些问题进行了分析。
关键词：精确建模；UG；参数化；扫掠
L
端面曲线沿螺旋线进行沿 引导线扫掠或曲面已扫掠 来生成一个斜齿轮的轮齿， 然后利用环形阵列生成斜
πd1 πd
图 1 斜齿轮螺旋角
齿轮的精确模型 。 ［1-8］
在机械原理中，斜齿轮的螺旋角是指分度圆上螺旋
线的切线与轴线之间所夹的角度。由图 1 可以推出 ： ［10］
tanβ=π·d/L
（5）
L-螺旋线的导程；π·d-斜齿轮分度圆上的直径。
创建一条沿z轴方向的一条直线然后创建一个垂直于该直线的平面再创建一个与直线成20夹角的平面先在成20夹角的平面创建一个直径为20mm的圆把这个圆投影到与直线成20夹角的平面上然后分别将这两个圆沿直线扫掠结果发现这两个实体的直径是相等的这说明在ug中沿引导线扫掠要求剖面线?与引导线是垂直的如果?垂直那么首先将剖面线?投影到与引导线?垂直的平面上然后再扫掠这说明斜齿轮的轮齿生成?论是用端面齿廓还是法面齿廓沿引导线扫掠效果是一样的
分析，发现这些方法很多都不精确并且很多问题没有讨论，在此针对这些问题进行了分析。
关键词：精确建模；UG；参数化；扫掠
基于UG二次开发的齿轮参数化精确建模方法研究
ｉ ｅ ｎｅ ｍｐｌ ｍｅ ｔｄ ｗｈｉｈ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｅ ａ ｉｇ ｔ ｏ ｔ ｃ ａ ｅ ｎ ｇ ｎ ｒ ｔｎ ｍｅｈ ｄ ｗｉ ＵＧ ｈ ＮＸ５０ ｓ ｃ ｎ ａ ｙ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔａ ｄ ＶＣ＋＋ ． Ｉ ’ ． ｅ ｏ ｄ ｅ ｅｏ ｒ ｎ ｎ ６０． ｓ ｔ
，
低 系数等参数即可 自动生成三维模型 。这样有利于提 高设计效 分为标准齿轮传动 ， 高度变位齿轮传动 ， 角度变位齿轮传动目 。考
ｋ 来稿 日期 ：０ ０ １－ ５ ★基金项 目： ２ １－ １ １ 广西工学院硕士基金（ 院科硕 ０ １２ ）高等学校特色专业建设点项 目资助 （ＳＺ ９ ） ６６８， Ｔ Ｉ０ ８
【 ｓｒ ｃ】Ｐｅ ｉ Ｄ ｍｏｅｉｇｏ ｙｉｄｉａ ｉｖｌｔ ｇ ａ ｃｕ ｅｏ ｏ ｉ ｉｇ ｈ ｌ ａ ｇ ａ Ｏ Ａｂｔａ ｔ ｒｃ ｅ ３ ｄ ｌ ｃ ｌ ｒ ｌ ｎ ｏ ｅ ｅｒｉ ｌｄ ｍ ｄ ｙｎ ｅｉ ｌ ｅｒＷ Ｓ ｓ ｎ ｆ ｎ ｃ ｕ ｎ ｆ ｆ ｃ
１０ ３ １０ ３
机 械 设计 ，０ ６２ （ ） １３ ． ２ ０ ，３ ３ ： － ３ ３
般优化设计 协 同优 化 设计
一
［］ ４ 张鄂． 现代优化设计理论与方法Ｅ ． ： Ｍ］ 北京 科学出版社 ， ０ ． ２ ７ ０
［ ］Ａ ｄｅ ＩｎＤＡ ｓ ｕａｉｎｍｏ ｅｆｒ ａａｉ ｌｎ ｉｇｉ ｇｒａｅ ５ ｎ ｒｗ Ｈ， ． ｉ ｌｔ ｄ ｌｏ ｐｃｔ ｐａ ｎｎ ｓ ａｃｎ ａ ｍ ｏ ｃ ｙ ｎｕ ｔ ｎｐ ｒ Ｋ］ ｏ ｕｅ ａｄｅ ｃ ｏ ｉ ｉ ｒ ｕｔｒ， ０ ５ ４：５ １２ ｒ ｓｏｔ Ｃ ｍｐ ｔ ｎ ｅｔ ｎｃ ｎａ ｉ ｌ ｅ ２ ０ ，７ — ０ ． ａ ［ ｒ ｌ ｒ ｓ ｇｃ ｕ ８ ［ ］ ｏ ｂ ｖ ． ｃｅｎｎ Ｗｅｄ ｕ ｉ Ｕ ｉｇｈ ＭｅａＭａｎ ｔ Ｍｅ ｏｙ ６ Ｄ ｕ ｏ ＡＡ Ｓ ｒｅｉｇ ｆ ｌ Ｑ Ｍｔ ｓ ｔｅ ｔ ｏ ｙ ｎ ｌ ｇｅｉ ｍ ｒ ｃ ［ Ｗｅ ｉ ｉ ｔ Ｗｏ ｄ １ ９ ， １３ ：９ ～ ９ ． ｎ ｌ ｎ ｎ ｈ ｒ ， ８４ （ ）１６ １９ ｄｇ ｅ ｌ ９
