基于UG的标准斜齿圆柱齿轮及变位齿轮的参数化建模
基于UG平台的变位斜齿轮参数化设计与建模
图 3 搬运储气罐至水箱进行密封性测试
3 结论 通过仿真可以直观地观察搬运机械手的动作过
程, 通过修改参数可以看出该机械手的动作满足作业
参考文献: [ 1 ] 郭柏林. 基于 ADAM S 的搬运机械手轨迹规划与仿真
[J ]. 湖北工业大学学报, 2007 (4) : 37239. [ 2 ] 王国强, 张进平, 马若丁. 虚拟样机技术及其在ADAM S
arc= b3 tan (bata) a= deg (arc3 2 d) x0= d 23 co s (a3 t) y0= d 23 sin (a3 t)
其中: a rc 为分度圆圆柱面螺旋线在端面投影的弧长, a 为与 a rc 圆弧对应的中心角度。
按规则曲线方式插入 (x 0, y 0, z ) 生成的螺旋曲线, z 轴分量以线性 (L inea r) 方式输入起始值 0、终止值 30 以替代齿宽b (b< 30) , 在对话框中选择“O K”后, 图 形窗口中即生成一条螺旋线。 对该螺旋线进行围绕圆 心旋转变换的复制操作, 即可在分度圆上生成任意位 置的两条螺旋线, 这样得到如图 4 所示的三条螺旋引 导线。 214 法面螺旋线的形成
要求。 仿真模型和运动过程参数可以为整个机构的优 化提供理论依据, 继而为快速、 准确、 方便地设计和 制造物理样机奠定基础。
虚拟样机技术是现代设计中的一种新的设计方 法, 有着广阔的发展前景和市场。 虚拟样机技术可以 缩短新产品开发周期、 降低新产品研制费用和提高产 品设计质量, 加速了新产品的开发。
图 1 变位齿轮形成原理
2 变位斜齿轮的参数化设计过程 下面以某公司生产的 KCB - 1813 型齿轮泵中的
高度变位斜齿轮为例, 说明该齿轮的设计过程。 211 齿轮基本参数的设置及渐开线参数方程的建立
基于UG NX6.0斜齿圆柱齿轮参数化建模探讨
南 】 切制轮 时， ： 刀具进 刀方向一般是 直于其法 面 ， 取法面参 数为杯 准值 ？仉斜齿 轮的 儿何 Ｊ 寸却是按 端面参数 进行设计 的 ， 建立 表达式必须把法面参数换算 为端面参数 。建立如下换算 表达式 ：
ａ ａｅａ｛ ｎａ （（ ） ｜ ｌｔｎｔ （ｎ １ Ｂ） ＝ ａ ｓ ｍ ＝ｌ ／ｌ（ ｆｌｎ＜ Ｂ） ｌ： ｄ＝ｉ ｌｔ Ｚ Ｒ ｌ ｄｌｄ＋２ ｔ（ａ＋ ｎ ａ＝ ｔ ｛ｍ ＊ｈｎ ｘ 一△Ｖ ） ｄ ｔｄ／￣ ） ｂ＝ ｔ， ＋ ，ｓ ｄｌｄ一 ＊ ＊ｈｎ ｃ ～ Ｔ ｆ ｌ２ ｍｌ（ａ ＋ ｎ ｘ１ ＝ ） ａ 为 端 面 斥 力角 ｌ ｌｌ ｎ 为端面模数 ｄ 为 端 面 上 分 度 圆 直 径 ｔ ｄ ｔ 端 面 上齿 顶 圆直 径 ａ为 ｄｔ ｂ 为端 面上 基 网 直 径 （ １ 端 面 上 齿根 圆直 径 ｎ为
一
开线复制到 另外一边 ； 修剪 ， 多余 的线 剪去 ， 把 形成首尾 相接 的齿槽线 串， 完成 草 图， 即完成齿槽 形状 的绘制 ， ２ 图 所示 。 本步 骤刷定 义的表 （ 达式方程做约束 ）
・＝ ． ｎ ０２ ５ ｈ ６ ＝２ ｘ＝ ． ｎ ０５ △Ｖ ００ ＝． ４
嵌
图 １渐 开 线 ２ ３渐开线斜齿 圆柱齿 轮齿槽 形成 绘 制渐开线斜 齿圆柱齿 轮的甫槽 ， 既可 以在 建模界面 ， 通过曲线＞ 基 本 曲 线 来 编 辑 绘 制 ， 可 以进 人草 图 ， 过 圆 和 约 束 来 编辑 绘 制 在 也 通 草 罔界 面 ， 辑绘 制 相 对 灵 活 、 便 。 编 方 进 入草图 ，Ｃ Ｙ Ｘ — Ｃ为 草 绘 平 面 ， 原 点 为 圆 心 ， Ｊ 个 同 心 嘲 （ 根 以 ｊ 毋３
㈨ 为法 向 顶 隙 系 数 ｈ为 齿 轮 厚 度 Ｘ 法 向变 位 系数 Ｒ Ｉ Ａ ｖ齿 顶 修 正 系数
基于UGNX软件全参数化斜齿轮设计的研究
基于UGNX软件全参数化斜齿轮设计的研究UGNX（Unigraphics NX）软件是与CAD、CAM、CAE等先进工程设计软件齐名的国际化软件，被广泛应用于航空、汽车、机械等领域的产品设计和制造。
全参数化设计是UGNX软件的一大特色，其具有高效、精确和实用性强等优点，被越来越多的设计师和制造工程师所青睐。
斜齿轮作为一种传动机构，其结构简单，运动稳定，适用于高速工作环境。
