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正文內(nèi)容

基于catia的汽車(chē)齒輪庫(kù)建模方法研究本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-04-03 08:24 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)只能在 CATIA V5 的特定模塊下使用交互性太差。 圖 零件 庫(kù)建立一般流程 7 方案 二 使用 Visual Basic 開(kāi)發(fā)基于 CATIA V5 的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)系統(tǒng) 需要對(duì) CATIA V5 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),必須有一定的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),且 需 掌握 CATIA V5 接口技術(shù),使用相對(duì)復(fù)雜。 方案 一 利用 Excel表導(dǎo)入一系列的參數(shù),可自動(dòng)生成一系列的新的齒輪三維模型,達(dá)到 三維 齒輪模型的設(shè)計(jì)自動(dòng)化。 基于 Catalog 開(kāi)發(fā) 汽車(chē)齒輪 庫(kù)系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)了與 CATIA V5 版本的無(wú)縫連接 , 直接集成到 CATIA V5 上 , 系統(tǒng)具有開(kāi)放性的接口 ,易于擴(kuò)展 。 因此,本文采用方案 一 ,即 通過(guò) Catalog添加類(lèi)的功能,將齒輪三維模型導(dǎo)入Catalog中,最終完成汽車(chē)齒輪庫(kù)的建立。 汽車(chē)齒輪分類(lèi)方 案 比較 選擇 合適的 齒輪分類(lèi)方法 , 對(duì)于在以后汽車(chē)設(shè)計(jì)中,齒輪能否更加方便、迅速調(diào)用起著決定性的作用。因此,選擇最佳的齒輪分類(lèi)方法具有重要意義。 汽車(chē)齒輪的分類(lèi)方法有很多, 齒輪按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪;按齒線(xiàn)形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線(xiàn)齒輪;按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪;按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等 [7]。 由于 汽車(chē) 齒輪分類(lèi)方法較多,在本文中選擇了以下 三 種分類(lèi)方案: 1)按照齒輪傳動(dòng)類(lèi)型 對(duì) 汽車(chē)齒輪 進(jìn)行分類(lèi); 2)按 照 制造方法 對(duì)汽車(chē) 齒輪 進(jìn)行 分 類(lèi) ; 3)按照 齒輪所在的 汽車(chē)總成 對(duì)汽車(chē) 齒輪分類(lèi) 。 按照齒輪傳動(dòng)類(lèi)型對(duì)汽車(chē)齒輪進(jìn)行分類(lèi) 因 為 現(xiàn)代 汽車(chē) 使用的齒輪中, 圓柱直齒輪、斜齒輪、內(nèi)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪、蝸桿這五類(lèi)齒輪應(yīng)用最為廣泛,其他齒輪應(yīng)用較少,故選擇這五種齒輪作為研究對(duì)象。此種分類(lèi)方法建立的齒輪庫(kù)齒輪種類(lèi)齊全,通用性強(qiáng),還可以在運(yùn)用于其他的機(jī)械設(shè)計(jì)中。但是此種分類(lèi)方法所需工作量太大, 針對(duì)性不強(qiáng),沒(méi)有針對(duì)汽車(chē)特點(diǎn)對(duì)汽車(chē)齒輪進(jìn)行分類(lèi), 而且在實(shí)際設(shè)計(jì)中查詢(xún)過(guò)于復(fù)雜,不利于齒輪的快 速 調(diào)用。 