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低 系数等参数即可 自动生成三维模型 。这样有利于提 高设计效 分为标准齿轮传动 ， 高度变位齿轮传动 ， 角度变位齿轮传动目 。考
ｋ 来稿 日期 ：０ ０ １－ ５ ★基金项 目： ２ １－ １ １ 广西工学院硕士基金（ 院科硕 ０ １２ ）高等学校特色专业建设点项 目资助 （ＳＺ ９ ） ６６８， Ｔ Ｉ０ ８
【 ｓｒ ｃ】Ｐｅ ｉ Ｄ ｍｏｅｉｇｏ ｙｉｄｉａ ｉｖｌｔ ｇ ａ ｃｕ ｅｏ ｏ ｉ ｉｇ ｈ ｌ ａ ｇ ａ Ｏ Ａｂｔａ ｔ ｒｃ ｅ ３ ｄ ｌ ｃ ｌ ｒ ｌ ｎ ｏ ｅ ｅｒｉ ｌｄ ｍ ｄ ｙｎ ｅｉ ｌ ｅｒＷ Ｓ ｓ ｎ ｆ ｎ ｃ ｕ ｎ ｆ ｆ ｃ
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机 械 设计 ，０ ６２ （ ） １３ ． ２ ０ ，３ ３ ： － ３ ３
般优化设计 协 同优 化 设计
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［］ ４ 张鄂． 现代优化设计理论与方法Ｅ ． ： Ｍ］ 北京 科学出版社 ， ０ ． ２ ７ ０
［ ］Ａ ｄｅ ＩｎＤＡ ｓ ｕａｉｎｍｏ ｅｆｒ ａａｉ ｌｎ ｉｇｉ ｇｒａｅ ５ ｎ ｒｗ Ｈ， ． ｉ ｌｔ ｄ ｌｏ ｐｃｔ ｐａ ｎｎ ｓ ａｃｎ ａ ｍ ｏ ｃ ｙ ｎｕ ｔ ｎｐ ｒ Ｋ］ ｏ ｕｅ ａｄｅ ｃ ｏ ｉ ｉ ｒ ｕｔｒ， ０ ５ ４：５ １２ ｒ ｓｏｔ Ｃ ｍｐ ｔ ｎ ｅｔ ｎｃ ｎａ ｉ ｌ ｅ ２ ０ ，７ — ０ ． ａ ［ ｒ ｌ ｒ ｓ ｇｃ ｕ ８ ［ ］ ｏ ｂ ｖ ． ｃｅｎｎ Ｗｅｄ ｕ ｉ Ｕ ｉｇｈ ＭｅａＭａｎ ｔ Ｍｅ ｏｙ ６ Ｄ ｕ ｏ ＡＡ Ｓ ｒｅｉｇ ｆ ｌ Ｑ Ｍｔ ｓ ｔｅ ｔ ｏ ｙ ｎ ｌ ｇｅｉ ｍ ｒ ｃ ［ Ｗｅ ｉ ｉ ｔ Ｗｏ ｄ １ ９ ， １３ ：９ ～ ９ ． ｎ ｌ ｎ ｎ ｈ ｒ ， ８４ （ ）１６ １９ ｄｇ ｅ ｌ ９
基于UG的渐开线斜齿轮参数化精确造型设计
基于UG的渐开线斜齿轮参数化精确造型设计
李书平;于霞;徐梦廓
【期刊名称】《机械》
【年(卷),期】2009(036)011
【摘要】斜齿轮端面齿廓曲线包括渐开线、齿根过渡曲线、齿根圆弧和齿顶圆弧.为了实现齿轮完全参数化精确建模,必须精确描述齿槽各段曲线的参数方程,本文重点介绍了如何根据齿轮加工方式确定了齿槽的过渡曲线参数方程.为了实现各段曲线参数方程的连续性,根据齿轮的实际情况确定了各段曲线连接端点的取值范围.并通过UG软件的表达式功能实现规律曲线的绘制,绘制出端面齿廓的精确曲线,结合UG软件的相关特征操作实现斜齿轮的三维精确造型.
