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基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化设计L概述：-UG简介-渐开线圆柱齿轮参数化设计要求2.UG的参数化设计方法-设计流程-步骤描述3.制作齿轮模型-使用UG构建模型-模型质量检验4.参数化设计分析-结构优化-加工工艺5.实例分析-模型仿真与装配-动力学分析6.结论・总结・改进建议概述：UG是通用的开放式CAD/CAM软件系统，既可以让设计师设计和制作3D数字模型，也可以驱动机械设备在CNC 机床上实现物料加工。
UG的参数化设计方法可以使用数学模型快速参数化计算出齿轮的参数，相关参数如果在设计模型中有变化，将会对CAD/CAM模型和实际装配产品产生影响。
本文将重点讨论基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化设计。
第一部分将介绍UG简介以及渐开线圆柱齿轮参数化设计要求，第二部分将介绍UG的参数化设计方法和流程，第三部分介绍利用UG如何制作渐开线圆柱齿轮模型，第四部分将重点讨论渐开线圆柱齿轮参数化设计分析过程，第五部分将介绍一个实例分析，最后总结并提出本研究的改进建议。
UG参数化设计是一种可控的、高效的、动态的设计方法。
参数化设计的初衷是以数学模型来描述零件的参数，该模型可以以某种方式表达零件的结构和材料特性，这样可以使参数受限的零件轻松实现定制化的设计和生产。
在UG的参数化设计流程中，先定义完成零件的基本参数，然后根据所需要实现的功能，使用UG特有的参数化技术来制定零件的参数，最后实现零件的制作。
在UG的参数化设计中，渐开线圆柱齿轮是一种典型的参数化零件，因为它有多个参数，如压力角、齿顶弦宽度、齿厚、齿深、模数等等，而且这些参数互相影响，设计者需要根据这些参数的关系来理解并控制他们的变化，从而实现合理的设计。
本文将介绍如何使用UG技术快速设计渐开线圆柱齿轮，同时还将阐明模型参数的变化如何影响模型的质量和装配的结果。
UG的参数化设计方法主要包括设计流程和步骤描述。
设计流程由以下几个部分组成：1）了解用户要求：首先，需要仔细研究用户对齿轮精度、工作环境等的要求，得出最适合的参数设置方案。
渐开线直齿圆柱齿轮表达式t=0 ug规律曲线系统变量（01t≤≤）m=3 齿轮模数z=79 齿轮齿数a=20 压力角x=0 变位系数d=m*z 分度圆直径d0=m*z*cos(a) 基圆直径h_cg=1.25*(1+x)*m 齿根高h_cd=(1+x)*m 齿顶高d_cgy=d-2*h-cg 齿根圆直径d_cdy=d+2*h_cd 齿顶圆直径s=90*t 渐开线展角范围（0,90）xt=(d0/2)*cos(s)+ (d0/2)*rad(s)*sin(s) 渐开线方程yt=(d0/2)*sin(s)- (d0/2)*rad(s)*cos(s) 渐开线方程zt=0t_c=m*pi()/2+2*m*x*tan(a) 齿厚a_bc=t_c*180/(m*z*pi()) 半齿厚对应的圆心角a_jj=180*sqrt((d/2)*(d/2)-(d0/2)* (d0/2))/(pi()*(d0/2))-a 分度圆与渐开线的交点与坐标原点的连线与正x方向夹角a_bcj=a_bc+a_jj 分度圆上半齿与渐开线的交点与坐标原点的连线与正x方向夹角h_cl=60 齿轮高度h_p=2 辅助参数渐开线斜齿圆柱齿轮t=0 ug规律曲线系统变量（01t≤≤）b=8.10944 螺旋角an=20 法向压力角a=arctan(tan(a)/cos(b)) 齿轮端面压力角mn=3 齿轮法向模量m=mn/cos(b) 齿轮端面模量x=0 变位系数z=79 