UG_渐开线齿轮画法

1、、渐开线直齿轮创建首先通过已知条件确定齿轮的z, m a, b的大小，例如有一齿轮的基本参数为：齿数z=22,模数m=2.5,压力角alpha=20。，齿宽b=36。UG环境下齿轮的参数化三维建模1、UG环境下渐开线直齿圆柱齿轮的三维造型原理表1 行星轮参数列表模数齿数压力角齿宽m=2.5z=22alpha=20 °b=36渐开线直齿圆柱齿轮建模前的参数如表 1所示在UG环境下的齿轮建模方法有很多种，这里根据齿轮的有关参数生成齿轮 的毛胚和齿槽轮廓，再将齿槽轮廓自由拉生成三维实体相当于生成了一把加工齿 轮的刀具，再用齿坯减去该实体从而生成齿形。UG环境下渐开线斜齿轮建模的具体步骤如下

2、：(1) 根据齿轮参数和渐开线方程构造齿轮的端面渐开线齿槽轮廓。(2) 按照齿顶圆直径和齿轮厚度建立齿坯实体。(3) 将端面齿廓轴向拉伸出齿槽实体，即相当于生成了一把加工齿轮的刀 具。(4) 使用布尔差操作从齿坯实体中切去齿槽，即可得到该渐开线直齿轮的齿 槽轮廓。(5) 将生成的齿轮实体以齿坯轴线为中心按齿数进行圆周阵列，即得到该渐 开线直齿轮的三维模型。2、渐开线直齿圆柱齿轮轮齿三维成型方法渐开线直齿轮轮齿成型的基本的思路是：(1) 构造端面渐开线曲线，并通过镜像等操作构造端面齿槽轮廓；(2) 使用UG拉伸命令并运用布尔差操作得到齿轮实体。3、端面渐开线的绘制根据渐开线的形成原理可知渐开线的

3、极坐标方程为：(3-1)T k 二 in v: k = t an ： k - ： k式中：:k渐开线上任一点K压力角；inv :A 以:k为自变量的渐开线函数； rk渐开线上任一点的向径，mmrb基圆半径，mm入展角或极角，rad。为了便于计算转化，需要将式3-1转化为直角坐标方程，建立直角坐标系如式3-2 则渐开线上任一点k的直角坐标方程可以转化为：xk = rb cos u + rbu sin u(3-2)i yk = rb sin u - rbu cos u a . NK AN 几厲+斥) + 式中：u 二 tank =k k ；(3-3)ON ONrbl渐开线上任一点k的滚动角端面渐开

4、线曲线的具体绘制步骤如下：(1) 选择工具表达式命令，弹出“表达式”对话框，输入表达式如下:t=0UG定义的变量m=2.5/齿轮模数z=22/齿轮齿数alpha=20/齿顶圆压力角qita=90*t/滚动角角度值b=36/齿宽da=(z+2)*m/da齿顶圆直径db=m*z*cos(alpha)db基圆直径df=(z-2.5)*m/df齿根圆直径s=3.14*db*t/4/滚动角弧度值xt=db*cos(qita)/2+s*si n(qita)/直角坐标横坐标yt=db*si n(qita)/2-s*cos(qita)/直角坐标纵坐标zt=0/直角坐标Z坐标d=mz/分度圆直径单击规律曲线图标

5、一或选择插入曲线规律曲线命令，弹出“规律曲线”对话框；首先选择By Equation弹出参数输入对话框；其次提示行提示输人参数表达式，按系统默认值t,点击ok ;之后又弹出x表达式输入对话框,按系统默认值xt点击ok。至此x已定义 好。y的定义与之相同，只是其表达式为yt o zt定义为常数零；如图1所示。图1渐开线曲线（3）选择插入曲线基本曲线命令，或者单击曲线工具条上的“基 本曲线”图标，弹出“基本曲线”对话框，以坐标原点为中心，分别以da+1（比齿顶圆直径稍大）,d（分度圆直径）,df（齿根圆直径）绘制圆曲线，如图2所示。图2圆曲线(4) 绘制一条直线，第一点位于渐开线与分度圆的交点，第

6、二点位于坐标原 点上。(5) 选择编辑变换命令，将上一步绘制的直线绕Z轴旋转j(齿槽宽的 一半)度，结果如图3所示。图3变换复制之后的曲线选择编辑变换命令，将渐开线关于刚才绘制的直线镜像复制，结 果如图4所示。(7)补全曲线，修剪曲线，隐藏两条辅助直线，结果如图5所示，修剪出的闭合曲线串即为齿槽截面曲线。4、齿轮三维实体的生成齿轮三维实体的建摸步骤具体如下：(1)点击工具栏上的“圆柱体”图标或者选择插入设计特征圆柱体命令，系统弹出“圆柱体”对话框以 da为直径，b为高度，绘制圆柱体如图6 所示。图5齿槽截面曲线(2) 选择插入设计特征拉伸命令，或者单击成型特征工具条上的 “拉伸”按钮，系统弹出