在机械设计中，斜齿轮被广泛应用于汽车、机床、风电、船舶等领域中。
斜齿轮的设计需要注意到齿轮剖面曲线、齿轮轮齿数、齿轮轴与交点角等参数，这些参数对于斜齿轮的运动和传动都有着重要的影响。
如何通过UGNX软件实现斜齿轮的全参数化设计，是一个需要研究和探索的课题。
UGNX软件全参数化斜齿轮的设计过程如下：1.定义参数：首先需要定义斜齿轮的参数，如齿轮轮齿数、齿轮轴与交点角、齿轮齿高等参数。
这些参数不仅影响斜齿轮的传动效果，也影响着斜齿轮的结构尺寸。
2.绘制基础形状：在UGNX软件中，可以利用线条、圆弧、直线等工具绘制斜齿轮的基础形状，如齿轮齿面、齿根、齿顶等。
这些基础形状可以根据定义的参数进行相应的调整和修改。
3.生成斜齿轮模型：在绘制好基础形状之后，利用UGNX软件中的斜齿轮建模工具，可以快速地生成斜齿轮模型。
4.修改参数：通过修改定义的参数，可以调整斜齿轮的轮齿数、齿高以及齿轮轴与交点角等参数，从而实现斜齿轮的全参数化设计。
通过UGNX软件全参数化斜齿轮设计，可以使设计师更快速、简便地设计出符合要求的斜齿轮。
同时，全参数化设计也可以在设计过程中针对不同要求的斜齿轮进行快速构建和修改调整，提高了设计的效率和准确性。
在进行斜齿轮的全参数化设计时，需要对UGNX软件的使用有一定的了解和掌握，以便可以更好地利用其强大的特性和功能。
在UGNX软件中进行斜齿轮的全参数化设计时，需要考虑齿轮的轮齿数、齿高、齿距等参数。
以下是斜齿轮设计中涉及到的一些常见数据和相关分析。
第七部分：UG画齿轮-02圆柱斜齿轮
第七部分：齿轮---圆柱斜齿轮圆柱斜齿轮的建模（法面模数Mn=4,齿数z=18,齿宽b=45,压力角α=20°，螺旋角β=16°）斜齿轮的创建关键在于螺旋线（引导线）的创建，由于NX和SolidWorks自带有创建齿轮的工具，所以先介绍两种软件简捷的方法，再一一介绍各个软件用参数创建的方法。
NX:结果如下：SolidWorks: 结果如下：A.NX的参数建模为了便于理解，此斜齿轮的模数（即：法面模数）和齿数与直齿轮的一样。
（1）此斜齿轮除了螺旋角之外，还要增加一些参数。
先打开直齿齿轮将其表达式导出并命为z=18.exp 新建斜齿轮文件打开表达式对话框，将导出的z=18.exp文件导入，并添加β=16°和螺旋线的关系式并作相应的修改，如下：（略去部分）将z=18.exp导入表达式后做相应的修改。
①添加了螺旋角β=16°②添加了螺旋升角λ=90-16=74°③添加了基圆周长c=db*π④添加了螺旋线螺距s=c*tanλ⑤修改了模数为法面模数，m改为Mn⑥修改了分度圆直径为d=mn*z/cosβ⑦添加了齿廓旋转角度θ=arcsin(b*tanβ/rb)⑧添加了端面压力角αt=arctan(tanα/cosβ)（2）在草图中作4个圆并用直径da,d,db,df分别约束。
（3）拉伸齿顶圆da,深度为齿宽b=45。
（5）将渐开线投影到草图上。
（6）参照直齿轮轮廓的画法，做出镜像中心线及镜像后的渐开线，并修改。
（7）做出一个齿廓。
拉伸齿顶圆(注意草图的平面为XY平面) 画出渐开线投影后的渐开线直径大于齿顶圆的圆（之所以要画直径大于齿顶圆的圆，是为了以防做出扫掠体后求差时出现不能完全切除的情况）连结分度圆与渐开线的交点与圆心的线段旋转（-90/z）°后的线段作为镜像中心线与渐开线相切的直线投影后的齿根圆镜像后的倒角为：r1（即，r1=if(hax>=1)(0.38*mn)else(0.46*mn)如果顶隙系数hax≥1则r1=0.38*mn如果顶隙系数hax＜1则r1=0.46mn（8）画螺旋线（即扫掠中的引导线）圈数：b/s，这里s可理解成齿宽为1个螺距的长度。
基于UG知识融合的圆柱齿轮参数化建模
图 8 孔板式齿轮
轮辐式齿轮的附加结构为扇形孔，规则代码涉及到相
Internal Combustion Engine & Parts
·7·
应草图的创建和拉伸操作，其模型如图 9 所示。
1.3 齿轮实体的构建 对齿顶圆进行拉伸操作，拉伸高度为齿宽的字母代 号。圆柱齿轮包括直齿轮和斜齿轮，而斜齿的走向是沿着 圆柱螺旋线的，圆柱螺旋线如图 4 所示，其定义为：一个动 点沿圆柱面的母线作匀速直线运动，同时该母线又绕圆柱 面的轴线作匀速转动，点的这种复合运动的轨迹称为圆柱 螺旋线，螺旋线上每一点的切线与圆柱面的轴线的夹角都 相等，这一角度称为圆柱螺旋线的螺旋角[2]。 根据该定义，可以通过相交曲线操作创建一段螺旋 线 ，过 与 齿 轮 法向 轴 垂 直 的 坐 标 轴 创 建 一 平 面 ，则 该 平 面 与法向轴的夹角为螺旋角，该平面与齿顶圆拉的交点及齿轮法向轴的平面为参
