基于齿数的渐开线直齿轮参数化建模
基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化设计
基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化设计L概述：-UG简介-渐开线圆柱齿轮参数化设计要求2.UG的参数化设计方法-设计流程-步骤描述3.制作齿轮模型-使用UG构建模型-模型质量检验4.参数化设计分析-结构优化-加工工艺5.实例分析-模型仿真与装配-动力学分析6.结论・总结・改进建议概述：UG是通用的开放式CAD/CAM软件系统，既可以让设计师设计和制作3D数字模型，也可以驱动机械设备在CNC 机床上实现物料加工。
UG的参数化设计方法可以使用数学模型快速参数化计算出齿轮的参数，相关参数如果在设计模型中有变化，将会对CAD/CAM模型和实际装配产品产生影响。
本文将重点讨论基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化设计。
第一部分将介绍UG简介以及渐开线圆柱齿轮参数化设计要求，第二部分将介绍UG的参数化设计方法和流程，第三部分介绍利用UG如何制作渐开线圆柱齿轮模型，第四部分将重点讨论渐开线圆柱齿轮参数化设计分析过程，第五部分将介绍一个实例分析，最后总结并提出本研究的改进建议。
UG参数化设计是一种可控的、高效的、动态的设计方法。
参数化设计的初衷是以数学模型来描述零件的参数，该模型可以以某种方式表达零件的结构和材料特性，这样可以使参数受限的零件轻松实现定制化的设计和生产。
在UG的参数化设计流程中，先定义完成零件的基本参数，然后根据所需要实现的功能，使用UG特有的参数化技术来制定零件的参数，最后实现零件的制作。
在UG的参数化设计中，渐开线圆柱齿轮是一种典型的参数化零件，因为它有多个参数，如压力角、齿顶弦宽度、齿厚、齿深、模数等等，而且这些参数互相影响，设计者需要根据这些参数的关系来理解并控制他们的变化，从而实现合理的设计。
本文将介绍如何使用UG技术快速设计渐开线圆柱齿轮，同时还将阐明模型参数的变化如何影响模型的质量和装配的结果。
UG的参数化设计方法主要包括设计流程和步骤描述。
设计流程由以下几个部分组成：1）了解用户要求：首先，需要仔细研究用户对齿轮精度、工作环境等的要求，得出最适合的参数设置方案。
基于Pro／E的渐开线变位齿轮参数化建模
基于 Ｐ ｏＥ的渐开线变位齿轮 参数化建模 ｒ／
焦 生炉 １ ， 侯 园园 ｓ ，３ ２，
（ ． 江 圣邦科 技 有 限公 司 ， 江 温 州 ３５０ ； ． １ 浙 浙 ２０ ０ ２中国矿业 大学 ， 江苏 徐州 ２ １ｌ ； ２ １６
对应 的角度 ， 圆弧 Ａ 而 Ｂ是齿廓在分度圆上所截的弧 度 。对于标准齿轮来说 ， 圆弧 Ａ Ｂ所对的圆角是 已知
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同样 ， 由于线的方 向反 向， 取负值 ， 得到变位外
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ６ ２ １— ７ １
作者简 介 ： 焦生炉 （９ ４ ） 男 ， １６ 一 ， 江苏徐州人 ， 教授 、 程师 ， 工 南京航空航天大学 毕业 ， 主要从事工程机械相关 工作 。
《 装备制造技术） ０２ ２ １ 年第 １ 期 ０
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为 了进 一 步对 齿 轮 的建 模 过程 进 行 简 化 ，利 用
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基于对称方程的渐开线直齿圆柱齿轮UG参数化建模
