【正文】 *xt2)/(1^2+(tan(gama1))^2)[mm]yt4=yt32*1*(yt3tan(gama2)*xt3)/(1^2+(tan(gama2))^2)[mm]yt5=xt*sin(theta4)+yt*cos(theta4)[mm]yt6=yt52*1*(yt5tan(gama)*xt5)/(1+(tan(gama))^2)[mm]yt7=yt62*1*(yt6tan(gama1)*xt6)/(1+(tan(gama1))^2)[mm]yt8=yt72*1*(yt7tan(gama2)*xt7)/(1+(tan(gama2))^2)z=23[mm]zt1=0[mm]zt2=0[mm]zt3=0[mm]zt4=0[mm]zt5=0[mm]zt6=0[mm]zt7=0[mm]zt8=0 在建模的第三個(gè)步驟創(chuàng)建斜齒輪前、后端面齒廓過程中，需生成齒根過渡曲線，在表達(dá)式中順序輸入生成齒根過渡曲線的專用參數(shù)： ，各參數(shù)含義及計(jì)算詳見【 齒根過渡曲線的建立】，按公式4輸入過渡曲線方程；改變漸開線的生成起始角。 然后使用“基準(zhǔn)平面/按某一距離”建立偏置平面距離為齒寬h的基準(zhǔn)平面，再使用“曲線/投影” 將在前端面生成的后端面齒廓投影到該基準(zhǔn)平面，則得到真正的后端面齒廓.圖6 后端面齒廓 為得到輪齒的準(zhǔn)確形狀,必需采用雙導(dǎo)引線和雙截面線的掃掠命令。表4 漸開線專用參數(shù)參數(shù)符號(hào)參數(shù)含義參數(shù)公式單位漸開線起始角0角度176。分度圓直徑長度mm齒頂圓直徑長度mm齒根圓直徑長度mm分度圓半徑長度mm基圓半徑長度mm齒頂圓壓力角角度176。 圖 3 曲線的連接根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的前、后端面過渡曲線的對(duì)稱性，再按照公式3即可得出前、后兩端面的其他過渡曲線方程： 公式43 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模 按照基圓直徑小于齒根圓直徑和基圓直徑大于齒根圓直徑時(shí)斜齒輪齒廓曲線構(gòu)成的不同，可以把斜齒輪分為以下兩種情況來實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模。如圖1所示，對(duì)稱漸開線2構(gòu)成前端面. 齒廓，4構(gòu)成后端面齒廓，使用“變換/鏡像”命令生成對(duì)稱漸開線，是無法實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的，因?yàn)樽儞Q是非參數(shù)化指令[11]。18～19176。目前在標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪建模中，兩種情況下的分界齒數(shù)并未被明確給出，有些以直齒輪推導(dǎo)出的41個(gè)齒為分界齒數(shù)來實(shí)現(xiàn)建模，這顯然是不正確的。斜齒輪分度圓柱上的螺旋角（簡稱為斜齒輪的螺旋角）是齒廓曲面與其分度圓柱面相交的螺旋線的切線與齒輪軸線之間所加的銳角[9]。UG軟件的設(shè)計(jì)功能不僅包括強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖，而且在設(shè)計(jì)過程中還可以進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬，在很大程度上提高了設(shè)計(jì)的可靠性。此參數(shù)化建模方法可以提高設(shè)計(jì)效率。為后續(xù)的齒輪CAE、CAM等提供了精確的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。并通過特征操作實(shí)現(xiàn)齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì),精準(zhǔn)地構(gòu)建齒輪的三維模型。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用性能的提高，UG軟件可以方便的在微機(jī)上使用，這樣就使UG的適用范圍更加廣闊[2]。斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪在同等條件下相比，斜齒輪的承載能力提高了，輪齒間的沖擊和噪音減小了，使傳動(dòng)更加平穩(wěn)了，主要就是斜齒輪輪齒傾斜了一個(gè)角度β，致使齒輪的重合度增大的結(jié)果。 Parameterized modeling目錄目錄1 引言 1 1 2 2 3 Unigraphics介紹 42斜齒輪的基本參數(shù)與幾何尺寸計(jì)算 5 5 后端面齒廓曲線的生成 6 83 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模 11 基圓直徑小于齒根圓直徑即Z分界齒數(shù)時(shí) 11 11 1后端面齒廓 12 建造齒輪模型時(shí)的表達(dá)式 13 15 16 16 17 基圓直徑大于齒根圓直徑 即Z分界齒數(shù)時(shí) 17 17 19 20 21 21 224 變位斜齒輪的實(shí)體建模 23 23 24 基圓直徑小于齒根圓直徑時(shí)即Z分界齒數(shù)時(shí) 24分界齒數(shù)時(shí) 315斜齒輪參數(shù)化建模 39 39 39 40Ⅲ 416總結(jié)與展望 48參考文獻(xiàn) 44致謝 45 Ⅳ泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）11 引言齒輪傳動(dòng)被視為傳遞機(jī)械力的主要運(yùn)動(dòng)方式，在工業(yè)發(fā)展中占有重要地位。