8 圖 齒輪傳動(dòng)類(lèi)型 圖 按照 方案 一 選擇的齒輪 齒輪 傳動(dòng) 相交軸傳動(dòng) 人字齒輪 蝸輪蝸桿 直齒錐齒輪 斜齒錐齒輪 曲線(xiàn)錐齒輪 圓錐齒輪 圓弧齒圓柱蝸桿 漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿 阿基米德蝸桿 交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪 交替軸傳動(dòng) 變態(tài)擺線(xiàn) 圓弧齒廓 拋物線(xiàn)齒廓 漸開(kāi)線(xiàn) 直齒輪內(nèi)嚙合齒輪 直齒輪外嚙合齒輪 平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 直齒輪齒輪 齒條 平 行 軸 齒輪傳動(dòng) 汽車(chē) 齒輪 圓柱直齒輪 斜齒輪 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪 內(nèi)齒輪 9 按制造方法對(duì)汽車(chē)齒輪進(jìn)行分類(lèi) 按制造方法齒輪分類(lèi) 可 將汽車(chē)齒輪 分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等 [8]。 汽車(chē)齒輪按此 方案 分類(lèi),可 以 通過(guò) 齒輪加工方法、齒輪的材料以及齒輪熱處理方法 ,搜尋到目標(biāo)齒輪。 此 方案 在齒輪生產(chǎn)加工中非常有幫助,但 是 在 汽車(chē)設(shè)計(jì) 時(shí), 齒輪 的 選用十分不 便。 圖 按照 方案二 選擇的齒輪 按照齒輪所在的汽車(chē)總成對(duì)汽車(chē)齒輪分類(lèi) 在汽車(chē)上,發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、汽車(chē)同步器、差速器等 總成中 齒輪 的應(yīng)用最多,因此 按照此種方案進(jìn)行汽車(chē)齒輪分類(lèi), 設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)齒輪所屬的汽車(chē)總成方便 、 快速的通過(guò)索引或樹(shù)狀結(jié)構(gòu)對(duì) 齒輪庫(kù) 進(jìn)行檢索、調(diào)用齒輪。 此方案針對(duì)性強(qiáng),著眼于汽車(chē)的設(shè)計(jì),為設(shè)計(jì)人員提供良好的調(diào)用環(huán)境。 在 CATIA V5 的平臺(tái)上,設(shè)計(jì)人員可以輕松找到國(guó)內(nèi) 現(xiàn)有的各類(lèi)常用 汽車(chē)齒輪,在設(shè)計(jì)中節(jié)約大量的時(shí)間。 圖 按照 方案三選擇的 齒輪 燒結(jié)齒輪 軋制齒輪 切制齒輪 汽車(chē) 齒輪 鑄造齒輪 汽車(chē)齒輪 發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪 變速器齒輪 汽車(chē)同步器齒環(huán) 汽車(chē)差速器直齒 錐齒輪錐齒輪 其他 10 汽車(chē)齒輪分類(lèi) 方案 分析與確定 : 本文對(duì)汽車(chē)齒輪第一級(jí)分類(lèi),進(jìn)行了詳細(xì)得方案比較與分析,汽車(chē)齒輪 第二級(jí)、第三級(jí)、第四級(jí) 分類(lèi)只是進(jìn)行了簡(jiǎn)單 得 敘述。 第一級(jí) 按照汽車(chē) 總成 分類(lèi) 方案三建立 的 汽車(chē)齒輪庫(kù) 是 從汽車(chē)本身的總成出發(fā),設(shè)計(jì)人員只 需 知道設(shè)計(jì) 的齒輪屬于 汽車(chē) 哪一個(gè)總成,即可迅速、方便得從齒輪庫(kù)中查詢(xún) 并調(diào)用 所需的齒輪。而其他的方案著眼點(diǎn)并不是汽車(chē),雖然也可以查 詢(xún)、調(diào)用到 所需 的齒輪,但是查詢(xún)的工作量大、 費(fèi) 時(shí)、費(fèi)力,不利于設(shè)計(jì)中 成本的 節(jié)約。因此, 本文 采用方案三 建立汽車(chē)齒輪庫(kù) 的第一級(jí)分類(lèi)方案 。 