【总页数】4页(P24-26,29)
【作者】李书平;于霞;徐梦廓
【作者单位】广西工学院,广西,柳州,545006;广西工学院,广西,柳州,545006;广西工学院,广西,柳州,545006
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
【相关文献】
1.基于UG的渐开线直齿圆柱齿轮参数化精确造型设计 [J], 祝林;李小明
2.基于Pro/E
3.0渐开线斜齿轮的参数化造型设计 [J], 黄朝斌;刚建明;冯定;谢光伟
3.渐开线蜗轮在UG中的精确参数化造型设计 [J], 颜科红;殷蕾
4.UG中渐开线斜齿轮的全参数化精确建模 [J], 邵家云;任丰兰
5.基于UG的渐开线斜齿轮参数化设计研究 [J], 徐丽娜
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基于UGH的齿轮精确三维参数化建模技术
（ ６ 。 ｔ ］÷ ， “ ｋ ； 入“ｎｅｔ 菜单 ， ３０ Ｘ ） ２按 ｏ ”进 Ｉｓｒ ” 选择 “ ｕｖ ” 选 Ｃ ｒｅ ，
日益紧密 ， 同时 Ｃ Ｍ 的技 术发展 对 Ｃ Ｄ提 出新 要求 。有些 Ａ Ａ Ｃ Ｄ的设 计软件本 身就生成 输出加工系统所能识别 的加工代 Ａ 码 ， 加工精度直接 由 Ｃ Ｄ的设计精度来保证 。现代加 工方 其 Ａ 法 日新月异 ， 快速 成型技 术 、 精密铸 造成 型技 术也 对 Ｃ Ｄ软 Ａ 件所设计 的模 型精度提 出更高 的要求 。笔 者对用 Ｕ Ｎ ２三 ＧＸ 维设计 软件进 行齿轮精确设计提 出一些方法。
齿轮的几何尺寸计算公式如表 １ 示… 。 所 表 １ 标准直齿轮 的几何尺寸计算公式
ｔ按“ ｋ ； ， ｏ ” 确认 函数 ， … ｋ ； 次定 义 ｌ坐标 方程 ， 择 按 ｏ 其 ， 选 “ ｙＥ ｕ ｔｎ ， Ｂ ｑ ａ ｏ ” 弹出“ ａ ｕｖ” ｉ Ｌｗ Ｃ ｒｅ 对话框 。 确认变量 ｔ按… ｋ ； ， ｏ
确认函数 Ｙ， … ｋ ； ｔ 按 ｏ 然后定义 ｚ坐标方 程 ， 择 “ ｏ ｔｎ” 选 Ｃ ｎ ａｔ ， ｓ
弹 出“ ｗ Ｃ ｎｒ ｌ ” ａ Ｌ ｏｔ ｌ ｄ 对话框 。 ｏｅ 输人 ０值 （ 保证 渐 开线 在 —ｙ