斜齒輪常用的成型方法是掃掠成型法，但此方法實(shí)現(xiàn)的建模不準(zhǔn)確。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。摘要基于UG的標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪及變位齒輪的參數(shù)化建模 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。由于斜齒輪的輪廓線不是標(biāo)準(zhǔn)曲線，想實(shí)現(xiàn)齒輪造型的精確建模有一定的難度。 Symmetrical equation。 齒輪傳動(dòng)中應(yīng)用較為廣泛的一種就是斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)。UG軟件實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與基于產(chǎn)品生產(chǎn)過程的知識(shí)工程的組合，顯著地提高了如汽2車、航天航空、機(jī)械、消費(fèi)產(chǎn)品、醫(yī)療儀器和工具等工業(yè)的生產(chǎn)效率。利用UG的表達(dá)式功能和電子表格功能,并利用漸開線對(duì)稱方程和與斜齒輪幾何尺寸相關(guān)的計(jì)算公式建立表達(dá)式，生成漸開線曲線及其他相互關(guān)聯(lián)的曲線。提高了造型速度,避免了傳統(tǒng)手工造型的復(fù)雜繁瑣過程。本文就掃掠成型法中的不足之處加以解決，利用齒廓曲線的對(duì)稱方程完善這種參數(shù)化3泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）建模的方法。UG 軟件具有強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)功能，設(shè)計(jì)人員可以方便快捷的進(jìn)行設(shè)計(jì)零件、分析零件，構(gòu)建出精確的三維模型，然后再采用草圖應(yīng)用程序生成所需要的各種視圖，也可以用制造應(yīng)用程序加入制造信息，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床可用來直接加工。 斜齒輪的一個(gè)重要參數(shù)是螺旋角。基于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中分兩種情況對(duì)斜齒輪進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì):一種情況是當(dāng)基圓直徑小于齒根圓直徑時(shí)，齒廓曲線全部由漸開線構(gòu)成；另一種情況是當(dāng)基圓直徑大于齒根圓直徑時(shí)，由漸開線與齒根過渡曲線的橋接來構(gòu)成齒廓曲線，齒數(shù)是以上兩種情況的直接判斷。17176。要使用掃掠成型法實(shí)現(xiàn)齒輪的精確建模，就需要先獲得斜齒輪前、后端面齒廓曲線。齒根過渡曲線方程[14]：（齒根過渡曲線在平面內(nèi)，方程均為零）其中：刀具圓角坐標(biāo)：Cq4 圖2 過渡曲線的生成 圖2中按此方程生成的過渡曲線與漸開線并不相連，要保證兩曲線在C點(diǎn)相連接就需要坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)C點(diǎn)的坐標(biāo)為，t=0即v=an 時(shí)的xt，yt，C點(diǎn)的坐標(biāo)： 漸開線的C點(diǎn)半徑應(yīng)與過渡曲線的C點(diǎn)半徑相等，按照公式2，漸開線的起始角度應(yīng)該是，所以坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度：坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)后齒根過渡曲線方程： 通過坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)，保證了圖3所示兩曲線在C點(diǎn)相連接，由于實(shí)際與理論存在有誤差，在C點(diǎn)將出現(xiàn)斷點(diǎn)，所以我們要可用“橋接曲線”命令來實(shí)現(xiàn)其連續(xù)。計(jì)算參數(shù)如表3所示表 表3 變位齒輪計(jì)算參數(shù)參數(shù)符號(hào)參數(shù)含義參數(shù)公式參數(shù)單位端面模數(shù)長度mm端面壓力角角度176。各專用參數(shù)符號(hào)、含義及計(jì)算見表4。 