圖 汽車(chē)齒輪第一級(jí)分類(lèi) 第二級(jí) 按照汽車(chē)車(chē)型 分類(lèi) 中國(guó)汽車(chē)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn) (GB941789)將汽車(chē)分類(lèi)為 8 類(lèi) : 1)載貨汽車(chē) : 微型貨車(chē) 、 輕型貨車(chē) 、 中型貨車(chē) 、 重型貨車(chē) ; 2)越野汽車(chē) :輕型越野汽車(chē) 、 中型越野汽車(chē) 、 重型越野汽車(chē) 、 超重型越野汽車(chē) ; 3)自卸汽車(chē) : 輕型自卸汽車(chē) 、 中型自卸汽車(chē) 、 重型自卸汽車(chē) 、 礦用自卸汽車(chē) ; 汽車(chē)齒輪 發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪 變速器齒輪 汽車(chē)同步器齒環(huán) 汽車(chē)差速器直齒 錐齒輪錐齒輪 其他 11 4)牽引車(chē) : 半掛牽引汽車(chē) 、 全掛牽引汽車(chē) ; 5)專(zhuān)用汽車(chē) : 箱式汽車(chē)罐式汽車(chē) 、 起重舉升汽車(chē) 、 倉(cāng)柵式汽車(chē) 、 特種結(jié)構(gòu)汽車(chē) 、專(zhuān)用自卸汽車(chē) ; 6)客車(chē) : 微型客車(chē) 、 輕型客車(chē) 、 中型客車(chē) 、 大型客車(chē) 、 特大型客車(chē) ; 7)轎車(chē) : 微型轎車(chē) 、 普通級(jí)轎車(chē) 、 中級(jí)轎車(chē) 、 中高級(jí)轎車(chē) 、 高級(jí)轎車(chē) ; 8)備用分類(lèi)號(hào) 9)半掛車(chē) : 輕型半掛車(chē) 、 中型半掛車(chē) 、 重型半掛車(chē) 、 超重型半掛車(chē) 。 轎車(chē)、客車(chē)和貨車(chē)都是最普遍最常用的汽車(chē),而越野車(chē)、專(zhuān)用車(chē)、自卸車(chē)和牽引車(chē)則具有專(zhuān)門(mén)的用途,適宜使用在特殊的環(huán)境和場(chǎng)合中。越野車(chē)主要用于壞路或無(wú)路地區(qū)的全輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē),但現(xiàn)在用途已經(jīng)擴(kuò)展為一般商用車(chē);專(zhuān)用車(chē)又稱(chēng)特種車(chē),是一種不同于上述任何類(lèi)型汽車(chē)并具有特種結(jié)構(gòu),主要用于特殊用途的汽車(chē),例如救護(hù)車(chē)、消防車(chē)、押鈔車(chē)、 灑水車(chē)、郵政車(chē)、電視轉(zhuǎn)播車(chē)、油罐運(yùn)輸車(chē)、水泥攪拌車(chē)等等;自卸車(chē)是工礦企業(yè)和建筑工地用于裝載散裝原料、砂土并能使貨箱自動(dòng)傾翻卸貨的汽車(chē);牽引車(chē)專(zhuān)門(mén)用于牽引掛車(chē)的汽車(chē),例如專(zhuān)門(mén)牽引集裝箱掛車(chē) [10]。 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)劃分 的 汽車(chē) 車(chē)型 分類(lèi)太多, 而且許多車(chē)型的齒輪都是重復(fù)的, 對(duì)于齒輪這種通用性強(qiáng)的零件, 如果每一類(lèi)車(chē)型的齒輪都設(shè)計(jì), 將 大大增加工作量,造成不必要的時(shí)間 浪費(fèi)。例如越野車(chē)變速器齒輪與許多轎車(chē)的齒輪是通用的,一些微型的客車(chē)與轎車(chē)的齒輪也是通用的。 而且在工廠(chǎng)實(shí)際開(kāi)發(fā)中,也是按照微型車(chē)變速器、輕型車(chē)變速器、中型車(chē)變速 器 、 重型車(chē)變速器 等開(kāi)發(fā)的。如重型變速器開(kāi)發(fā),有陜西法士特齒輪有限公司、綦江齒輪廠(chǎng)、中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)哈爾濱變速箱廠(chǎng);輕型車(chē)變速器開(kāi)發(fā),有長(zhǎng)春齒輪廠(chǎng)、唐山愛(ài)信齒輪有限責(zé)任公司;微型車(chē)變 速器開(kāi)發(fā),有重慶青山有限公司與哈爾濱東安汽車(chē)動(dòng)力股份公司 。 