【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 機(jī)械原理．北京：中央廣播電視大學(xué)出版社．[2] 圓錐齒輪實(shí)體參數(shù)化造型系統(tǒng)的開發(fā)[J]．機(jī)械設(shè)計(jì).[3] 基于ＶBA工具開發(fā)的漸開線齒輪實(shí)體造型系統(tǒng)[J]．現(xiàn)代制造工程.[4] 圓錐齒輪實(shí)體參數(shù)化逆向造型設(shè)計(jì)[J]．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào).[5] 在CAXA三維電子圖板V2中繪制斜齒輪等三維模型．長春大學(xué)學(xué)報(bào)．[6] UG NX2產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.[7] UG中錐齒輪的三維參數(shù)化建模[J].現(xiàn)代機(jī)械.[8] 機(jī)械原理[M].:高等教育出版社.[9] 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].:化工工業(yè)出版社.[10] 機(jī)械制造中的CAD/:北京理工大學(xué)出版社.[11] 遺傳算法與工程設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社.[12] CAD/:機(jī)械工業(yè)出版社.[13] .33 。為了實(shí)現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)和具體工程中的應(yīng)用，完善和加強(qiáng)錐齒輪參數(shù)化造型系統(tǒng)，還需要加入斜齒、弧齒錐齒輪的參數(shù)化造型模。本論文提供直齒錐齒輪的三維參數(shù)化的研究方法，特別是對平面漸開線模型的建立，為其他類齒輪的參數(shù)化造型提供了有益的參考，具有一定的參考和應(yīng)用價值。結(jié)論錐齒輪廣泛應(yīng)用于航空、航天和工程機(jī)械傳動系統(tǒng)中，具有傳動載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 圖417 選擇“插入—成形特征—回轉(zhuǎn)”，以齒輪軸線為軸線，將六邊形線框旋轉(zhuǎn)360度，創(chuàng)建一實(shí)體，選擇“插入—成形特征—拉伸”，選擇“減”，得到一新實(shí)體。 圖415 齒輪輔助線選擇“預(yù)設(shè)置—建?！?，將“體類型”設(shè)置為“實(shí)體”；選擇“插入—特征操作—縫合”，對裁剪后得到的六個片體進(jìn)行縫合，從而得到一個輪齒實(shí)體，如圖416所示圖416 單個輪齒選擇“編輯—變換”，選中輪齒實(shí)體，選擇“繞一直線旋轉(zhuǎn)”，選擇“現(xiàn)有直線”，即圓錐齒輪的軸線，角度值為360/20，單擊“復(fù)制”19次，即得到20個輪齒實(shí)體。生成三個片體；選擇“插入—特征操作—裁剪”，將以上生成的五個片體的多余部分裁剪掉；選擇“插入—自由形式特征—裁剪的片體”，對三個圓錐面多余部分進(jìn)行裁剪；選擇“插入—成形特征—回轉(zhuǎn)”，將大端截止直線繞齒輪軸線旋轉(zhuǎn)360176。選擇“編輯曲線延長”，延長生成漸開線另一支時用到的鏡像線，作為大端截止直線；選擇“編輯—曲線—裁剪”，將直線多余的部分裁剪掉，結(jié)果如圖415所示。 圖413 兩條漸開線 圖414 輪齒齒廓首先建立一些輔助線，選擇“工作坐標(biāo)系—旋轉(zhuǎn)—+YC軸：ZCXC”，工作坐標(biāo)系繞YC軸沿ZCXC方向旋轉(zhuǎn)90176。如圖413所示。范圍內(nèi)的一條漸開線選擇“插入—曲線—基本曲線”，出現(xiàn)基本曲線對話框，選擇“畫圓”根據(jù)當(dāng)量齒輪齒頂圓直徑dva1和齒根圓直徑dvf1生成齒頂圓和齒根圓兩條曲線。范圍內(nèi)的一段漸開線，如圖412所示。除了以上計(jì)算幾何尺寸的表達(dá)式外，還要輸入生成齒廓線（漸開線）的表達(dá)式：a=0，b=90，t=0，s=(1t)*a+t*b，u=rad(s)，當(dāng)量齒輪基圓半徑rvb1=dvb1/2，xt=rvb1*sin(s)rvb1*u*cos(s)yt=rvb1*cos(s)+rvb1*u*sin(s)zt=0當(dāng)所有表達(dá)式輸入完畢后，單擊確定。圖411 內(nèi)錐齒輪方法二：:啟動Unigraphics，在工具條中選擇新建文件按鈕，或者在菜單欄中選擇“文件—新建”，出現(xiàn)新部件文件對話框，輸入文件名“YuanZhui_CL”，單位為毫米，單擊“ok”后進(jìn)入Unigraphics集成開發(fā)環(huán)境。②單擊“Join”圖標(biāo),選擇的三條曲線,將其連接起來.圖45 第二個基準(zhǔn)平面的建立(4),拉伸方向?yàn)閆C,參數(shù)設(shè)置如:StartDistance=0,EndDistance=Para_option,FirstOffset=0,SecondOffset=0,TaperAngle=,單擊“Solid Face”按鈕,實(shí)體平面,連續(xù)四次單擊“OK”: StartDistance=0,End Distance=Db/2D_root/2+0. 5,FirstOffset=0, SecondOffset=0,TaperAngle=0,最后將其與上面剛建立的拉伸實(shí)體進(jìn)行合并(Unite)圖47 連續(xù)曲線拉伸形成的實(shí)體利用“Trim Body”命令對上述拉伸實(shí)體進(jìn)行修剪,修剪面為第(2)步中創(chuàng)建的第二個參考平面,再利用“Instance”中的“MirrorBody”命令對修剪后的實(shí)體進(jìn)行鏡像,最后將兩部分實(shí)體求和,即可得到如圖48所示的基本齒形.