建造齒輪模型時(shí)的表達(dá)式[mm]PR=*mn[degrees]a=0[degrees]aa=arccos(2*rb/dta)[degrees]an=20[degrees]at=arctan(tan(an)/cos(beta))[degrees]b=tan(aa)*180/pi()[degrees]beta=15[degrees]beta1=360/p*h[mm]dt=mt*z[mm]dta=dt+2*mn[mm]dtf=*mn[degrees]fai=360/z[degrees]gama=360/(4*z)+(tan(at)*180/)[degrees]gama1=beta1/2+gama[degrees]gama2=beta1+gama[mm]h=80[mm]mn=8[mm]mt=mn/cos(beta)n=[mm]p=pi()*2*rt/tan(abs(beta))[mm]rb=mt*z*cos(at)/2[mm]rt=dt/2 t=0[degrees]u=(1t)*a+t*b[mm]xt=rb*cos(u)+rb*rad(u)*sin(u)[mm]xt1=xt+2*tan(gama)*(yttan(gama)*xt)/(1+(tan(gama))^2)[mm]xt2=xt1+2*tan(gama1)*(yt1tan(gama1)*xt1)/(1+(tan(gama1))^2)[mm]xt3=xt2+2*tan(gama2)*(yt2tan(gama2)*xt2)/(1+(tan(gama2))^2)[mm]yt=rb*sin(u)rb*rad(u)*cos(u)[mm]yt1=yt2*1*(yttan(gama)*xt)/(1^2+(tan(gama))^2)[mm]yt2=yt12*1*(yt1tan(gama1)*xt1)/(1^2+(tan(gama1))^2)[mm]yt3=yt22*1*(yt2tan(gama2)*xt2)/(1^2+(tan(gama2))^2)z=49[mm]zt=0[mm]zt1=0[mm]zt2=0[mm]zt3=0 按公式（3）輸入漸開線方程，使用“規(guī)律曲線/根據(jù)方程”，改變系統(tǒng)自定義變量為和，生成前端面漸開線，如圖4所示：圖4斜齒輪漸開線再進(jìn)入草圖環(huán)境，在平面使用“中心和端點(diǎn)決定的圓弧”，以為中心，連接兩漸開線對(duì)應(yīng)端點(diǎn)，形成封閉的前端面齒廓；如圖5所示： 圖5 前端面齒廓 重復(fù)以上過程，改變系統(tǒng)自定義變量為和，在前端面生成封閉的后端面齒廓?？梢岳肬G系統(tǒng)所具有電子表格功能編輯、定義和修改相關(guān)表達(dá)式參數(shù),通過更新完成齒輪的自動(dòng)建模。創(chuàng)建螺旋線得到引導(dǎo)線串和剖面線串，使用過渡曲線齒根處端點(diǎn)與原點(diǎn)連接直線的目的是為了執(zhí)行掃掠后與齒根圓柱求和。當(dāng)a39。2） 避免根切，提高齒根的彎曲強(qiáng)度。 基圓直徑小于齒根圓直徑時(shí)即Z分界齒數(shù)時(shí) 變位齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同，所以分度圓直徑、基圓直徑和齒距也都相同，只是由于變位系數(shù)的出現(xiàn)使變位齒輪的齒厚、齒頂圓、齒根圓等都發(fā)生了變化。法面齒頂高系數(shù)恒定法面頂隙系數(shù)恒定齒寬80長度mm 通過基本參數(shù)和有關(guān)數(shù)據(jù)得出變位斜齒輪的計(jì)算參數(shù)，如表7所示表7 變位斜齒輪計(jì)算參數(shù)參數(shù)符號(hào)參數(shù)含義參數(shù)公式參數(shù)單位mt端面模數(shù)mn/cosβ長度mmat端面壓力角arctan(tanan/coβ)角度176。 圖28 變位斜齒輪實(shí)體 變位斜齒輪的參數(shù)化的控制是要求齒輪能夠?qū)崿F(xiàn)在其設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生變化時(shí),其模型也相應(yīng)地自動(dòng)更新生成新的齒輪。 圖32 建立基準(zhǔn)面然后使用曲線投影： 圖33 曲線投影 接著創(chuàng)建螺旋線： 圖34 創(chuàng)建螺旋線 創(chuàng)建螺旋線后，得到引導(dǎo)線串和剖面線串，如圖所示： 圖35 引導(dǎo)線和引導(dǎo)線串 做出引導(dǎo)線串和剖面線串后，使用過渡曲線齒根處端點(diǎn)與原點(diǎn)連接直線的目的是為了執(zhí)行掃掠后與齒根圓求和。首先根據(jù)零部件的功能以及零部件與其他零件之間的關(guān)系，確定零部件是否可以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。（4）提取自由變化參數(shù)。單擊“工具/表達(dá)式”,系統(tǒng)將彈出表達(dá)式對(duì)話框，在對(duì)話框中單擊Spreadsheet Edit按鈕，系統(tǒng)將打開一個(gè)電子表格，用來對(duì)表達(dá)式進(jìn)行編輯。同樣，改變變位齒輪的相關(guān)參數(shù)也可實(shí)現(xiàn)變位齒輪的參數(shù)化。為建立參數(shù)化零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 45