因此 ,將 第一級(jí)齒輪中的發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪、 變速器齒輪、汽車(chē)差速器直齒錐齒輪、汽車(chē)同步器齒環(huán)下面 按照車(chē)型進(jìn)行分類(lèi):微型車(chē)、輕型車(chē)、中型車(chē)、重型車(chē)。 將轎車(chē)、 越野汽車(chē) 、 載貨汽車(chē) 中 微型貨車(chē) 、客車(chē)中微型客車(chē)劃分在微型車(chē)。 自卸汽車(chē) 中的 輕型自卸汽車(chē) 、半掛車(chē)中的 輕型半掛車(chē) 、 客車(chē) 中的輕 型客車(chē) 、 載 貨汽車(chē)輕型貨車(chē) 劃分在輕型車(chē)。 自卸汽車(chē) 中的中 型自卸汽車(chē) 、半掛車(chē)中的中 型半掛車(chē) 、 客車(chē) 中的中 型客車(chē) 、 載貨汽車(chē) 中 型貨車(chē) 劃分在中型車(chē)。 自卸汽車(chē) 中的重 型自卸汽車(chē) 與 12 礦用自卸汽車(chē)、半掛車(chē)中的重 型半掛車(chē) 、 客車(chē) 中的大 型客車(chē) 與超大型客車(chē)、 載貨汽車(chē) 中的重 型貨車(chē) 和超重型貨車(chē)劃分在重型車(chē)。 圖 汽車(chē)齒輪第二級(jí)分類(lèi) 圖 汽車(chē)齒輪第三級(jí)分類(lèi) 部分圖 13 特殊齒輪中主要選用的 車(chē)型 是專(zhuān)用汽車(chē)中的起重舉升汽車(chē)、輪胎式液壓挖掘汽車(chē)以及叉車(chē)。 具體方案即第二級(jí)分類(lèi)方案 如圖 第三級(jí) 按照齒輪傳動(dòng)類(lèi)型 分類(lèi) 在發(fā)動(dòng)機(jī)上主 要 應(yīng) 用直齒輪和斜齒輪兩種齒輪,因此在發(fā)動(dòng)機(jī)下面 再 分為直齒輪和斜齒輪兩類(lèi)。 變速器齒輪的四種車(chē)型可以劃分為直齒輪和斜齒輪 , 裝載機(jī)的齒輪泵 分為 直齒輪和直齒錐齒輪。 第三級(jí)分類(lèi)如 圖 。 第四級(jí) 按照齒輪的基本參數(shù) 分類(lèi) 1)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪主要包括噴油泵傳動(dòng)齒輪、空壓機(jī)齒輪、機(jī)油泵傳動(dòng)齒輪、機(jī)油泵主動(dòng)齒輪、 機(jī)油泵從動(dòng)齒輪、噴油泵傳動(dòng)齒套、曲軸正時(shí)齒輪、凸輪軸正時(shí)齒輪、中間齒輪等等 [12]。 根據(jù)興化齒輪廠(chǎng)生產(chǎn)的玉林發(fā)動(dòng)機(jī) SL100、 SL300 齒輪,湖北齒輪廠(chǎng)生產(chǎn)的康明斯 6BT 發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪,河北保定齒輪廠(chǎng)生產(chǎn)的 4JB1 發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪等 等 ,選擇發(fā)動(dòng)機(jī)通用齒輪。 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)通用 微型 直齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m= ,壓力角 a=20176。、 25176。,齒數(shù) 20~ 40。選擇通用的 微型 斜齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m=、 ,壓力角 a=20176。,分度圓螺旋角 β=176。,齒數(shù) 20~ 40。 如表 、 所示。 表 發(fā)動(dòng)機(jī) 微型車(chē) 直齒輪 模數(shù) m 壓力角 (176。) 齒數(shù) Z 1 20 20~ 40 20 表 發(fā)動(dòng)機(jī) 微型車(chē) 斜齒輪 模數(shù) m 壓力角(176。) 分度圓螺旋角 β (176。) 齒數(shù) Z 20 20~ 40 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)通用的 輕型 直齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m=,壓力角 a=20176。 