【正文】 示。然后在對齒形進行拉伸，高度和齒根圓拉伸的高度一樣，形成齒如圖 55 所示。此時將齒和齒根圓進行求和并對齒做環(huán)形陣列，即得到齒輪如圖 56所示。 圖 4 8齒根圓繪制拉伸 圖 4 9齒形拉伸 圖 4 10齒輪 （ 3） 打孔挖鍵槽 在齒輪中間打一通孔，在根據(jù)孔的尺寸拉伸出一鍵槽即可?？椎闹睆骄妥约号袛鄾Q定，不能太大，最后畫好的結果應滿足下列條件：鍵槽頂部到齒根圓的距離應大于或等于 2*m。 斜齒輪的參數(shù)化設計 在生產中廣泛用到斜齒輪，雖然使用斜齒輪傳遞動力時會產生軸向力，但與直齒輪 17 相比，有明顯的優(yōu)點： （ 1）嚙合性能好：斜齒圓柱齒輪輪齒之間是一種逐漸嚙合過程，輪齒上的受力也是逐漸由小到大，再由大到小；因此斜齒輪嚙合較為平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，適用于高速、大功率傳動。 （ 2）重合度大：在同等條件下，斜齒輪的嚙合過程比直齒輪長，即重合度較大，這就降低了每對齒輪的載荷，從而提高了齒輪的承載能力，延長了齒輪的使用壽命，并使傳動平穩(wěn)。 （ 3）結構緊湊：用齒條形刀具切制斜齒圓柱齒輪時，其無根切標準齒輪的最小齒數(shù)比直齒圓柱齒輪的少 ，因而可以得到更加緊湊的結構。 數(shù)學模型 我們討論直齒圓柱齒輪時，僅就輪齒的端面加以研究的，這是因為直齒輪的輪齒方向與齒輪軸線平行，在所有與軸線垂直的平面內的情形完全相同，所以只需考慮其端面就能代表整個齒輪。但是，齒輪是有一定寬度的，因此，端面上的點和線，實際上代表著齒輪上的線和面。斜齒圓柱齒輪齒面的形成原理與直齒圓柱齒輪相似，所不同的是，發(fā)生面上展成漸開面的直線不再與基圓柱母線平行，而是偏斜一個角度。當發(fā)生面繞基圓柱作純滾動時，斜直線上的每一點在空間所描出的軌跡都是一條位于與齒輪軸線垂直的平面 內的漸開線。這些漸開線的初始點均在基圓柱面的螺旋線上。這些漸開線的集合，就形成了以螺旋線為初始線的漸開線曲面，稱為漸開螺旋面。該漸開螺旋面在齒頂圓柱以內的部分，就是斜齒圓柱齒輪的齒廓曲面。螺旋角越大，斜齒輪的齒向越偏斜；而當螺旋角為零時，斜齒輪就變成了直齒輪。 與直齒輪不同的是，斜齒輪由于齒向的傾斜，它的每一個基本參數(shù)都可以分為法面（垂直于螺旋線方向所作的截面）參數(shù)和端面（垂直于齒輪軸線方向所作的截面）參數(shù)。用滾齒法加工的斜齒輪 , 其法面參數(shù)是標準值，在計算斜齒輪的幾何尺寸時 ,常需用到的端面參數(shù)。因此，法面 參數(shù)和端面參數(shù)都是斜齒輪的基本參數(shù)。具體有以下參數(shù)：法面模數(shù) mn 和端面模數(shù) mt、法面壓力角 α n端面壓力角 α t、法面齒頂高系數(shù) han*端面齒頂高系數(shù) hat*、法面頂隙系數(shù) *端面頂隙系數(shù) ct*、螺旋角 β ，另外，齒高也是一個重要的基本參數(shù)。其中，模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)都有相應的國家標準。斜齒輪各個主要參數(shù)間的關系如下： 端面模數(shù) ? ?/ costnmm ?? 端面壓力角 ? ? ? ? ? ?ta n ta n / c ostn? ? ?? 端面齒頂高系數(shù) ? ?* * cosat anhh ??? 端面頂隙系數(shù) ? ?* * costncc ??? 端面變位系數(shù) ? ?costnxx ??? 分度圓直徑 td m z?? 基圓直徑 ? ?cosb t tdm ??? 齒頂圓直徑 ? ?2*a t a t td d m h x? ? ? ? ? 18 齒根圓直徑 ? ?*2*f t a t t td d m h c x? ? ? ? ? ? 