圖48 齒輪的基本齒形接著建立兩個基準(zhǔn)平面:其中一個為平行于圓柱底面的對稱平面。同理,分別設(shè)置以t為自變量,縱坐標(biāo)為yt、第3個坐標(biāo)為zt的因變量,再選擇原點(diǎn)作為參考點(diǎn),即可生成漸開線,見圖43。圖43 漸開線的繪制:①從Tools→Expression→Import中導(dǎo)入gear. exp文件。)s=90* t漸開線方程(漸開線起點(diǎn)在x軸上)xt=(Db/2)* cos(s)+(Db/2)* rad(s)* sin(s)yt=(Db/2)* sin(s)(Db/2)* rad(s)* cos(s)zt=0齒厚gear_thick=m* pi() /2+2*m* x* tan(a)半齒厚對應(yīng)的圓心角half_angle=gear_thick* 180/(m* z* pi())分度圓與漸開線的交點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線與正X方向的夾角init_angle=180* sqrt((D/2)* (D/2)(Db/2)* (Db/2)) /(pi()* (Db/2))a分度圓上半齒厚處的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線與正X方向的夾角start_angle=init_angle+half_angle齒輪高度H_gear=20建模過程中的輔助參數(shù)Para_option=2直齒錐齒輪的分度錐角cone_angle=50直齒錐齒輪的齒根角cone_root_angle=180* atan(D_roo*t tan(cone_angle) /D) /pi()直齒錐齒輪的齒頂角cone_top_angle=180* atan(D_top* tan(cone_angle) /D) /pi()直齒錐齒輪大小端齒形比scale=(D_root/(2* tan(cone_root_angle))H_gear) /(D_root/(2*tan(cone_root_angle)))參數(shù)化是一種基于特征、尺寸約束、數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計(jì)修改的技術(shù)。以下我們通過不同的建模思路來完成直齒錐齒輪的三維參數(shù)化建模方法一:首先利用UG中的規(guī)律曲線(Law Curve)功能生成齒廓曲線———漸開線,然后利用掃掠和抽取幾何元素特征操作,建立錐齒基本齒形,接著對該齒形和錐臺進(jìn)行求和特征操作、陣列操作得到相應(yīng)的外錐齒輪三維模型。第三種方法是利用CAD的二次開發(fā)工具來實(shí)現(xiàn)漸開線齒輪齒廓的精確繪制，此種方法能夠比較精確的繪制出漸開線齒輪齒廓。第二種方法是先調(diào)用繪制工程圖形的專用軟件，然后把圖形文件導(dǎo)入CAD系統(tǒng)。目前，繪制漸開線齒輪齒形的方法有三種，一種是用圓弧近似代替漸開線，這樣雖然能夠近似畫出齒輪輪廓，但存在如下缺點(diǎn):繪制過程復(fù)雜，費(fèi)時并且容易出錯。故目前絕大部分的齒輪都是采用漸開線作為齒形。加工刀具的通用性也廣，一種模數(shù)的刀具可加工任意齒數(shù)的齒輪。(4)互換性好。這種性質(zhì)稱為漸開線齒輪傳動的“可分離性”。漸開線齒輪傳動，如果把兩輪的中心距離稍微增大或減小些，此時，兩輪的嚙合時的傳動比仍能保持不變。其中漸開線齒形能夠較為全面地滿足上述方面的要求，漸開線齒形的優(yōu)點(diǎn)如下:(l)漸開線齒形能夠保證瞬時傳動比不變。(6)漸開線上任意點(diǎn)的法線長度(也是曲率半徑)等于發(fā)生線在基圓上滾過的弧長。在相同展開角處，基圓半徑越大，其漸開線的曲率半徑越大，當(dāng)基圓半徑為無窮大時，其漸開線變成直線。(4)同一基圓上任意兩條漸開線之間各處的公法線長相等。是漸開線在點(diǎn)A的曲率中心，線段AG。(2) 漸開線上任意點(diǎn)的法線必切于基圓，切于基圓的直線必為漸開線上一點(diǎn)的法線。漸開線齒輪的輪齒齒形就是由兩條對稱的漸開線所形成。當(dāng)發(fā)生線在基圓上做純滾動時，發(fā)生線上的一些任意點(diǎn)如B、C都會展出漸開線。就是形成的漸開線。其中齒形曲線部分為齒輪嚙合傳動接觸的重要部分，也是構(gòu)造齒廓的重要曲線。齒形齒廓除了要滿足定傳動比外，還必需從設(shè)計(jì)、制造、測量、安裝及使用等方面要求，和其它的齒形相比，漸開線擁有保持瞬時傳動比恒等和可分離性等優(yōu)點(diǎn)，因此絕大部分的齒輪都是采用漸開線作為齒形齒廓的。其次，在上述研究的基礎(chǔ)上建立直齒圓錐齒輪的數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用 UG實(shí)現(xiàn)各種齒輪的三維參數(shù)化造型。對于錐齒輪我們從參數(shù)表達(dá)式進(jìn)行齒輪的平面參數(shù)約束從而完成齒輪的參數(shù)化建模。圖38清楚表示了這些特征的分類及層次關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，首先要對微波器件的典型特征有一個清楚的認(rèn)識，并對其進(jìn)行分類，這也是建立零件庫所必須進(jìn)行的前期分析工作。先對零件進(jìn)行分類，用反映該類零件所有特征的復(fù)合零件作為三維零件模版，然后根據(jù)復(fù)合零件用人機(jī)交互的形式直接