考，将其转动 琢’1 角度产生镜像面，以此面为参考镜像出另 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
作者简介院褚若星（1994-），男，山东济宁人，在读研究生，沈阳理 工大学，研究方向为车辆现代设计与制造技术。
图 1 参数表达式
一条渐开线[1]。为方便齿槽轮廓曲线的构建及后续的扫掠操 作，需画出一个辅助圆，该圆比齿顶圆要大。分别对齿根圆、 辅助圆和两条渐开线进行修剪操作，对修剪后的各线条进 行连接曲线操作使其成为一个整体，如图 3 所示。
Internal Combustion Engine & Parts
基于UG二次开发的直齿、斜齿圆柱齿轮及锥齿轮的参数化建模
基于UG二次开发的直齿、斜齿圆柱齿轮及锥齿轮的参数化建模摘要在机械加工中,孔加工占机械加工的比例在30%以上,特别是在汽车与航空等行业中麻花钻的应用极为广泛。
由于长期以来,麻花钻的设计大多是靠工程师的经验来进行,在设计过程中,难免会出现重复性的工作,从而降低了设计效率。
同时通常的设计都是在二维图纸上进行设计,不能得到可视化的麻花钻三维造型,这就阻碍了麻花钻的数控刃磨加工及利用一些分析软件对麻花钻的钻削过程进行分析。
在UG中利用麻花钻参数表达式绘制麻花钻实体模型，实现麻花钻在UG的参数化设计。
从而实现产品的快速设计。
UGOpen二次开发模块是UG软件的二次开发工具集，利用该模块可对UG系统进行用户化开发，可满足用户进行各种二次开发的需求。
学习了UG二次开发的各种工具，了解了各种工具的特点和适用范围。
选择 UGOpen API编程语言，结合使用UGOpen Menu Script 和UGOpen UI Styler开发工具，实现了基于UG二次开发工具的直齿圆柱齿轮、斜齿轮、直齿锥齿轮的参数化设计。
关键词：麻花钻，二次开发，参数化，APIAbstractKey Words：parameter, gear, UGOpen, API目录第 1 章绪论 (1)1.1课题的研究背景 (1)1.2课题的研究内容和解决方法 (2)第 2 章 UG二次开发的研究 (4)2．1 UG软件概述 (4)2.1.1U G软件的功能介绍 (4)2.1.2 UG功能模块 (5)2.2 U G二次开发相关工具概述 (5)2.2.1 UGOPEN GRIP (6)2.2.2U G O P E N A P I (7)2.2.3U G O P E N M e n u S c r i p t (7)2.2.4 UGOPEN UI Styler (9)2.2.5 User Tools工具 (9)第3章二次开发方案的选择 (11)3．1列举可行的方案 (11)3．2 方案的选择 (13)3．3利用二次开发工具制作系统菜单 (14)3.3.1设置系统环境变量 (14)3.3.2制作菜单 (15)目录第4章齿轮常用的齿形曲线——渐开线 (18)4．1渐开线的形成原理 (18)4．2渐开线的数学模型 (19)4．3渐开线齿廓的绘制 (20)第 5 章直齿圆柱齿轮的参数化设计 (22)5．1 数学模型 (22)5．2 齿轮三维建模 (23)第 6章斜齿轮的参数化设计 (26)6．1 数学模型 (26)6．2 齿轮三维建模 (27)第 7 章直齿锥齿轮的参数化设计 (28)7．1 数学模型 (28)7．2 齿轮三维建模 (29)第 8 章程序设计 (30)8.1 总体方案设计 (30)8.2 对话框设计 (31)8.3 程序设计 (36)第 9 章结论 (48)致谢 (50)参考文献 (51)附录 (52)目录第1章绪论1．1课题的研究背景齿轮机构用于传递空间任意两轴之间的运动和动力，具有质量小、体积小、传动比大和效率高等优点，已广泛应用于汽车、船舶、机床、矿山冶金等领域，它几乎适用于一切功率和转速范围，是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。
基于UG的斜齿轮三维参数化设计方法——扫描成型法