齿数lj=pi()*m*z*/tan(b) 螺距d=m*z 分度圆直径d0=m*z*cos(a) 基圆直径h_cg=1.25*(1+x)*m 齿根高h_cd=(1+x)*m 齿顶高d_cgy=d-2*h_cg 齿根分度圆d_cdy=d+2*h-cd 齿顶分度圆s=90*t 渐开线展开角范围（0,90）xt=(d0/2)*cos(s)+(d0/2)*rad(s)*sin(s) 渐开线方程yt=(d0/2)*sin(s)- (d0/2)*rad(s)*cos(s) 渐开线方程zt=0h_cl=60 齿轮高度渐开线锥齿轮t=0 ug规律曲线系统变量（01t≤≤）m=5 齿轮大端面模数z=38 齿轮齿数a=20 压力角x=0 变位系数d=m*z 分度圆直径d0=m*z*cos(a) 基圆直径h_cg=1.25*(1+x)*m 齿根高h_cd=(1+x)*m 齿顶高d_cgy=d-2*h_cg 齿根圆直径d_cdy=d+2*h_cd 齿顶圆直径s=90*t 渐开线展开范围xt=(d0/2)*cos(s)+(d0/2)*rad(s)*sin(s) 渐开线方程yt=(d0/2)*sin(s)-(d0/2)*rad(s0)*cos(s) 渐开线方程zt=0h_cl=50 齿轮高度m=4 蜗杆模数z=4 蜗杆头数a=20 压力角ha=1 齿顶高系数c=0.2 顶隙系数b=21.8 导程角d=40 分度圆直径h_cg=(ha+c)*m 齿根高h_cd=ha*m 齿顶高d_cgy=d-2*h_cg 齿根圆直径d_cdy=d+2*h_cd 齿顶高直径px=pi()*m 齿距lj=px*z 蜗杆导程m=8 蜗轮模数z=37 蜗轮齿数a=0 渐开线起始角b=45 渐开线终止角cc=20 压力角e=14.25 导程角r=m*z*cos(cc)/2 渐开线向径t=0.001 精度控制参数s=a+t(b-a) 角度增量xt=r*cos(s)+r*rad(s)*sin(s) 渐开线上点x的坐标yt=r*sin(s)-r*rad(s)*cos(s) 渐开线上点y的坐标zt=0 渐开线上点z的坐标d=m*z 分度圆直径ha=1 齿顶高系数c=0.2 顶隙系数h_cg=(ha+c)*m 齿根高h_cd=ha*m 齿顶高d_cgy=d-2*h-cg 齿根圆直径d-cdy=d+2*h-cd 齿顶圆（喉圆）直径px=pi()*m 齿距lj=px*z 蜗杆导程aa=180 蜗轮蜗杆中心距d_wj=324 蜗轮顶圆直径h_wl=60 蜗轮宽深沟球轴承内外圈da=180 轴承外径d=100 轴承内径d4=(da-d)/3 轴承滚动体半径d1=d+(da-d)/3 临时变量d2=da-(da-d)/3 临时变量d3=da-(da-d)/2 临时变量rs=2.1 倒角半径h=34 轴承宽度z=ceiling((pi()*d3)/(1.5*d4)) 轴承滚动体个数深沟球轴承保持架da=180 轴承外径d=100 轴承内径d_pin=6 轴承保持架销子直径h_pin=4 轴承保持架厚度r_qiu=(da-d)/5.5 轴承滚动球半径rs=2.1 倒角半径w=34 轴承宽度z=10 轴承滚动体个数a=(da-d)/2 临时变量b=(da+d)/2 临时变量。
在UG中绘制直齿圆柱齿轮的步骤1．打开渐开线齿形文件chixing，另存为zhichiyuanzhuchilun。
2．单击特征工具栏【拉伸】|在弹出的对话框中，默认矢量为Z轴，输入开始距离0、结束距离42，布尔无，拔模无，偏置无，选择齿形（相连曲线），结果如图1所示。
图1 图23．单击【圆柱】工具，类型选择【轴，直径和高度】，矢量为Z轴，指定点为（0，0，0），直径为df，高度为42，布尔求和，确定，结果如图2所示。