平面 内）按 …ｋ ； ， ｏ 弹出“ ａ ｕｖ ” ＬｗＣ ｒｅ 对话框 ， “ ｋ ， 按 ｏ ” 完成渐开
＝ ｒ ｘ（ｉｕ 一 × ｏｕ ｂ ｓ ｎ ｃｓ ）
部分 的渐开线 ， 渐开线段 Ａ Ｂ。使用命令 “ ｒ ｕｖ’ Ｔｉ Ｃ ｒｅ 。 ｍ （ ）以渐开线为边界 修剪掉分度 圆左侧 部分 。使用命令 ５
纪 小辉 ， 陈 彤
（ 西安工业大学 光电学 院， 陕西 西安 ７ ０ ３ ） １０ ２
日益紧密 ， 同时 Ｃ Ｍ 的技 术发展 对 Ｃ Ｄ提 出新 要求 。有些 Ａ Ａ Ｃ Ｄ的设 计软件本 身就生成 输出加工系统所能识别 的加工代 Ａ 码 ， 加工精度直接 由 Ｃ Ｄ的设计精度来保证 。现代加 工方 其 Ａ 法 日新月异 ， 快速 成型技 术 、 精密铸 造成 型技 术也 对 Ｃ Ｄ软 Ａ 件所设计 的模 型精度提 出更高 的要求 。笔 者对用 Ｕ Ｎ ２三 ＧＸ 维设计 软件进 行齿轮精确设计提 出一些方法。
齿轮的几何尺寸计算公式如表 １ 示… 。 所 表 １ 标准直齿轮 的几何尺寸计算公式
ｔ按“ ｋ ； ， ｏ ” 确认 函数 ， … ｋ ； 次定 义 ｌ坐标 方程 ， 择 按 ｏ 其 ， 选 “ ｙＥ ｕ ｔｎ ， Ｂ ｑ ａ ｏ ” 弹出“ ａ ｕｖ” ｉ Ｌｗ Ｃ ｒｅ 对话框 。 确认变量 ｔ按… ｋ ； ， ｏ
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弹 出“ ｗ Ｃ ｎｒ ｌ ” ａ Ｌ ｏｔ ｌ ｄ 对话框 。 ｏｅ 输人 ０值 （ 保证 渐 开线 在 —ｙ
平面 内）按 …ｋ ； ， ｏ 弹出“ ａ ｕｖ ” ＬｗＣ ｒｅ 对话框 ， “ ｋ ， 按 ｏ ” 完成渐开
＝ ｒ ｘ（ｉｕ 一 × ｏｕ ｂ ｓ ｎ ｃｓ ）
部分 的渐开线 ， 渐开线段 Ａ Ｂ。使用命令 “ ｒ ｕｖ’ Ｔｉ Ｃ ｒｅ 。 ｍ （ ）以渐开线为边界 修剪掉分度 圆左侧 部分 。使用命令 ５
纪 小辉 ， 陈 彤
（ 西安工业大学 光电学 院， 陕西 西安 ７ ０ ３ ） １０ ２
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［8］ 具， 输入渐开线表达式 ：
工具技术
图 , 所示的端面齿形轮廓线。
图!
