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[分享] UG齿轮画法

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发表于 2013-11-25 15:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
[p=246, null, left]表达式

123456789.jpg + v: M8 T! E5 L$ C4 }3 y' b3 g. `
# c( I6 y& u& y2 j0 P: _
1. 123456789.jpg
! i& U1 m( m* ?9 ^! o7 e) S: e2. 123456789.jpg
) o) F; r0 f" c! f; K3. 123456789.jpg 0 h$ K. v( {4 J2 _! N) x  E7 d
4. 123456789.jpg ! A' H* k1 |1 w0 ^$ ]8 t
5. 123456789.jpg . ^8 J. _2 ]" G* V8 L
6. 123456789.jpg
) r) h2 g" }" g) f; Q6 O3 [; q7. 123456789.jpg
' b) L6 `! ?9 v% I1 I, N" |8. 123456789.jpg
* J" K$ o  g* t: x. A' f( U9. 123456789.jpg
; S) C  ~0 l8 a1 g% G10. 123456789.jpg   A6 \) B8 S( @$ r
11. 123456789.jpg # \& K- c* m/ ]1 C* ]
12. 123456789.jpg , t9 I4 g! G2 H! y. K
13. 123456789.jpg 5 ]* g2 U$ b1 U
14. 123456789.jpg ! K( X2 D" i. o2 @% u  P3 g4 ?- ?
15. 123456789.jpg
4 i; K$ |+ k2 z) d  Z* i1 b* z" G16. 123456789.jpg
7 }  W. X7 k4 g( P) p+ B# S17. 123456789.jpg
8 c2 T" w$ s5 V+ r3 h. I5 F# z6 H* p
123456789.jpg , A. {7 }6 T' G8 K, N- y
3 s9 G1 D, B4 }2 P; l7 I5 e+ Z
18. 123456789.jpg
% k: i( z2 i2 @' Y19. 123456789.jpg
& C% q7 x2 m( c" I[p=232, null, left]

+ D) \6 R7 J' |2 a6 g# S1 m3 P% w9 i) h
[p=232, null, left]


' k: B& o6 u4 O5 @5 `- C0 F. |3 l[p=232, null, left]渐开线直齿轮创建


5 c0 R) n& s7 t6 p% T+ e7 _* ]
. k% i' R% I7 W0 P[p=164, null, left]首先通过已知条件确定齿轮的

[p=164, null, left]z

[p=164, null, left]

[p=164, null, left]m

[p=164, null, left]

[p=164, null, left]a

[p=164, null, left]

[p=164, null, left]b

[p=164, null, left]的大小,

[p=164, null, left]例如有一齿轮的基本参数为:

[p=164, null, left]齿数

[p=164, null, left]z=22

[p=164, null, left],模数

[p=164, null, left]m=2.5

[p=164, null, left],压力角

[p=164, null, left]alpha=20

[p=164, null, left]°,齿宽

[p=164, null, left]b=36

[p=164, null, left]


6 m) G9 h: J2 P% H9 f" _1 S# ~[p=205, null, left]ug

[p=205, null, left]环境下齿轮的参数化三维建模

  s7 i0 W/ u9 p+ I- ~
[p=195, null, left]1

[p=195, null, left]

[p=195, null, left]UG

[p=195, null, left]环境下渐开线直齿圆柱齿轮的三维造型原理


* h5 w* r6 ?$ P0 `[p=143, null, left]

[p=143, null, left]1   

[p=143, null, left]行星轮参数列表

/ U( M* Q& {5 ~( i- p+ c& D
5 x3 r0 ?4 G1 I% D% S; _

! L( v+ ^0 ~. H% D4 ^1 H4 i$ y1 W, h

3 y  \6 K/ N: S* r9 [8 R4 H3 N' k/ s3 T+ I5 g
[p=164, null, left]渐开线直齿圆柱齿轮建模前的参数如表

[p=164, null, left]1

[p=164, null, left]所示


0 |- u  B: X$ u* Z- N[p=164, null, left]