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基于UG的标准斜齿圆柱齿轮及变位齿轮的参数化建模
基于UG的标准斜齿圆柱齿轮及变位齿轮的参数化建模所在学院机械工程学院专业名称机械设计制造及其自动化年级二零一零级学生姓名、学号指导教师姓名、职称讲师完成日期二零一零年五月摘要齿轮是机械行业中被广泛应用的零件之一，齿轮轮齿的精确三维造型被视为齿轮机械动态仿真、NC加工、干涉检验以及有限元分析的基础。
但在UG7.0软件上并没有专门的模块，所以本文详细阐述的是在UG7.0平台上建立斜齿圆柱齿轮及变位齿轮三维模型的新方法。
由于斜齿轮的轮廓线不是标准曲线，想实现齿轮造型的精确建模有一定的难度。
斜齿轮常用的成型方法是扫掠成型法，但此方法实现的建模不准确。
为了改变这种缺点，本论文提出了通过建立渐开线、齿根过渡曲线对称方程，精确计算出了分界齿数与曲线起始、终止角度，以自由形式特征下的扫掠为工具的解决方案。
该方法符合标准斜齿圆柱齿轮齿廓线的定义,可以实现齿轮的精确建模。
通过实例建模，此方法同样适用于变位齿轮的参数化建模，提高了变位齿轮工程设计的效率。
关键词：斜齿轮及变位齿轮；渐开线；过渡曲线；对称方程；参数化建模ⅠABSTRACTGear is the machinery industry is widely applied in one of the parts, and gear of gear tooth accurate three-dimensional modeling is regarded as dynamic simulation, NC gear machinery processing, the interference of the finite element analysis test and the foundation. But in UG7.0 software and no special module, so in this paper expounds in UG7.0 platform is established on the helical gear shift gears and three dimensional model of the new method.Because the outline of the helical gear line is not standard curve, want to realize the precise gear modelling modeling has the certain difficulty. The helical gear commonly used the shaping method is sweeping ChengXingFa, but this method of modeling is not accurate. In order to change this weakness, this paper puts forward through the establishment of the involute tooth root, transition curve equation of symmetry, accurate boundary calculated with curve starting, termination number Angle, the free form the sweeping characteristics for the tool solutions. This method accord with standard helical gear tooth profile line of the definition, can realize the precise modeling gear.Through the example modeling, this method is also applicable to shift gears of parameterized modeling, improve the gear shift of the project design efficiencyKey words: The helical gear and shift