斜齒輪的建模 斜齒輪的建模于直齒輪的建模有所不同，騎主要為： 斜齒輪的輪齒與齒根圓柱實體的軸線成一定角度。因此在齒形的掃 掠 時，應在分度圓柱體上建立一個草圖平面，在該平面上畫一條與 Z 軸成 β 角的 螺旋線 。然后將該線投影到齒根圓柱實體中，利用投影線作為引導線掃描斜齒輪實體。 其主要步驟如下： （ 1） 建立漸開線齒廓曲線并修剪成齒槽形 方法與直齒輪的一樣，結果如下圖 410 和 411 所示： 圖 4 11斜齒輪漸開線表達式 圖 4 12建立漸開線 圖 4 13齒槽形 （ 2）齒輪的建立 和直齒輪一樣拉伸齒根圓，拉伸好后在插入一根螺旋線，把齒槽形沿這跟螺旋線掃掠并求差，結果如圖 412 所示。最后將齒槽環(huán)形列陣，得到齒輪 19 圖 4 14 齒槽 圖 4 15斜齒輪 20 5 對話框設計 程序要將對話框和部件模型聯(lián)系起來，在程序中必然要調用對話框，并有相應的程序相應對話框中的控件。 UG 中建立好對話框后，保存對話框時系統(tǒng)還自動生成另外兩個文件，分別是與對話框關聯(lián)的 .c 和 .h 文件，在編寫程序時要使用這兩個文件。因此，在編寫程序前必須先建立對話框，建立好對話框后再利用對話框生成的文件進行編程?，F(xiàn)以直齒圓柱齒輪為例，介紹對話框的建立和程序編寫的過程。 在 UG中，單擊下拉菜單 “ 應用 ” —— “ 用戶界面編輯器 ” ，即可進入 UI Style 模塊，操作界面如 圖 51所示。 圖 5 1 UGStyle 操作界面 圖 5 2 編輯對話框屬性界面 由圖中我們可以看出，在操作界面中，除下拉菜單和 “ 標準 ” 工具欄外，該界面主要有：項目工具欄：包括 UI Style 模塊所提供的對話框控件；編輯的對話框：可視化顯示正在編輯的對話框；對象瀏覽器：在對象瀏覽器中可以選擇對話框本身或其中包含的控 件，之后在編輯器中對其資源屬性進行編輯；資源編輯器：對在對象瀏覽器中被選擇的控件的資源屬性進行編輯。 在建立對話框時，我們可以充分利用以上工具。首先，編輯對話框的屬性。選擇對象瀏覽器中最頂層的對話框，就可以在資源編輯器中對對話框的屬性進行編輯。如圖52所示 。 資源編輯器中包括 “ 屬性 ” 、 “ 選擇 ” 、和 “ 回叫 ” 三個選項卡。 “ 屬性 ” 選項卡中可編輯對話框標題、提示語、對話框名、對話框類型等。根據(jù)需要設置后如圖 53 所示。 “ 選擇 ” 選項包括：啟用：選擇是否希望當顯示對話框的同時可以對 UG 圖形窗口中的對象進行選擇；類型：設置在 UG 圖形窗口中選擇對象的方式是否變化；范圍：用于確定被選對象所在范圍是否變化。該選項中不需設置，界面如圖 53 所示 。 在回調選項卡中，所有對話框都可以包含一些基本的回調函數(shù)，主要包括：應用、后退、取消、確定、構造、毀壞等。根據(jù)程序需要編輯后如圖 54 所示 。 21 圖 5 3選擇選項 圖 5 4回叫選項卡 編輯好對話框屬性后，應在對話框中添加相應的控件，本課題中只需要輸入齒輪的一些參數(shù)，只需添加一定數(shù)量的 “ 實數(shù) ” 控件就可以了。添加好控件后應該對控件的屬性進行編輯，其界面如圖 55 所示 。 由圖可看出，其中包含：屬性、微調按鈕、回叫、布局設置四個選項卡。屬性選項卡中可以編輯標簽、控件名等。在這里只需對屬性進行編輯其余的可保持默認狀態(tài)。圖56 顯示的就是編輯后的結果。要注意的是，在資源編輯器中編輯任何一個選項卡后，都要單擊編輯器底部的 “ 應用 ” 按鈕，這樣所編輯的內容才會被保存。最后，直齒圓柱齒輪的對話框如圖 56所示 。 圖 5 5“實數(shù)”控件資源編輯器 22 圖 5 6直齒輪對話框設計結果 23 編輯好對話框后，將對話框保存在開發(fā)路徑下的 application 文件夾中。 