[p=164, null, left]UG

[p=164, null, left]环境下的齿轮建模方法有很多种,这里根据齿轮的有关参数生成齿轮的毛

[p=164, null, left]胚和齿槽轮廓,

[p=164, null, left]再将齿槽轮廓自由拉生成三维实体相当于生成了一把加工齿轮的

[p=164, null, left]刀具,再用齿坯减去该实体从而生成齿形。

[p=164, null, left]UG

[p=164, null, left]环境下渐开线斜齿轮建模的具体

[p=164, null, left]步骤如下:

3 |8 o- H* @3 `% T
[p=164, null, left]模数

5 H, J" D( s( J( |6 `
[p=164, null, left]齿数

6 L" o1 n$ ~' R3 G  ?5 X+ |9 `

8 y) J. [& L: q3 V3 X
' t$ T! n3 H2 I& _: Q+ O6 W
, W% ?: W$ B# H+ q: d/ ]% J# N& R/ S( ~# G
[p=164, null, left]压力角

# a; }0 P- M" P* [# M
! P& X- I0 G2 H7 [' \
2 m$ k5 C- i2 G, ~  A. a$ t
7 q8 P( a1 ^! i! B0 ]) b, F! Z0 U! j1 M
" O3 d, ^1 r0 x, D0 v8 G' r

, e& W2 G& d. Q[p=164, null, left]齿宽


# W4 j7 S% a5 r5 J/ L/ K. y" j; b) q. J: |" p( J# p) i' n

3 W2 f$ }, A, f9 R# a3 S% q8 M6 o2 v. n. m8 R( C/ F9 m

6 v1 `$ l- N+ \7 ~
) j+ E1 f: d) A9 |% q! o2 W7 d. }8 l- I4 Q
' D" v8 O3 T5 ?5 b4 d
[p=154, null, left]m=2.5

0 v/ {# h" ?: l0 V. @* Y( b

7 E( ^9 j* A9 q  |& T# b' d+ s2 L( h# `! r+ V- ]

% N/ l6 H$ y) v6 L$ U2 P, V6 n1 \# h% o2 g

6 Z0 ]' r5 w( V) k/ j8 r# c' K; `

: p' j, C, I- H( O' e[p=154, null, left]z=22

. u4 g- x. }2 n4 [: s) N
4 m* @/ E4 X1 q+ e  Z. a3 U, l2 H; t

0 R1 u4 Q3 B5 l9 O0 ~! M' Z) ^# ]$ M0 ]* {1 C3 x8 w9 T
/ i5 c! X+ G( h9 I" R3 K: c- n/ i
[p=154, null, left]alpha=20

[p=154, null, left]°


0 G* m# K2 p# l$ K9 v* W3 O& a5 O" K; ]5 V5 k( G

: h( u) x7 F  ], K- h3 y1 P% N. o( z* Z1 d

, I5 a/ B7 R" ^3 t* z; f
- t2 Q5 C2 {2 B$ Z+ }, K7 r
& ^) O; t- k1 R4 V( m# A- F& s! |% X9 [0 v& }# f
[p=154, null, left]b=36

  a0 H  y% j$ X  u
7 ]- L3 d* v; x9 \, a1 A

/ E) J' R. M5 A3 d+ _+ }5 D4 Z4 P+ a% T' q/ E! @0 n

+ `' H% I# R6 j$ k1 {5 [$ z: D
9 l  V7 C3 a, C  q% H" [0 i5 ^- K
5 @/ m4 }$ s! @) r) C6 E9 {6 j; G
[p=164, null, left](1)

[p=164, null, left]根据齿轮参数和渐开线方程构造齿轮的端面渐开线齿槽轮廓。

0 a7 a! a; P5 Y" B; o1 y
[p=164, null, left](2)

[p=164, null, left]按照齿顶圆直径和齿轮厚度建立齿坯实体。

9 s; i' o5 S8 I$ q; H$ t$ z* O
[p=164, null, left](3)