gears; Involute; Transition curve; Symmetrical equation; Parameterized modelingⅡ目录1 引言 (1)1.1国内外的研究现状及发展趋势 (1)1.2课题研究内容 (2)1.3课题研究的意义 (2)1.4参数化建模策略 (3)1.5 Unigraphics介绍 (4)2斜齿轮的基本参数与几何尺寸计算 (5)2.1斜齿轮基本参数 (5)2.2设置齿轮参数和相关尺寸计算 (5)2.2.1前、后端面齿廓曲线的生成 (6)2.2.2齿根过渡曲线的建立 (8)3 标准斜齿圆柱齿轮的参数化建模 (11)3.1 基圆直径小于齿根圆直径即Z>分界齿数时 (11)3.1.1设置斜齿轮基本参数 (11)3.1.2斜齿轮计算参数的设置 (11)3.1.3创建斜齿轮前、后端面齿廓 (12)3.1.4 建造齿轮模型时的表达式 (13)3.1.5创建螺旋线 (15)3.1.6创建螺旋齿 (16)3.1.7创建完成斜齿轮实体 (16)3.1.8参数化实现 (17)3.2 基圆直径大于齿根圆直径即Z<分界齿数时 (17)3.2.1斜齿轮建模的表达式 (17)3.2.2创建斜齿轮齿廓曲线 (19)3.2.3创建螺旋线 (20)3.2.4创建螺旋齿 (21)3.2.5创建斜齿轮实体 (21)3.2.6参数化实现 (22)4 变位斜齿轮的实体建模 (23)4.1概述 (23)4.2变位斜齿轮的参数化设计 (24)4.2.1 基圆直径小于齿根圆直径时即Z>分界齿数时 (24)4.2.2基圆直径大于齿根圆直径时即Z<分界齿数时 (31)5斜齿轮参数化建模 (39)5.1参数化设计步骤及其方法 (39)5.1.1利用表达式进行参数化 (39)5.1.2利用表达式的电子表格功能实现参数化 (40)Ⅲ5.1.3利用部件族电子表格功能实现参数化 (41)6总结与展望 (48)参考文献 (44)致谢 (45)Ⅳ1 引言齿轮传动被视为传递机械力的主要运动方式，在工业发展中占有重要地位。
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基于UG的标准斜齿圆柱齿轮及变位齿轮的参数化建模
所在学院机械工程学院
专业名称机械设计制造及其自动化
年级二零一零级
学生姓名、学号指导教师姓名、职称讲师
完成日期二零一零年五月
摘要
齿轮是机械行业中被广泛应用的零件之一，齿轮轮齿的精确三维造型被视为齿轮机械动态仿真、NC加工、干涉检验以及有限元分析的基础。
但在UG7.0软件上并没有专门的模块，所以本文详细阐述的是在UG7.0平台上建立斜齿圆柱齿轮及变位齿轮三维模型的新方法。
由于斜齿轮的轮廓线不是标准曲线，想实现齿轮造型的精确建模有一定的难度。
斜齿轮常用的成型方法是扫掠成型法，但此方法实现的建模不准确。
为了改变这种缺点，本论文提出了通过建立渐开线、齿根过渡曲线对称方程，精确计算出了分界齿数与曲线起始、终止角度，以自由形式特征下的扫掠为工具的解决方案。
该方法符合标准斜齿圆柱齿轮齿廓线的定义,可以实现齿轮的精确建模。
通过实例建模，此方法同样适用于变位齿轮的参数化建模，提高了变位齿轮工程设计的效率。
关键词：斜齿轮及变位齿轮；渐开线；过渡曲线；对称方程；参数化建模
Ⅰ
ABSTRACT
Gear is the machinery industry is widely applied in one of the parts, and gear of gear tooth accurate three-dimensional modeling is regarded as dynamic simulation, NC gear machinery processing, the interference of the finite element analysis test and the foundation. But in UG7.0 software and no special module, so in this paper expounds in UG7.0 platform is established on the helical gear shift gears and three dimensional model of the new method.