4．单击菜单【插入】|【关联复制】|【实例特征】（或单击【特征操作】工具栏中的【实例特征】），在弹出的对话框中选择【圆形阵列】，选择对象为齿，在【实例】对话框中数字栏输入28或z，角度输入360/28或360/z，确定后选择【点和方向】，方向选择ZC轴、点为（0，0，0），阵列的结果如图3所示。
图3 图45．单击【圆柱】，类型选择【轴，直径和高度】，指定矢量为-Z轴，指定点为（0，0，42），直径132，高度14，布尔求差，单击应用。
重复操作，指定矢量Z轴，指定点为（0,0,0），直径132，高度14，布尔求差，单击确定，结果如图4所示。
6．单击【圆柱】工具，类型选择【轴，直径和高度】，指定矢量为Z轴，指定点为（0，0，-6），直径为50，高度为54，布尔求和，单击确定，结果如图5所示。
7．单击【孔】工具，类型选择【常规孔】，指定点捕捉圆柱中心，孔方向默认垂直于面，直径30，深度54，默认尖角118，布尔求差，单击确定，结果如图6所示。
图5 图68．单击【长方体】工具，类型选择【两个对角点】，第一点为（-4，0，-6），第二点为（4，18.5，48），布尔求差，确定后结果如图7所示。
9．单击【圆柱】工具，类型选择【轴，直径和高度】，指定矢量为Z轴，指定点为（0，-45，0），直径为20，高度为54，布尔求差，单击确定，结果如图8所示。
图7 图810．单击菜单【插入】|【关联复制】|【实例特征】（或单击【特征操作】工具栏中的【实例特征】），在弹出的对话框中选择【圆形阵列】，选择直径为20的圆孔，在【实例】对话框中数字栏输入5，角度输入360/5，确定后选择【点和方向】，方向选择ZC轴、点为（0，0，0），阵列的结果如图9所示。
UG NX6.0齿轮绘制邢台职业技术学院 高利军UG NX6.0创建齿轮主要思路： 第一步：创建渐开线表达式。
在下拉菜单下，选择命令，弹出表达式对话框，来创建渐开线表达式。
第二步：绘制齿缺截面。
利用命令创建空间渐开线，为了方便操作需对空间渐开线投影，将其投影至草绘平面，再绘制齿缺截面。
第三步：拉伸齿缺轮廓。
拉伸齿缺截面得到齿缺轮廓，最后关联复制—实例特征—圆形阵列得到全齿特征。
渐开线直齿圆柱齿轮参数为：模数=4，齿数24，压力角20°，齿轮厚度35，孔径45，键槽14*3.8。
创建过程1. 齿轮参数的计算：分度圆直径：96244=⨯齿顶圆直径：()1042244=+⨯ 齿根圆直径：()865.2244=-⨯ 基圆直径：()2.9020cos 244=︒⨯⨯分度圆齿槽角：5.7224360=÷÷ 2. 渐开线数学方程参数化3. 渐开线的数学方程：x=r(cos θ+θ*sin θ)；y=r(sin θ-θ*cos θ)。
因为渐开线的基圆半径r 为45.1，设展开角度θ用theta 标示（仅仅为了在UG 中好输入），展开角范围为︒0至︒60，则UG 表达式为： ︒=0a︒=60b 0.73224 r=45.1 4.75501t=0(变量，初始值为0，定义域[0,1])u=(1-t)*a+t*bxt=r*cos(u)+r*rad(u)*sin(u)yt=r*sin(u)- r*rad(u)*cos(u)zt=04.新建文件，命名，确定保存位置。
5.绘制齿轮毛坯：拉伸—草绘（圆角、倒角等按《齿轮设计手册》要求绘制）。
6.输入渐开线表达式，在下拉菜单下，选择命令，弹出表达式对话框，来创建渐开线表达式。
（注意：下图在输入常量和变量时，要选择相应的数据类型）7.输入表达式，打开“工具”中的“表达式”，逐项录入，注意数据类型选择。
a=0︒=60b︒r=45.1t=0 (注：变量，初始值为0，定义域[0,1])u=(1-t)*a+t*bxt=r*cos(u)+r*rad(u)*sin(u)yt=r*sin(u)- r*rad(u)*cos(u)zt=08.绘制渐开线，通过“规律曲线”确认xt;yt;zt继续执行关于t和yt定义zt定义利用“点构造器”确定渐开线基圆中心，将其放置在齿轮毛坯草绘面上，圆心为齿顶圆圆心。