[p=164, null, left]将端面齿廓轴向拉伸出齿槽实体,即相当于生成了一把加工齿轮的刀具。


, f# a# l# L+ M. O0 i* P[p=164, null, left](4)

[p=164, null, left]使用布尔差操作从齿坯实体中切去齿槽,

[p=164, null, left]即可得到该渐开线直齿轮的齿槽轮

[p=164, null, left]廓。

1 |  d9 o5 N$ x0 ^  d3 ^
[p=164, null, left](5)

[p=164, null, left]将生成的齿轮实体以齿坯轴线为中心按齿数进行圆周阵列,

[p=164, null, left]即得到该渐开线

[p=164, null, left]直齿轮的三维模型。

7 P* Z: W1 _2 m. H( Y
[p=195, null, left]2

[p=195, null, left]、渐开线直齿圆柱齿轮轮齿三维成型方法


5 K6 m, k: B% _; V$ D# r[p=164, null, left]渐开线直齿轮轮齿成型的基本的思路是:

7 H) J' k6 R7 K7 d
[p=164, null, left](1)

[p=164, null, left]构造端面渐开线曲线,并通过镜像等操作构造端面齿槽轮廓;


+ Q& h5 F- U5 _) v0 f5 S+ n[p=164, null, left](2)

[p=164, null, left]使用

[p=164, null, left]UG[

[p=164, null, left]拉伸

[p=164, null, left]]

[p=164, null, left]命令并运用布尔差操作得到齿轮实体。


8 o* P7 l$ D. K; M0 H[p=195, null, left]3

[p=195, null, left]、端面渐开线的绘制


. F7 g0 I  o0 ^$ M  F( C9 ~6 d. q[p=164, null, left]根据渐开线的形成原理可知渐开线的极坐标方程为:


# A$ H  b/ o  e. x1 K* o/ @! F" C8 P7 V$ d
3 [' F- [2 G7 U6 _
! r' f6 N% A, d' n3 H; o
( w* m( g  K0 P3 [6 x: l/ X  X
9 Q! X0 z- `$ P3 ?" b( `4 Y! n
  ]$ C2 r. p; J. c
[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

[p=148, null, left]

k

k

k

k

k

[p=148, null, left]inv

[p=171, null, left]

[p=171, null, left]

[p=171, null, left]

[p=171, null, left]

[p=171, null, left]

[p=148, null, left]tan

[p=148, null, left]cos

[p=148, null, left]r

[p=148, null, left]r

b

k

$ S' X7 {* F( C+ N
' |& S# e0 _+ ?" W

. E) x' |- ~, |- \) T) J6 L/ R) t. x, s! x
' O# s& _% f" r# M/ z! e3 V

9 o. E. v, V2 M* \, Z9 W" v+ g- i0 M9 w4 `1 e0 Z) b( H
1 o! F+ f# c: g% F
5 y3 N$ i1 R, L6 `
8 ~6 C- i6 W4 c6 |. w& ~  j

/ `- {: p; J4 V0 g
; t2 M6 t5 U1 u. H2 C; z2 a2 S& w5 x3 S* I
6 V7 u% p- b' ?# x1 t
5 A; C0 ~1 d3 u: F. B* W4 Y
. D8 b* w. _7 Q[p=164, null, left]

[p=164, null, left]3-1

[p=164, null, left]


1 h" c2 ]& @6 C! V8 J3 \+ J[p=164, null, left]式中:

k

[p=157, null, left]

[p=176, null, left]——渐开线上任一点

[p=176, null, left]K

[p=176, null, left]压力角;

$ l) I; Z/ {( ^
[p=164, null, left]inv

k

[p=157, null, left]

[p=176, null, left]——以

k

[p=157, null, left]

[p=176, null, left]为自变量的渐开线函数;

) S# o8 _8 i) J+ ?- B

k

[p=149, null, left]r

[p=176, null, left]——渐开线上任一点的向径,

[p=176, null, left]mm


5 u6 g# s6 d( Q, b: Y# }4 X

b

[p=146, null, left]r

[p=176, null, left]——基圆半径,

[p=176, null, left]mm  

k

[p=157, null, left]