UG/Open API 應用程序是利用 UG/Open API，采用 C 語言進行程序設計，使用 C編譯器和連接器創(chuàng)建的能夠在外部（ External）環(huán)境或內部（ Internal）環(huán)境運行的可執(zhí)行程序（文件名后綴為 EXE）或動態(tài)連接庫（文件名后綴為 DLL）形式的程序。對于不同的操作系統(tǒng)平臺，在編譯和連接生成 UG/Open API 應用程序時，編譯選項和所需的系統(tǒng)庫文件是不同的。要使用 UG/Open API 應用程序正常運行，必須正確設置編譯和連接選項。 打開相應部件后，就可調用對話框，輸入對應參數(shù)后單擊 “ 確定 ” 或 “ 應用 ”就可實現(xiàn)模型的更新。運行效果如圖 57。 圖 5 7直齒輪運行結果圖 以上是直齒圓柱齒輪的程序設計過程，斜齒輪與直齒圓錐齒輪的程序設計的過程和所使用的函數(shù)與直齒輪相同，只是參數(shù)名和控件名不同。斜齒輪和直齒錐齒輪的程序設計完成后，運行結果如圖 58 和 59 所示。 圖 5 8斜齒輪對話框設計結果 24 圖 5 9斜齒輪運行結果圖 6 結論與展望 本文介紹的齒輪三維參數(shù)化方法符合精確建模的要求，并且齒輪的所有尺寸參數(shù)都通過表達式加以關聯(lián)。這樣建立起來的齒輪模型不但提高了后期制造、裝配的精度，而且便于修改，可以根據(jù)不同的模數(shù)、齒數(shù)、齒數(shù)比來形成不同的齒輪， 真正實現(xiàn)了齒輪的參數(shù)化設計。在工程設計中我們可以利用四個齒輪坯參數(shù)化模型 ,輸入或修改相應的參數(shù) ,系統(tǒng)可自動生成所需要的齒輪坯三維造型，所以本文的研究對工程設計具有很大的現(xiàn)實意義，它不僅節(jié)約了時間 ,降低造型難度、而且減少重復勞動提高了效率。 然而，由于時間倉促，仍有許多方面值得進一步完善，齒輪的系列比較單調，沒有進行系統(tǒng)的分類。計算機技術和信息技術的高速發(fā)展對制造業(yè)產生了重大的影響，在工程應用軟件的基礎上，根據(jù)企業(yè)的實際情況進行不同程度的二次開發(fā)成為了提高生產效率的重要手段 。 現(xiàn)在，中國的計算機輔助設計制造技術正在不斷走向成熟，以 CAD/CAM核心25 技術為基礎，完成產品的虛擬設計、虛擬裝配、虛擬制造、仿真分析等各環(huán)節(jié)，最大程度的發(fā)揮工業(yè)軟件的作用，我相信，在不久的將來，制造業(yè)將會在信息時代迎來新的春天。 參考文獻 [1] 周虹 仉毅 .基于 UG的漸開線齒輪參數(shù)化設計與實現(xiàn) [J].2021 [2] 周正元 .基于 UG 的圓柱漸開線齒輪參數(shù)化設計 [J].2021 [3] 孫恒 陳作模 葛文杰 .機械原理 [M] 高等教育出版社 .2021 [4] 祝恒云 .基于 UG 的直齒圓柱齒輪繪制研究 [J].2021 [5] 濮良貴 紀名剛 . 機械設計 [M] 高等教育出版社 .2021 [6] 黃翔 李迎光 .UG應用開發(fā)教程與實例精解 [M].清華大學出版社 .2021 [7] 羅源偉 .機械產品參數(shù)化特征造型 [J].桂林電子工業(yè)學院學報 .2021 [8] 張晉西等 .齒輪三維參數(shù)化建模與加工運動仿真 [J].機械設計 .2021 [9] 王群 .UG 零件設計實例與技巧 國防工業(yè)出版社 [M].2021 [10] 孫江宏 .基于 UG的直齒圓柱齒輪參數(shù)化實體設計通用方法 [J].2021 [11] 楊小兵 胡慶夕 凌江春 方明倫 .基于 UG/NX 的齒輪參數(shù)化建模研究與現(xiàn)實[J].2021 [12] 劉莉莉 . 利用 UG草圖實現(xiàn)模型的參數(shù)化設計 [J].2021 [13] 朱凱 李曉武 . 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