基于CATIA二次开发的渐开线直齿轮参数化设计

作者:邵立;张树生;张开兴 刊名:航空制造技术 上传者:包羽

【摘要】实现了在CATIA二次开发平台上渐开线直齿圆柱齿轮的参数化三维造型。首先在屏幕对话框中输入齿轮的参数,然后程序对设计计算、数据处理、图形绘制等进行综合处理,最后在CATIA中生成齿轮的三维模型。

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78 航空制造技术·2011 年第 3 期 学术论文 RESEARCH [ 摘要 ] 实现了在 CATIA 二次开发平台上渐开线直齿圆柱齿轮的参数化三维造型。首先在屏幕对话框中输入齿轮的参数,然后程序对设计计算、数据处理、图形绘制等进行综合处理,后在 CATIA 中生成齿轮的三维模型。 关键词: 渐开线齿轮 二次开发 参数化设计 [ABSTRACT] 3D parametric modeling of involute spur gear is realized under the CATIA secondary devel-opment platform. First, gear parameters is input through screen dialogue; then the program can comprehensively deal with the design calculating, data processing and graph drawing; fi nally, the 3D model of the gear is created in CA-TIA. Keywords: Involute Gear Secondary develop-ment Parametric designing CATIA是世界上一种主流的 CAD/CAE/CAM一体化软件,广泛应用于航空航天、汽车、造船和电子设备等行业。CATIA系统与VB具有无缝接口,从而使基于CATIA系统的二次开发更加便捷,用VB编程语言可以实现直接创建对象来调用 CATIA 系统。 在产品的开发中,有限元分析、运动仿真、装配设计和数控加工等都要以三维模型为基础。齿轮传动作为一种常用的传动形式被广泛应用于各类机械中,其中渐开线齿轮应用为普遍。但 CATIA没有提供齿轮建模模块,因此本课题提出了用VB开发 CATIA绘制渐开线直齿轮,解决开发过程中遇到的问题,可以快速地实现直齿圆柱齿轮的参数化设计。 1 圆柱齿轮参数化造型设计原理 本课题采用CATIA中的拉伸除料特征对圆柱体挖槽的方法来生成渐开线直齿轮。首先输入模数m、齿数z、压力角alpha、齿宽b、齿顶高系数ha的值,生成齿轮毛坯,继而程序计算渐开线的点坐标值,由样条曲线连接生成渐开线。利用CATIA的自动获取边界功能,绘制以基圆为直径的一段圆弧,将两渐开线相连,与齿轮毛坯实体进 行布尔运算,生成一个渐开线齿槽,再将该齿槽沿圆周阵列,生成所有的齿轮轮齿。其程序流程如图1所示。 基于 CATIA 二次开发的渐开线直齿轮参数化设计 Parametric Design of Involute Spur Gear Based on CATIA Secondary Development Platform 西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 邵 立 张树生 张开兴 1.1 渐开线直角坐标系函数设计 图2所示为渐开线的生成原理。当直线NK沿基圆作纯滚动运动时,其上点 K 的运动轨迹就是渐开线。分析得到渐开线齿廓的生成算法,其核心思想就是找到渐开线齿廓上的若干点,然后用系统提供的样条曲线连接,得到光滑的齿廓形状。 图1 直齿轮程序设计流程图 Fig.1 Programming flowchart of spur gear 图2 渐开线的极坐标图 Fig.2 Polar coordinate diagram of involute 开始 输入 m、z、alpha、b、ha 绘制出直齿轮的圆柱坯 切除齿槽并阵列

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