[p=176, null, left]——展角或极角,

[p=176, null, left]rad

[p=176, null, left]

2 p3 R$ d# z; J; S, l" u3 u8 ~
[p=164, null, left]为了便于计算转化,需要将式

[p=164, null, left]3-1

[p=164, null, left]转化为直角坐标方程,建立直角坐标系如式

[p=164, null, left]3-2

[p=164, null, left]则渐开线上任一点

[p=164, null, left]k

[p=164, null, left]的直角坐标方程可以转化为:

- c0 D3 z0 p! m- p( `2 d6 ]
[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]

[p=180, null, left]u

[p=180, null, left]u

[p=180, null, left]r

[p=180, null, left]u

[p=180, null, left]r

[p=180, null, left]y

[p=180, null, left]u

[p=180, null, left]u

[p=180, null, left]r

[p=180, null, left]u

[p=180, null, left]r

[p=180, null, left]x

[p=105, null, left]b

[p=105, null, left]b

[p=105, null, left]k

[p=105, null, left]b

[p=105, null, left]b

[p=105, null, left]k

[p=180, null, left]cos

[p=180, null, left]sin

[p=180, null, left]sin

[p=180, null, left]cos


1 d+ w. v, W6 F& _[p=164, null, left]

[p=164, null, left]3-2

[p=164, null, left]


- g" n: k2 u6 D; l
2 G% R' {5 z& M5 s+ _8 |* _
, Q$ p9 d5 |8 d/ [0 C; D% U8 V0 ]3 }( C: E3 M

+ u9 e, Y4 O$ j  T/ Q/ l9 v* ?4 b) g' I5 C9 d: \0 L

6 h2 {/ t4 L+ o, {# j2 w4 e! ?- \4 D6 d5 ?& }
[p=164, null, left]式中:

[p=224, null, left]


9 P) z" T8 u0 J" j% d6 e) U
4 b+ l8 Z) z, g2 Q8 ~. H# P* I

( N; Z9 H8 W' |4 o7 F) B; ?) i7 i8 v
[p=224, null, left]

k

k

b

k

k

b

k

[p=170, null, left]r

[p=170, null, left]r

[p=170, null, left]ON

[p=170, null, left]AN

[p=170, null, left]ON

[p=170, null, left]NK

[p=170, null, left]u

[p=181, null, left]

[p=181, null, left]

[p=181, null, left]

[p=181, null, left]

[p=181, null, left]

[p=170, null, left]

[p=170, null, left]

[p=170, null, left]

[p=170, null, left]

[p=170, null, left]

[p=170, null, left]

[p=170, null, left]

[p=170, null, left]tan

[p=164, null, left]

( z1 \$ P# l4 F  v9 D2 W% F  ^
[p=164, null, left]

[p=164, null, left]3-3

[p=164, null, left]


, _* R7 n: Z" O5 m" Y) X5 r# F: A  s/ w% i6 H0 ~
6 p0 i6 ]6 b, t% r" F
9 l. o+ ]9 L1 N4 _

& G5 b7 P% I; D# Y) V
5 Q) M; S- }) X4 `" _$ @2 v7 z
8 c% k4 O% {' w; q5 J$ _3 e. P
* T* a. X8 J2 K7 Y6 Q

$ T+ U, T- L9 k, y4 \3 U[p=110, null, left]k

[p=195, null, left]

[p=164, null, left]——渐开线上任一点

[p=164, null, left]k

[p=164, null, left]的滚动角。

/ t) R9 x* `5 {$ J9 `
$ m9 v8 ^( g3 o! S: X2 `
[p=164, null, left]端面渐开线曲线的具体绘制步骤如下:

$ w  E2 z. |# {7 l
[p=164, null, left](1)

[p=164, null, left]选择

[p=164, null, left][

[p=164, null, left]工具

[p=164, null, left]]

[p=164, null, left]