7、“拉伸”对话框。选取前面绘制的齿槽截面，设置参数单击“确定”按钮，则生成单个齿槽，如图 7所示。(3) 选择插入关联复制实例命令，系统弹出“实例”对话框，单 击“环行阵列”按钮，系统又弹出对话框，提示选取环行阵列对象。选取刚才创 建的齿槽，设置阵列参数，单击“确定”按钮，系统弹出对话框，要求指定环行 阵列中心线。选定Z轴为环行阵列中心线，单击“确定”按钮，贝U生成齿槽，如 图8所示，相应的也就生成全部轮齿。图6绘制的圆柱体图8生成全部轮齿之后的齿轮二、运动仿真1. 创建模型并导出图在UG软件CAD创建模型，并导出模型图保存为Parasolid格式，其扩展名为 *xmt_txt或*以，以便ADA

8、M能很好的打开，并进行运动仿真。2、导入到ADAMSA 亘Ba'LHD . 口启动ADAM软件，在菜单栏选择File-lmport（ 如图1）>.ADAMS/VficiMi 2<30S.O_0Fie-里Iv 且 GM 5.MTMlfliwSeitina?工 oofe _HTpHw Daflab日!;曰Ct>l*N£Lpan Datable亡bdQi5.avw D*日t日Chl*5Save Ei'-aAatuse 邑Ewpcwt 旦 i"CI>I*FS elect IQiractor.EgtCtil*QIrcrrriantViauM j

9、CanboAXI罔已M.I400JaCT.eru?nJ EllLUMRendrrIcons图1 ADAMS导入图第一步弹出如下的对话框，在此选择要导人文件的类型和输入文件路径， 双击FileTo Read这项，选择刚才从UG导出的文件，在下面输入名点 0K就可以了，如图2图 2 ADAMS导入图第二步3、对每个模型重新定义名称对每个零部件进行命名，这步是非常重要的一步，为接下来的施加约束创造 条件。每命名完一个就将其隐藏了，这样会方便接下的命名和施加约束。命名：用鼠标选择零件然后点击右键。把用鼠标选中的删除后输入你想要的名 0K命名就完成了。（如图3）图3命名4、隐藏每个零件隐藏每个零件，这一

10、步是为了加约束和为其他零件命名而做的如图4Entityauoshtiixijri 口VisibiktyOn C-Off i' InherifName VisibilityOn r-Off 常 InheritColorREDColor ScopeAllzJRendterFilled fWireframeI ransparencI2dIcon Size寸 1 DdClOKApply Cancel图4隐藏在 Visibility5、施加约束这项选择Off然后0K就可以了。施加约束：当你对每个零件命名了，也就把所有的零件隐藏了，然后每显示一个零件将其周边的所有的约束都加上。这样不容易产生忘加约

11、束首先，要诜择你要加约束的种类图5施加约束4司»X.0XDIqll口j eq£D0aE卫 O1umulejoul -回转机构添加旋转副，齿轮间传动添加齿轮副或者关联副, 静止模型间添加固定副约束。相对静止和绝对名称运动副约束 运动副约束镀接副Revolute图标移动副Translational圆柱副Cyliiulricjd 球副Spljericl 平面副Planai允许2个零件相对转动，去除2个旋转和3个 移动自由度允许2个零件相对移动，去除3个旋转和2卜 1移动自由度允许2个零件相对移动或转动，去除2个旋 转和2个移动自由度允许2个零件相对转动，去除/个移动自由图标度允许

12、2件在一乎面内运动，去除2个旋转和3 个移动自由度名称恒速副CoustautVelocity限定两午旋转运动等速，去除1个旋转和3 个移动自由度万向书 Hoiihc Ih)iv ersal螺旋副Screw齿轮副Gem关联副Coupler 固定 ®jFixed旋转运动在两令零件间转递，去除1个旋 转和3个移动自由度允许?个零件作相对螺旋运动，去除2个錠 转和3个移动自由度寛杂运动副，把3个零件和M简单运动副 连接起来形成齿轮运动和其它类型的运动 把2个或3个简单运动副连接起来宪现运动 或能量的传遥把2个零件固连在一逛6、施加运动约束运动约束：如图ra1 ' k丄 Rot Joi

13、nt bJZtc图6运动约束运动副运动是在已有运动副（铰接副、移动副、圆柱副）上进行添加，有移动和转动两种，带动零件作相应的移动和转动7、运动仿真：在主工具箱中选择仿真按钮，主工具栏中显示出与仿真有关的按钮和选项，如图78、后处理点击 plotting1§v|©0|x图7运动仿真5 0 -进行仿真结果显示，要有分析结构的速度和加速度分析图三、有限元分析1创建模型并导出图在UG软件CAD创建模型，并导出模型图保存为Parasolid格式，其扩展名为*xmt_txt或*以，以便ADAM能很好的打开，并进行运动仿真。2、导入文件启动ANSY软件，选择File >lmport -PARA选项，在出现的对话框里选择从UG_NX软件中导出的*xmt_txt或*.x_t文件。如下图所示KJ石附NImou需 Fr-a£ar vnc»a0 tr«p-r-*e*sx.orQ Sp1«1 i «£| C-fhcv al F« Lpr 口些 国五i rti ih Lpf *9 T>ct*l*ci-c«l l>pt 浊 uia T««lEJ O'Hxi p Up fe El f W