Because the outline of the helical gear line is not standard curve, want to realize the precise gear modelling modeling has the certain difficulty. The helical gear commonly used the shaping method is sweeping ChengXingFa, but this method of modeling is not accurate. In order to change this weakness, this paper puts forward through the establishment of the involute tooth root, transition curve equation of symmetry, accurate boundary calculated with curve starting, termination number Angle, the free form the sweeping characteristics for the tool solutions. This method accord with standard helical gear tooth profile line of the definition, can realize the precise modeling gear.
Through the example modeling, this method is also applicable to shift gears of parameterized modeling, improve the gear shift of the project design efficiency
Key words: The helical gear and shift gears; Involute; Transition curve; Symmetrical equation; Parameterized modeling
Ⅱ
目录
1 引言 (1)
1.1国内外的研究现状及发展趋势 (1)
1.2课题研究内容 (2)
1.3课题研究的意义 (2)
1.4参数化建模策略 (3)
1.5 Unigraphics介绍 (4)
2斜齿轮的基本参数与几何尺寸计算 (5)
2.1斜齿轮基本参数 (5)
2.2设置齿轮参数和相关尺寸计算 (5)
2.2.1前、后端面齿廓曲线的生成 (6)
2.2.2齿根过渡曲线的建立 (8)
3 标准斜齿圆柱齿轮的参数化建模 (11)
3.1 基圆直径小于齿根圆直径即Z>分界齿数时 (11)
3.1.1设置斜齿轮基本参数 (11)
3.1.2斜齿轮计算参数的设置 (11)
3.1.3创建斜齿轮前、后端面齿廓 (12)
3.1.4 建造齿轮模型时的表达式 (13)
3.1.5创建螺旋线 (15)
3.1.6创建螺旋齿 (16)
3.1.7创建完成斜齿轮实体 (16)
3.1.8参数化实现 (17)
3.2 基圆直径大于齿根圆直径即Z<分界齿数时 (17)
3.2.1斜齿轮建模的表达式 (17)
3.2.2创建斜齿轮齿廓曲线 (19)
3.2.3创建螺旋线 (20)
3.2.4创建螺旋齿 (21)
3.2.5创建斜齿轮实体 (21)
3.2.6参数化实现 (22)
4 变位斜齿轮的实体建模 (23)
4.1概述 (23)
4.2变位斜齿轮的参数化设计 (24)
4.2.1 基圆直径小于齿根圆直径时即Z>分界齿数时 (24)
4.2.2基圆直径大于齿根圆直径时即Z<分界齿数时 (31)
5斜齿轮参数化建模 (39)
5.1参数化设计步骤及其方法 (39)
5.1.1利用表达式进行参数化 (39)
5.1.2利用表达式的电子表格功能实现参数化 (40)
Ⅲ
5.1.3利用部件族电子表格功能实现参数化 (41)
6总结与展望 (48)
参考文献 (44)
致谢 (45)
Ⅳ。