[p=164, null, left][

[p=164, null, left]表达式

[p=164, null, left]]

[p=164, null, left]命令,弹出“表达式”对话框,输入表达式如下:


1 h  n9 G# A3 Y& U[p=164, null, left]t=0

[p=164, null, left]                                         //UG

[p=164, null, left]定义的变量

4 q. Q2 Y& B2 l
[p=164, null, left]m=2.5

[p=164, null, left]                                       //

[p=164, null, left]齿轮模数

& e6 }/ j3 \# O3 h, c
[p=164, null, left]z=22

[p=164, null, left]                                        //

[p=164, null, left]齿轮齿数


( n7 W) Z* ~/ T# P2 ]& K5 Q* \[p=164, null, left]alpha=20           

[p=164, null, left]                          //

[p=164, null, left]齿顶圆压力角


0 j! ~' y7 s9 e4 S6 R[p=164, null, left]qita=90*t

[p=164, null, left]                                   //

[p=164, null, left]滚动角角度值

# j: _3 w* @# v1 ?
[p=164, null, left]b=36

[p=164, null, left]                                        //

[p=164, null, left]齿宽

$ }: u* _7 ]4 h# z
[p=164, null, left]da=(z+2)*m                                   //da

[p=164, null, left]齿顶圆直径

  c9 J4 G& D; e, F1 ^# z4 u
[p=164, null, left]db=m*z*cos(alpha)                            //db

[p=164, null, left]基圆直径

/ T3 e- m" a: Z% P, D: i: a
[p=164, null, left]df=(z-2.5)*m                                 //df

[p=164, null, left]齿根圆直径


. X/ ]1 A4 n% O9 S4 p[p=164, null, left]s=3.14*db*t/4

[p=164, null, left]                                //

[p=164, null, left]滚动角弧度值


' [& @5 G- Z: T$ K& l[p=164, null, left]xt=db*cos(qita)/2+s*sin(qita)                //

[p=164, null, left]直角坐标横坐标


7 l) L: K5 N+ e$ ][p=164, null, left]yt=db*sin(qita)/2-s*cos(qita)                //

[p=164, null, left]直角坐标纵坐标

1 h8 a/ X- ~6 \$ s# M% ?5 R5 C% l
[p=164, null, left]zt=0                                         //

[p=164, null, left]直角坐标

[p=164, null, left]Z

[p=164, null, left]坐标

% I0 l' F1 N' w/ C2 q
[p=164, null, left]d=mz                                         //

[p=164, null, left]分度圆直径

5 Q# ~8 a( Q( U1 s2 r: g
[p=164, null, left] (2)

[p=164, null, left]单击

[p=164, null, left][

[p=164, null, left]规律曲线

[p=164, null, left]]

[p=164, null, left]图标

# s; i; v0 u7 O
[p=164, null, left]或选择

[p=164, null, left][

[p=164, null, left]插入

[p=164, null, left]]

[p=164, null, left]

[p=164, null, left][

[p=164, null, left]曲线

[p=164, null, left]]

[p=164, null, left]

[p=164, null, left][

[p=164, null, left]规律曲线

[p=164, null, left]]

[p=164, null, left]命令,

[p=164, null, left]弹出

[p=164, null, left]“规律曲线”对话框;

. r, E) w+ ?( P) f" ?
[p=164, null, left]首先选择

[p=164, null, left]By Equation

[p=164, null, left]弹出参数输入对话框;


# b, R5 y9 h$ ~/ |+ f[p=164, null, left]其次提示行提示输人参数表达式

[p=164, null, left] ,

[p=164, null, left]按系统默认值

[p=164, null, left] t,

[p=164, null, left]点击

[p=164, null, left] ok

[p=164, null, left]


1 G! L% x, Z0 z9 {8 ?2 v. [[p=164, null, left]之后又弹出

[p=164, null, left] x

[p=164, null, left]表达式输入对话框

[p=164, null, left] ,

[p=164, null, left]按系统默认值

[p=164, null, left]xt

[p=164, null, left]点击

[p=164, null, left]ok

[p=164, null, left]