UG直齿圆柱齿轮建模1、建立文件名【zcl】2、绘制草图在XC-YC平面上绘制草图，如图1所示。
图1 图23、回转，图24、绘制草图2在YC-ZC平面上绘制草图，图3，形状尺寸是有了，但是有的位置尺寸没有标出，自己具体定吧。
图35、拉伸、阵列后，图4筋板拉伸后，拔模，拔模参数：【从截面不对称—多个—14】，图46、输入表达式打开“工具”中的“表达式”，逐项录入，注意单位选择。
a=0 (角度)ap=20 (角度)b=360 (角度)t=1 （恒定）即常数s=(1-t)*a+t*b (角度)m=5 (mm)z=99 （恒定）r=z*m*cos(ap) (mm)xt=0 (mm)yt=r*cos(s)+r*rad(s)*sin(s) (mm)zt=r*sin(s)-r*rad(s)*cos(s) (mm)图57、绘制草图3分绘出齿轮的齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆。
用公式驱动，如图6用公式驱动直径齿顶圆d1=z*m+2*m分度圆d2=z*m齿根圆d3=z*m-2.5*m基圆d4=z*m*cos(ap)图68、绘制渐开线通过“规律曲线”定义xt;yt;zt，单击【规律曲线】图标，出现图7-a所示对话框。
一直点击【确定】按钮，直至弹出【规律曲线】窗口，图8所示。
a b c图7单击“点构造器”，弹出图9窗口，确定渐开线基圆中心坐标（0，0，0），再单击确定，如图10所示。
图8 图9 图109、创建直线通过【直线】命令（而不是【基本曲线】里面的直线命令），创建一条将渐开线与分度圆的交点和基圆的圆心连接成直线1，图11图11 图12以直线1为旋转对象，在“基圆”所在的平面内旋转，“编辑”/“移动对象”顺时针绕【基准轴Z】旋转“360/4z”度，得直线2，图12。
对360/4Z的理解，中径线处，一个齿槽宽对应的圆心角是360/2Z，那么二分之一齿槽宽对应的圆心角便是360/4Z.以直线2做为旋转轴，将渐开线旋转180°，如图13图1310 修剪曲线调用【修剪曲线】命令，由于齿数99>41，所以齿根圆直径大于基圆直径，在基圆内没有渐开线，修剪结果如图14所示。
67.244.99 6.6658417
步骤：分度圆直径d1
齿顶圆直径da
齿根圆直径df 渐开线镜像中心线偏转角度β（°）1.拉伸直径为da的齿顶圆柱体。
2.画渐开线：
在“工具”→“表达式”对话框中输入以下表达式：
m="赋值" ；
z1="赋值" ；
d1=m*z1 ；
r=d1*cos(20)/2 ；
t=1 ；
xt=r*cos( 90*t )+pi()/2*t*r*sin( 90*t ) ；
yt=r*sin(90*t)-pi()/2*t*r*cos(90*t) ；
zt=0 ；
点击确定退出表达式对话框，选择“规律曲线”→“根据方程”，绘制渐开线。
3.绘制齿槽轮廓线：
在渐开线所在的平面上创建草图，进入草图环境；用“投影曲线”命令把渐开线投影到草图上；以原点为圆心画直径为d1的分度圆，并转换至参考对象，分度圆与渐开线的交点为A；以原点和A点创建一直线l，并转换至参考对象；以原点为旋转中心，旋转角度为-β，旋转直线l，得镜像中心线l'；以l'为镜像中心线，镜像所投影的渐开线，得到齿槽的渐开线轮廓；继续绘制齿根圆和齿顶圆，并修剪得到整个齿槽的轮廓线；退出草图环境。
4.拉伸齿槽轮廓线，并与齿顶圆柱体布尔求差。
5.用“实例特征”命令圆形阵列上述步骤4拉伸特征，阵列基准为z轴，阵列数字为z1,阵列角度为360/z1。
完成齿轮的绘制。
UG齿轮画法。