、 30176。 ,齒數(shù) 20~ 40。選擇通用的 輕型 斜齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m=、 、 , 壓力角 14 a=20176。,分度圓螺旋角 β=16176。,齒數(shù) 20~ 50。 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)通用的 中型 直齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m= ,壓力角 a=20176。、 25176。,齒數(shù) 20~ 40。選擇通用的 中型 斜齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m=,壓力角 a=20176。 、 176。 ,分度圓螺旋角 β=2 176。,齒數(shù) 20~ 50。 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)通用的重 型 直齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m=,壓力角 a=15176。、 20176。、 25176。,齒數(shù) 20~ 50。選擇通用的 重 型 斜齒輪 基本參數(shù)為 模數(shù) m=、 ,壓力角 a=20176。,分度圓螺旋角 β=176。 、 176。 ,齒數(shù) 20~ 40。 2)變速器齒輪主要包括倒檔齒輪、一檔齒輪、二擋齒輪、三檔齒輪、倒檔齒套、中間軸、倒車(chē)惰輪等等。根據(jù)桂林白城齒輪廠(chǎng) CA141 變速器、蘭州汽車(chē)齒輪廠(chǎng)LC3520B1 變速器、 興化齒輪廠(chǎng)的 EQ141 變速器、以及其他廠(chǎng)家生產(chǎn)的 CASS20變速器、 G601Y 變速器等, 選擇變速器通用的齒輪。 選擇 微 型變速 器通用 的 直齒輪 基本參數(shù) 為模數(shù) m= , 壓力角 a=20176。 ,齒數(shù) Z=20~ 40, 微 型變速器通用的斜齒輪 基本參數(shù) 為 m=、 ,壓力角 a=20176。,螺旋角 β 為 176。、 176。 ,齒數(shù) Z=20~ 40。 如表 、 所示。 表 微型車(chē)變速器直齒輪 模數(shù) m 壓力角 a(176。) 齒數(shù) Z 1 20 20~ 40 2 20 20 表 微型 車(chē) 變速器斜 齒輪 模數(shù) m 壓力角 a(176。) 螺旋角 β 齒數(shù) Z 20 20~ 40 2 選擇輕型變速器通用的直齒輪 基本參數(shù) 為模數(shù) m=、 4,壓力角 a=20176。、30176。,齒數(shù) Z=20~ 50,輕型變速器通用的斜齒輪 基本參數(shù) 為 m=、 ,壓力角a=15176。、 20176。,螺旋角 β =1 176。,齒數(shù) Z=20~ 50。如表 、 所示 。 15 表 輕型 車(chē) 變速器直齒輪 模數(shù) m 壓力角 a(176。) 齒數(shù) Z 20 20~ 50 30 3 20 30 4 20 30 選擇中型變速器通用 的直齒輪 基本參數(shù) 為模數(shù) m= 、 ,壓力角 a= 20176。,齒數(shù) Z=20~ 50,中型變速器通用的斜齒輪為 m=、 ,壓力角 a=20176。、176。,螺旋角 β =23176。 、 176。,齒數(shù) Z=20~ 50。 表 輕型 車(chē) 變速器斜齒輪 模數(shù) m 壓力角 a(176。) 螺旋角 β 齒數(shù) Z 15 16 20~50 20 16 15 16 20 16 選擇重型變速器通用的直齒輪 基本參數(shù) 為模數(shù) m=、 8,壓力角 a=20176。、 30176。,齒數(shù) Z=20~ 45,重型變速器通用的斜齒輪為 m= 、 、 5,壓 角 a=20176。 螺旋角 β =176。 、 176。,齒數(shù) Z=20~ 50。 3)汽車(chē)同步器用齒環(huán)主要包括一檔從動(dòng)齒環(huán)、二檔齒環(huán)、二檔從動(dòng)齒環(huán)、三檔齒環(huán)、四檔齒環(huán)、中間檔常嚙合齒輪、倒檔從動(dòng)齒環(huán)等。根據(jù)武漢汽車(chē)同步器齒
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