基于UG圆柱渐开线齿轮的三维建模研究

周华丽 · 发表于 2012-5-9 17:30

基于UG圆柱渐开线齿轮的三维建模研究[1].pdf (260.46 KB, 下载次数: 185)

0 序言

齿轮是机械零件中重要的基础件，尤其是圆柱渐开线齿轮在常规机械、地面交通、船舶、航空航天机械、兵器及精密机床与仪器等领域得到了广泛应用，每年需求量达上亿件之多。随着计算机技术的普及，齿轮的CAD/CAE/CAM/CAPP技术也得到了广泛应用。齿轮的计算机辅助建模是其中必不可少的环节，齿轮的3D模型是对齿轮进行装配运动仿真、高级结构仿真（有限元分析）及加工制造仿真的基础。

ug是一款功能强大的CAD/CAE/CAM一体化软件。本文将以UG为平台，研究圆柱渐开线齿轮的三维建模方法，着重介绍基于UG和CAXA的非对称圆柱渐开线齿轮的建模技术。通过对几种建模方法的分析与比较，指出了基于UG/OPEN模块二次开发通用齿轮数据库和齿轮

刀具库的必要性。

1 圆柱渐开线齿轮的三维建模方法

UG的CAD建模模块功能很强，它可以方便的实现部件的参数化建模和特征建模，并可以利用点云的命令实现部件的逆向建模。然而，由于UG软件中没有齿轮建模模块，各种齿轮的建模方法需要自行摸索与研究。

1．1基于UG逆向工程的齿轮建模

逆向工程是由高速三维激光扫描机等仪器对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，得到其三维轮廓数据，配合反求软件进行曲面重构，并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进行快速成型或CNC数控加工。齿轮的逆向造型就是利用三座标测量机等精密仪器采集齿轮面上的拓扑离散数据点，然后导入UG，利用点云的命令

利用插入曲线－规律曲线的命令，可以将渐开线的方程写入UG表达式中，并且可将常量：齿轮的模数m、齿数z、压力角a、螺旋角b、齿宽B和变位系数x等参数一并写入UG表达式，其他的参数，如齿顶圆角、齿根圆角、齿轮孔的大小可由以上参数表示。可修改的主要参数见表1，主要表达式见表2（长度的单位：mm，角度的单位：° ）。

画好了单条渐开线曲线，经过修剪、阵列等一系列操作就得到了封闭的齿轮截面曲线。齿轮截面曲线再经过特征操作（拉伸或沿引导线扫掠）就得到齿轮的3D模型，经简单渲染后如图2所示。

每次使用时，打开此模版，然后另存为文件，修改表1中的参数就可以得到所需要的齿轮模型，操作方法较为方便。

1．3基于UG/OPEN二次开发齿轮模块库

1．2中的齿轮建模方法虽然方便，但需要预先制作齿轮模版，并且操作界面不够友好。为了能使用友好的可视化操作界面，许多学者[6-7]为了满足自身的需要，开发出了简单的齿轮建模模块。用户只需要输入所需齿轮的模数m、齿数z、压力角a、齿宽B等参数就可以方便的构造出齿轮的3D模型，如图3所示。

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ruoying_2233 · 发表于 2012-5-26 15:38

不错啊，谢谢你的资料啊

beiwei · 发表于 2012-9-5 21:29

看书上有一个，可是画出来的结果不对的。。。

hyfjy · 发表于 2012-9-10 21:41

高精度数字化建模：

每个齿轮的一对齿面取5000点以上，保证了齿面精度。

写字 · 发表于 2012-10-11 23:55

henhao 学习了

hyfjy · 发表于 2012-10-16 20:58

用UG的二次开发功能，建立数学模型后，对任何参数的圆柱齿轮，斜齿轮，锥齿轮，弧锥齿轮，都可以达到快速，精确建模。二次开发的功能相当强大，值得学习。

xuliyan000 · 发表于 2013-1-21 22:22

值得学习···············

wangna_716 · 发表于 2013-1-29 16:05

hyfjy 发表于 2012-10-16 20:58 6 K! d0 }9 O% c* l6 T" X6 ]
用UG的二次开发功能，建立数学模型后，对任何参数的圆柱齿轮，斜齿轮，锥齿轮，弧锥齿轮，都可以达到快速， ...

您真厉害，高手，您是真正的高手

fsaegti · 发表于 2013-7-18 20:29

看看能不能看懂

whl1080744 · 发表于 2013-8-18 08:58

看了LZ的帖子，我只想说一句很好很强大！

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