（ ａ ｈｎＵｎｖ ｒｔ Ｔ ｉ ａ ｉｅｓｙ，Ｔ ｉ ｎＳ ａｄ ｎ ７ ０ １ ｈｎ） ｓ ｉ ａ ａ ｈ ｎ ｏ ｇ ２ １２ ，Ｃ ｉａ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｈｓａｔｃｅ ｈ ｄ ｐ ｉ ｔｄ ｏ ｔｔｅｓ ｕ ｅ ｒｃ ｒｎ ｏ ｌ ｓｄ ｐ ｒｍ ｅｒｃｍ ｏ ｅ ｎ ｔ ｏ — ｄ ｒｃ ｏ ｍａｉ ｅ ｏ ｎ ｕｆｃｅ ｃ ｔａｔ ｉ ｒｉｌ ａ ｏ ｎｅ ｕ ｈ ｐ ｒｇ ａ ｏｎ ｑ ｎｙ ｕ ｅ ａａ ｔｉ ｄ ｈ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｉｅ ｔｆ ｒ ｔ ｏｎ Ｓｍ ｔ ｄ ｉｓ ｆ ｉｎ ｙ， ｈ ｉ ｐ ｏｐ ｓｄ ｅｔｂｉｈ ｓｉｖ ｌ ｅ ｈｅｍ ｏ ｈ ｒ ｏ ｒｎ ｉｎ ｕ ｖ ｙ ｒ ｏｅ ｓａ ｌ ｅ ｎ ｏｕｔ，ｔ ｔ ｏ ｔｔａ ｓｅ ｔｃ ｒ ｅｓ ｍｍ ｅｒｃｌｅ ｕ ｔ ｎ，ｃ ｃ ｌｔｓｔ ｅ ｄｖｄｎ ｎ ｍｂｅ ｆｔｅ ｎｄ ｔ ｕ ｖ ｓ ｔｉａ ｑ ａｉ ｏ ｌ ａ ｕａｅ ｉ ｉｇ ｆ ｅ ｎｕ ｈ ｉ ｉ ｒｏ ｔ ａ ｈｅｃ ｒ ｅ ｅｈ
Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｍ ｍｅ ｒ ｃ Ｅｑ ａ ｉ ｎ ｏ ｖ ｌ ｔ ｓ ｐ ｒＧｅ ｒ ＵＧ ａ ａ ｅ ｒｃ Ｍ ｏ ｅｉ ｇ ｓｄｏ ｙ ｔ ｉ ｕ ｔ ｆ ｎ ｏ ｕ ｅ Ｓ ｕ ａ ｏ Ｉ Ｐ ｒ ｍ ｔｉ ｄ ｌ ｎ
Ｚ Ｕ Ｈ ＡＮＧ —Ｔ ｏ， ＢＩ Ｓｕ ｏ ＡＮ ｎ — Ｂｉｇ ＣＨｕ ｎ ａ
过 实 例 建 模 ，证 明 了该 方 案 的 正 确 性 、 精 确 性 ，体 现 了该 方 案 理 论 严 谨 ，操 作 方 便 。
关键 词 ：直齿轮 ；渐 开线 ；过 渡 曲线 ；对称 方程 ；参 数化建模
中图分类号 ：Ｔ ２ Ｈ１２ 文献标 识码 ：Ａ ｄ ｉＯ３６ ／．ｓ ． ０ — ６ ３２ Байду номын сангаас．１ ５ ｏ： ．９ ９ｊ ｓｎ１ ２ ６ ７ ． １ ． １ ｌ ｉ ０ ０ ０ ０
基于CATIA的渐开线齿轮建模及其参数化设计
２ 齿 轮 的三 维建 模
端 面重合 ， 记 此端 点到 该端 面 中心 的距 离 为 ｘ． 并
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ —１ ２ １ ５ ４ 作 者 简 介 ： 厚 建 （ ９ ６ ） 男 ， 北 鄂 州 人 ， 士 生 周 １８一 ， 湖 硕
连 接 起 来 ， 而 形从 １， 存在 误差 ．
示．
（） ３ 利用 Ｃ ＴＩ 的展 开 定 义 功 能 将 发 生 线 缠 绕 Ａ Ａ
到 圆柱 上．
（） 扫 略 曲面功 能 ， 步骤 （ ） 展 开 线 作 为 引 ４用 以 ３的
来 生成 渐开 线 ， 这样 得 到 的渐 开线 比较 准确 ． 在准 确 画 出渐开 线后 ， 可对 齿轮 三维 建模 并且进 行参 数化 设计 ．
１ 渐 开 线 的 生 成 方 法
当一 直线 沿一 圆 周作 纯 滚 动 时 ， 线 上任 意 一 点 直 的轨 迹就 是该 圆 的渐开 线 ， 圆称 为渐 开线 的基 圆 ， 该 该 直线 称 为渐开 线 的发 生 线． 开线 的形 状 取决 于基 圆 渐 的大 小 ， 与发 生线 无关 ． 具体 方法 如下 ： （ ） 出基 圆并拉 伸成 圆柱 面． １画 （） ２ 草绘 一 条发 生线 ， 该发生 线 的一个 端点 与 圆柱 面 的一端面 的 中心重 合 ； 一个 端 点 与 圆 柱 面 的另 一 另 ２ １ 单个齿廓 的 建立 ． 齿轮 的形 状与 分度 圆 、 顶 圆 、 根 圆和基 圆 的大 齿 齿
导线 ， 法则 曲线 的端值要 与步骤 （ ） １ 中发生 线 的约束 值
Ｘ对 应 ， 否则生 成 的渐开 线是错 误 的． （） ５ 投影 扫 描 边 界 曲线 就 得 到 渐 开 线 ， 图 １所 如
ProE渐开线标准直齿圆柱齿轮参数化设计