端面齿形轮廓线
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图% 扫描曲面
! 8 " 单个轮齿的生成 将坐标沿 & 轴移动 B+， 绘制一个方块实体 （见 图 C） ， 其 & 轴方向长度等于齿宽 ’ 。用生成的齿面 对其进行剪切， 即可得到斜齿轮的单个轮齿实体 （见 图 D） 。由于法面与端面相交 （见图 :） ， 因此如从原 始坐标原点开始绘制方块实体， 则扫描得到的单齿 面未穿过该方块的两个对面， 就无法完成剪切操作。
图# 法面齿形轮廓线
! 轮齿实体的三维造型
将法面轮廓线沿螺旋引导线进行扫描， 即可生 成斜齿轮的轮廓曲面。以该轮廓曲面为边界对实体 进行裁剪操作， 获得的剩余实体即为被设计的轮齿 实体。 ! 8 $ 法面轮廓线的扫描 旋转坐标到原始位置。选用 ;< 中的自由曲面 扫描 （ =>$?/） 方式， 在对象窗口内依次选择三条引导 线， 然后选取法面齿形轮廓线， 在对齐方式中选择弧 长对齐 （ @&’ 2$.%/A） ， 即可得到图 3 所示的扫描曲 面。 万方数据
? 引言
计算机辅助造型技术已在产品设计、 工程分析、 快速 成 型 等 技 术 领 域 获 得 了 广 泛 应 用。在 应 用 制造齿轮产品时， 齿轮的三维 IJB K IJL 技术设计、 实体造型是一个亟需解决的技术难题， 如齿轮造型 精度不高， 将直接影响有限元分析、 虚拟样机设计的 仿真结果， 并影响到齿轮产品的 IJL 制造精度。目 前， 对工程中最常用的渐开线圆柱直齿轮的三维造 型理论与方法已进行了大量研究， 并取得了较为成 熟的研究成果 （如基于 () 软件的 $ 种生成方法 、 ［#］ 基于 IJMJ 软件的生成方法 等） 。对于结构更为 复杂的斜齿轮， 由于其齿面为螺旋渐开线齿廓曲面， 因此三维造型难度更大， 目前主要采用二次开发法 和加工模拟法来实现其造型 （如基于 J+=2IJB 软件 ［$］ ［O］ 的造型方法 、 基于 *28.? N?05 软件的造型方法 等） 。其中， 二次开发法对设计人员技术水平要求较 高， 造型过程烦琐， 适用范围也受到一定限制； 加工
#&&$ 年第 $’ 卷 Q#
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基于 "# 的斜齿轮三维参数化 设计方法— — —扫描成型法
孙江宏摘姚文席 Nhomakorabea吴平良
北京机械工业学院
要： 提出一种斜齿轮三维参数化通用设计方法— — —扫描成型法。该方法利用 () 软件的相关功能， 生成斜 齿轮的端面和法面轮廓线， 并沿螺旋线扫描获得斜齿轮廓面； 通过对造型实体进行裁剪操作生成单个轮齿， 然后通 过布尔运算获得完整轮齿， 最终实现对斜齿轮的计算机辅助三维实体造型。 关键词： 斜齿轮， () 软件， 参数化设计， 三维造型， 扫描成型法， 表达式工具
收稿日期： #&&# 年 ’ 月
［!］
模拟法需要模拟刀具和轮坯两个模型的范成运动并 进行全程布尔运算， 生成的文件较大， 设计周期较 长。 在采用 IJB K IJL K IJN 集成化软件 () 进行斜 齿轮设计的过程中， 我们将 () 的三维参数化造型、 表达式处理、 自由曲面扫描等功能有机结合起来， 提 出一种通用的斜齿轮三维设计方法— — —扫描成型 法。该方法首先求得斜齿轮的端面轮廓线， 然后通 过投影关系获得其法面轮廓线； 将法面轮廓线沿螺 旋线扫描获得斜齿轮廓面， 然后利用该廓面对造型 实体进行裁剪操作以生成单个轮齿， 并通过布尔运 算最终获得斜齿轮的完整轮齿。实际应用表明， 扫 描成型法的设计精度和设计效率较高， 操作简便。 本文介绍应用该方法进行斜齿轮设计造型的主要步 骤， 包括端面轮齿轮廓线的精确绘制、 端面与法面轮 廓线的关系、 螺旋线的生成、 单个轮齿与完整轮齿的 生成等。
@
@D?
轮廓线与螺旋线的生成
端面轮廓线的生成
! 结论
（!） 金刚石圆锯片以等角速度 ! 作顺时针或逆 时针旋转、 同时以匀速 ! " 作进给运动时， 单颗金刚
万方数据 石磨粒切削面积的计算公式相同。
（#） 金刚石磨粒的切削面积与前一颗金刚石磨 粒所夹圆心角成正比， 与进给速度成正比， 与锯切深 度成正比， 与金刚石圆锯片的转速成反比。
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图) 斜齿轮的整体轮齿实体 图( 绘制齿根圆柱
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工具技术
锉刀柄部六方锥形体辊锻模具型面的 "# 共轭造型
吴能章