基于CAXA电子图板2007的二维参数化汽车差速器锥齿轮图库的建立

小城居士 · 发表于 2010-6-2 23:00:25

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基于CAXA电子图板2007的二维参数化汽车差速器锥齿轮图库的建立

摘要：caxa电子图板2007汽车差速器直齿锥齿轮图库建立的详细过程
在进行齿轮设计时，一般先对该齿轮副的工作条件加以研究，包括载荷、速比、速度、润滑条件及工作温度等。然后根据这些条件和要求来选择齿轮型式，以确定其主要参数（齿数、模数、安装距等）和其它基本参数（齿面宽、压力角等）。最后确定设计方案并绘制零件图。
我厂冷锻生产各类汽车后桥差速器锥齿轮，一般由客户提供齿轮的主要的参数（如材料、模数、齿数、安装距等等），然后根据这些基本参数经计算后绘制加工图纸。然而这个计算过程比较繁琐，并且计算后再根据得到的各尺寸绘图也很麻烦。本人使用caxa电子图板的时间不算长，主要用来在数控编程时获取点坐标。经过一段时间使用后,感觉该软件功能很强大。公式曲线、图库等功能很实用。绘图效率高，而且容易上手。一次，我们接到一个新产品开发任务，发下来的齿轮图纸因面锥、根锥等角度参数不对，使刨齿工无法调试机床，拖延了新产品开发周期。想起前段时间在一本杂志上看到介绍caxa图库的文章，便萌生了制作锥齿轮图库的想法。经几天的工作，终于完成了。下面是我的思路和设计详细过程：
一、
设计思路
差速器锥齿轮的计算公式较多，各个几何元素与主要参数之间有很密切的联系。可以把这些联系写成表达式，然后把它们定义成“中间变量”（见图１和表１）。对于齿数、模数，由于它们不是基本几何元素，不太好定义。经试验，可以把它们定义成线段，绘制在基本图形中，然后通过条件约束使它们在提取图符时永不出现。

表 1
中间变量中的基本公式(等顶隙收缩齿)

速比2 j! M, m: z& R: z4 \|4 r5 C2 N	u=z2/z1! _7 R. Z0 g4 w, @8 P- M; \
高变位系数8 n9 m6 X7 @$ e	x=0.37*(1-1/u^2) . u) p4 ^6 C/ z5 g4 Q/ W: a
分度锥角1 ; g2 X" N% Q! a# {, Z/ B% o	δ1=atan(z1/z2)9 m" i) w& K% x5 B
分度锥角22 H/ J0 e q- _	δ2=atan(z2/z1)% l+ P; E ~" }) c) d, v( b
分度圆直径1. m3 Q1 W1 q j9 k+ N4 t7 m	d1=mz1) r7 Q7 \) k Z1 H! x, {7 v, r
分度圆直径26 e. R) z# M1 z: Y v	d2=m*z2 / U" M! ~7 W( o9 _7 k. o3 d9 c
大端锥距+ }0 ~) K$ p# L6 h% Y	R=0.5*d2/sin(δ2): K; A4 C- e9 a! d5 w4 z K
齿面宽取整 - [4 q( l/ \|' t! m! N	B=floor(0.3*R)( {" p3 k J# e2 B2 r+ h( v
大端齿顶高1 * G7 K( Q& i" G) p	ha1=m*(0.8+x) 7 P4 I& \$ l" J, h8 p
大端齿顶高29 h8 u# @" `6 t# r# P	ha2=m*(0.8-x) 5 K9 O3 U- H: V& k6 L% a
大端齿根高1 / ]! p$ e7 S! E	hf1=m(0.8+0.188-x)+0.051, n% W& W( U, ? V, X
大端齿根高2) X; B- X4 U( o& }; b: U: {	hf2=m(0.8+0.188+x)+0.051 \6 o% E- P$ q4 v" f7 N
大端齿顶圆直径1% G" V/ O, M, ^- v; F	da1=d1+2ha1cos(δ1) & T" t, ?, v+ y
大端齿顶圆直径2 6 M8 e* U+ B+ r	da2=d2+2ha2cos(δ2) ) H# c' x" ]0 S9 W+ b
冠顶距19 w( q4 g' [+ c2 t	Aa1=Rcos(δ1)-ha1sin(δ1)$ s2 e) w( K, R2 ^! h1 C
冠顶距2 ( b1 X" c% d N( y% `. c	Aa2=Rcos(δ2)-ha2sin(δ2) * J/ n* y) c2 B4 x4 I; J0 ~ B2 \
齿根角15 L9 K. b) @7 b. @4 A3 `	θf1=atan(hf1/R) & K1 I* t+ C" _8 ~- d, p
齿根角21 W5 E; Z5 ]! J6 ]' Y	θf2=atan(hf2/R)+ `* \3 @& L+ N& S% U/ k
齿顶角18 \6 b1 z* Z- j6 G	θa1=θf2 8 ~2 ]# H8 C$ S* u! ~
齿顶角2 N7 O7 J+ M4 [: F/ ]/ {6 Z	θa2=θf1 3 @7 w8 y/ w& }0 K) \
面锥角1 ! [( V8 i) W* g. P2 X) }3 E	δa1=δ1+θa1 ' w Z, Z1 D; W+ q
面锥角2 8 @- `& t @5 Y+ i; o	δa2=δ2+θa25 C) G9 [ C' m. u, n
根锥角1 + m3 H6 i4 Z8 q; J! ^7 f$ K4 e; ^	δf1=δ1-θf1& `" Z0 W2 x2 S( w) U" O9 w
根锥角2 9 d6 x. [% P2 S7 S7 I8 d	δf2=δ2-θf2 : a" T: W9 D Y2 C% p- t/ R+ q