ProE渐开线标准直齿圆柱齿轮参数化设计摘要：本文阐述了用Pro/E参数关系式设计渐开线齿面的原理及操作过程，推导出了设计渐开线齿面的公式模板，并在此基础上结合标准渐开线齿轮的相关参数用Pro/E完成了整个渐开线标准直齿轮的设计，文中所述标准渐开线直齿轮设计方法简洁，操作过程简单高效，可资同行借鉴。
关键词：渐开线基圆关系式可变截面扫描镜像渐开线齿轮传动由于其定传动比、运动精度高、冲击振动较小等优点被广泛应用于机械传动中。
Pro/E可变截面扫描特征可加入描述渐开线生成规律的关系式，利用此关系式可绘制任一齿数模数的渐开线齿面；在Pro/E中采取恰当的方法很容易满足在分度圆上齿厚与齿槽宽相等这一设计要求，从而精确完整的完成标准渐开线直齿轮的三维模型设计。
1、渐开线的形成原理及其特性当一直线沿半径为的圆作纯滚动时（如图1所示），此直线上任意一点K 的轨迹AK 称为该圆的渐开线，该圆称为基圆，该直线称为发生线，渐开线所对应的中心角称为渐开线AK 段的展角。
渐开线齿面上的截面线到中心线的距离在图1中OK用表示，在图2中用表示，则，设为图1中的弧度值，则在发生线沿基圆作纯滚动形成渐开线齿面的过程中始终存在着如下的数量关系：2、Pro/E渐开线齿面生成原理作渐开线齿轮的关键在于作渐开线齿面，Pro/E用可变截面扫描特征作渐开线齿面。
首先绘制一个圆心角约15°的基圆，（见图5所示基圆，用于限制齿面的扫描的范围），然后选取此基圆弧作为产生渐开线齿面的原始轨迹线，在草绘界面绘制扫描截面线，截面线是平行于齿轮中心线的直线，（也就是图2中剖面初始位置与终止位置的夹角，剖面绕齿轮中心线旋转），在扫描过程度中，随着值逐渐加大，截面线离开中心的距离为（见图1、图2）将按关系式2不断加大，并且此截面线始终位于垂直于基圆的剖面内，部面的旋转角度由所作基圆的圆心角决定，一般15°即可，这样扫描的结果就得到了渐开线齿面。
基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化建模方法_梁刚
第6期(总第157期)2009年12月机械工程与自动化M ECHA N ICAL EN GI NEER IN G & AU T O M A T IO N N o.6Dec.文章编号:1672-6413(2009)06-0156-03基于U G 的渐开线圆柱齿轮参数化建模方法梁 刚1,程洪涛2,叶冬盛1(1.景德镇高等专科学校物理系,江西 景德镇 333000; 2.江西蓝天学院制造系,江西 南昌 330098)摘要:提出了一种基于U G N X 5.0/Ex pr ession 的渐开线圆柱齿轮全参数化建模方法,建立了渐开线变位圆柱斜齿轮的参数化模型,在此模型的基础上通过修改模型中由表达式建立的齿轮基本参数值,便可自动更新生成所需类别的渐开线圆柱齿轮,从而实现齿轮的参数化建模,提高了建模的精确性与效率。
关键词:渐开线;圆柱齿轮;参数化;建模;U G 中图分类号:T B115∶T H132.41 文献标识码:B收稿日期:2009-01-15;修回日期:2009-06-27作者简介:梁刚(1979-),男,湖北孝感人,讲师,硕士,主要研究方向为机械设计制造及其自动化。
0 引言齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构,关于渐开线圆柱齿轮的精确建模有不少文献涉及,但总结起来有3类缺陷: 大多采用了软件中的草图功能,使建模效率降低甚至无法实现自动化与成组化建模; 根据部分文献所提供的方法建立的模型只能更新生成某一类渐开线圆柱齿轮,成组化范围不大; 部分文献将齿廓的过渡段与齿根圆弧段曲线设计得过于复杂,主要是考虑到齿轮展成法加工时齿廓曲线的形成原理,这样的处理虽然接近实际齿廓,并在随后的仿真分析中避免了齿根部分的干涉,但对仿真分析影响甚微,却使建模效率大大降低。
鉴于此,本文在UG NX 5.0中利用其Ex pression 功能独立于草图之外建立了齿廓曲线各段的参数化方程以及渐开线变位圆柱斜齿轮的全参数化模型,通过改变模型Expression 列表中的齿轮基本参数值,便可自动更新生成所需的各类渐开线圆柱齿轮。
渐开线齿轮的完整齿廓曲线方程及精确建模