[p=164, null, left]至此

[p=164, null, left]x

[p=164, null, left]已定义好。

[p=164, null, left]y

[p=164, null, left]的定义与之相同

[p=164, null, left] ,

[p=164, null, left]只是其表达式为

[p=164, null, left] yt

[p=164, null, left]

[p=164, null, left]zt

[p=164, null, left]定义为常数零;


- \- m# X& _5 U$ Z' m0 U6 B
% H$ |% K5 B$ s0 U! m: ^) k$ p2 w7 y# A+ K3 z6 j1 \
8 z8 F2 |% V$ q2 X: q+ |) E

, p0 l1 O+ p8 O* g
) {7 ?% c1 Y  k/ T- ]
& s  q) N7 x. ~) I  \+ U
( n& \# p& p. {8 g: Q
, D' Q; l! h: A0 F, [8 L4 k7 T
! k; @5 t4 u1 d4 U' M, f' O# T- l

# O- W* J/ t8 d1 Q" E
发表于 2013-11-25 16:12 | 显示全部楼层
我头都晕了。我懒一点用自动的
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发表于 2013-11-28 10:02 | 显示全部楼层
挺不错的,就是很乱啊
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发表于 2014-4-19 10:00 | 显示全部楼层
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发表于 2014-4-22 08:47 | 显示全部楼层
也许是一位并不十分懂齿轮结构的朋友,用软件根据一般的结构方法作出的模型,用这样的“画法”,得到的模型正如许多教科书上的例案是一样的,也就是作个示意图了,专业搞齿轮设计是不能用这样的办法的,如果是做一个齿轮箱,有十个齿轮副,互相之间都有一定的关系,在计算中得到的大径计算都与标准值不一样,变位系数及齿侧间隙的控制等等,加上如果需要一定的修形,是无法做出高品质的齿轮模型的,故这样的模型,不能用于有限元分析,顶多让不会画齿轮的朋友,依样画葫芦,描出一个有齿的图了。看一下我是如何进行齿轮及齿轮副的设计及建模的。% i+ `. l+ t- u( v. V3 D! K
9 l% O2 L# R* y! T- h. @5 D  k, l
首先要计算齿轮副的各种参数值
+ }3 K3 {( W# g$ `+ I0 f
: {/ T/ W% F. v  c" X4 X% h 0000.JPG
5 w& _/ ]+ C7 b, Q1 B
$ O- p0 V9 t& q4 T# I) Q) F: p8 ?如果需要精密建模,必须考虑到齿根,修形,减薄等各种情况,如果需要装配,还得在建模时考虑装配的位置,然后在三维软件的界面中建模.) I$ S/ G1 w5 _/ B/ }$ f
: S7 ~* L/ K4 q3 t1 N% B" d
平行轴直齿圆柱齿轮副的建模.gif
1 z6 K( M: ?. K+ t7 o. v, w* Z7 i9 T) H  u% T' b* {
如果要完全按展成法,或者是齿条型刀具展成做出的符合实际的模型,还得完全按展成法原理做出齿根的过度曲线,以便在有限元中分析能得出较符合实际的结果:; Z9 H, L; ^2 U$ u- d9 V3 l
9 q* Q5 x, z, M& ?0 y
用展成法对直圆柱齿轮快速建模.gif ) N1 _/ ~: P; z! v$ t' }' g& I

4 {& Q. X" L/ l) a2 j' b) r, D+ O% h9 a5 a$ I/ s
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发表于 2017-5-7 21:13 | 显示全部楼层
hyfjy 发表于 2014-4-22 08:47
- R( N* r$ u9 T- y! X也许是一位并不十分懂齿轮结构的朋友,用软件根据一般的结构方法作出的模型,用这样的“画法”,得到的模型 ...

9 F4 i# e) A/ m! G- r厉害了大师,这个插件哪里有啊?
2 z! |9 ]! r9 H, E# w0 d; P
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