渐开线齿轮的完整齿廓曲线方程及精确建模渐开线齿轮是一种常见的齿轮类型，它的齿廓曲线被认为是一种理想的齿形，具有很多优点，例如传动平稳、运转静音等。
本文将深入探讨渐开线齿轮的完整齿廓曲线方程及其精确建模，以及对这个主题的个人观点和理解。
一、渐开线齿轮的概述渐开线齿轮是一种特殊的齿轮类型，其齿廓曲线呈现出渐变的特点。
与其他常见的齿轮类型相比，渐开线齿轮的齿廓曲线更为平滑，具有更好的传动效果和较低的噪音水平。
由于这些优点，渐开线齿轮被广泛应用于各种传动装置中，例如汽车变速器、工业机械等。
二、渐开线齿轮的齿廓曲线方程渐开线齿轮的齿廓曲线可以通过数学方程进行描述。
这个方程通常被称为渐开线方程或渐开线函数，并且是通过数值计算或近似算法得出的。
其一般形式如下：x = r * (θ - sinθ)y = r * (1 - cosθ)其中，x和y分别表示渐开线上某一点的坐标，r为渐开线的参考半径，θ为该点的极角。
通过这个方程，我们可以轻松地计算出齿轮齿廓上任意一点的坐标。
三、渐开线齿轮的精确建模为了准确地建模渐开线齿轮，我们需要确定一些关键参数，例如模数、螺旋角等。
这些参数将直接影响到齿轮的尺寸和几何形状。
通过精确建模，我们可以在计算机辅助设计软件中生成渐开线齿轮的三维模型，方便后续的模拟、分析和优化。
在建模过程中，我们需要使用齿轮CAD软件或者编程语言，将渐开线方程转化为计算机可识别的形式。
通过使用合适的算法和数值计算方法，我们可以生成渐开线齿轮的完整齿廓曲线，并将其用于建模和仿真分析。
我们还可以通过调整参数的数值，使得齿轮满足特定的要求，例如减小运动噪音、提高传动效率等。
四、个人观点和理解对于我个人而言，渐开线齿轮的完整齿廓曲线方程及精确建模是一个非常有趣和具有挑战性的主题。
通过深入研究和探索，我意识到渐开线齿轮的齿廓曲线不仅仅是一种理论存在，更是一种实用的工程解决方案。
通过了解渐开线齿轮的齿廓曲线方程，我们可以更好地理解其性能和特点。
基于MATLAB GUI渐开线变位直齿轮参数化全齿廓建模分析
基于MATLAB GUI渐开线变位直齿轮参数化全齿廓建模分
析
曹东江;尚鹏;肖立宁;赵长生;崔宏涛
【期刊名称】《机械研究与应用》
【年(卷),期】2022(35)2
【摘要】对渐开线变位齿轮全齿廓各曲线段进行精确的参数化建模,依据齿轮范成加工原理,针对典型的齿条型和齿轮型刀具,区分其齿角是尖角和圆角情况,应用齐次坐标变换及齿廓法线法,建立各自不同的齿廓过渡曲线方程。
使用MATLAB GUI编程实现了齿轮全齿廓数据的仿真计算,通过仿真结果可见:不同刀具类型和圆角大小对生成的过渡曲线曲率的影响不同;对于同一种刀具,加工同样参数的齿轮,齿顶圆角r0越小,过渡曲线曲率半径越小。
通过Excel宏命令接口,将数据导入CATIA建模界面中,实现了齿轮实体模型的创建,为后续进行齿轮机构的强度分析、应力检验、干涉检测等问题的研究奠定基础。
【总页数】7页(P24-30)
【关键词】渐开线变位直齿轮;参数化建模;齿廓过渡曲线;坐标变换;CATIA建模【作者】曹东江;尚鹏;肖立宁;赵长生;崔宏涛
【作者单位】航空工业庆安集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.41
【相关文献】
1.基于Pro/E的非标齿廓变位直齿轮的参数化建模
2.基于PRO/E的球面渐开线直齿圆锥齿轮的精确参数化建模分析
3.基于Pro/Engineer的渐开线完整齿廓直齿圆柱齿轮建模
4.基于CATIA的渐开线变位直齿轮的三维参数化建模及虚拟装配技术
5.基于UG的全参数化渐开线直齿圆柱齿轮建模
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基于UG的渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计
基于UG的渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计
王书贤
【期刊名称】《湖北文理学院学报》
【年(卷),期】2014(035)002
【摘要】参数化设计利用参数来描述零件尺寸,设计时通过修改基本参数来更改零件的外形,实现参数对图形的驱动.文章运用UG软件对渐开线直齿圆柱齿轮进行三维建模,将设计参数和三维模型进行关联.通过改变直齿轮的齿数z、模数m和齿宽B等基本参数,即可迅速精确地生成所需的直齿圆柱齿轮三维模型,实现了渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计.
【总页数】4页(P12-15)
【作者】王书贤
【作者单位】湖北文理学院机械与汽车工程学院,湖北襄阳441053
【正文语种】中文
【中图分类】TH126
【相关文献】
1.基于UG的渐开线直齿圆柱齿轮参数化精确造型设计 [J], 祝林;李小明
2.基于Pro/E2001的标准渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计 [J], 朱凤芹;张淳
3.UG环境下渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计 [J], 邓中华
4.基于UG渐开线直齿圆柱齿轮的参数化建模过程研究 [J], 刘安民;张超
5.基于UG的渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计 [J], 王书贤;
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渐开线直齿轮参数化绘制教程
一、齿轮参数设置1、Tool-option选项卡设置（1）part-infrastructure模块在参数树型视图Display in specification tree显示中勾选参数Parameters和关系Relations。
（2）参数和测量Parameters and Measure模块中，在参数树型视图中勾选With value 和with formula。
2、点击进入创成式外形设计3、点击konwledge工具栏的formula工具进行齿轮参数定义（1）formula工具：（2）formula工具参数定义如下：参数输入完后零件树的参数和关系展示如下：4、定义渐开线的变量规则由机械原理可知，渐开线的直角坐标系方程为x=r b sin(θK+αK)−r b(θK+αK)cos(θK+αK)y=r b cos(θK+αK)+r b(θK+αK)sin(θK+αK)通过定义出一系列渐开线上的点坐标，来拟合出渐开线。
具体使用catia的规则编辑器Law工具来实现：(1)点击规则编辑器(2)在规则编辑器中定义变量规则x(3)点击OK，在弹出的规则编辑器中新建两个参数，分别为x 类型为长度，t类型为实数，并输入关于x的直角坐标方程，这里用t代表θK+αK，三角函数功能中使用角度，而不是数字，因此必须使用角度常量，对应的规则公式为x = rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)(4)在规则编辑器中定义变量规则y,相应创建参数y和t，对应的规则公式：y = rb*cos(t*PI*1rad)+rb*t*PI*sin(t*PI*1rad)至此在零件数的relations中可以看到定义的两个规则x和y.二、渐开线的绘制1、绘制齿根圆，点击画图工具，圆类型选择中心和半径，中心在输入框右键选择创建点，编辑中心坐标为（0，0，0），支持面选择xy平面，半径在输入框编辑公式输入rf，圆限制选择whole circle；；2、类似的绘制出齿顶圆ra和分度圆r3、绘制渐开线的点点击点工具(point)，在弹出的对话框中，点类型选择在平面上on plane，平面选择之前选择的xy平面，H坐标通过右键编辑函数，基于前面定义规则中包含自变量t,这里自变量t 选取t=0,t=0.085,t=0.11,t=0.13,t=0.16,t=0.185,t=0.21（渐开线的点越细，对渐开线的拟合会越精细，确保渐开线的点做过齿顶圆即可）同样V坐标也是类比，函数编辑步骤具体如下：通过这样的操作，即可完成渐开线的点绘制。