图 1　自定义的中间变量(等顶隙收缩齿)

二、操作步骤
(１)绘制基本图形，并标注尺寸。标注尺寸在不影响定义和提取的前提下应尽量少，相互间有确定关系的可用表达工在中间变量对话框定义。此处标注的都是设计时给定的主要参数。通过这些主要参数由CAXA图库功能自动生成其它几何尺寸。结果如图2所示。
图 2　绘制基本图形.jpg

图 2　绘制基本图形
（２）用库操作中的定义图符功能按系统提示进行图符定义：输入定义图符所需的视图个数；选择视图中的所有元素；指定该视图的基点；为该视图的每个标注尺寸指定一个变量名。如图3。
图 3 指定变量名称.jpg

图 3 指定变量名称
上图中各变量释义如下；
表 2 变量名释义

z1 . Z# G" l2 G! s# W) c# I	行星齿轮齿数 , b; L+ z: ?: n% ], W5 ]$ p
z22 {' @8 R1 V" \! y: x( W" o	半轴齿轮齿数! l) f! C5 \6 D. r8 K
m8 ^ R& o2 L7 q	齿轮模数! I! f- I% {5 H0 D# M) s
D1 - x- V1 J, V% _* B2 V	行星齿轮内孔8 N# n0 S! ]9 `
SR 2 h) e6 l5 q* t/ ^8 T; m! y	行星齿轮球面半径（等于安装距）4 [* C& c" e5 P' O- {# m
D2 # t0 w; ^* h! A, p	半轴齿轮内孔' }0 u/ A, E2 X( l( L$ r W
D3, D/ U* f% e1 {* l- w- p3 S	半轴齿轮轴颈直径 3 Q M6 l$ V( t0 v: ?
L1& B9 t# N3 O4 l; ?% V5 A	半轴齿轮安装距& n, `; k7 x/ i) [0 z% r
L2 % V; A4 _( [, W4 M- J# `	半轴齿轮总长 - w5 H( @/ Z3 A- z% O

(3)完成变量名定义后，单击右键，进入元素定义对话框（如图4所示）。
图 4 元素属性定义对话框.jpg

图 4 元素属性定义对话框
(4)单击中间变量按钮，进入“中间变量”输入表格（如图４所示）。在“中间变量”表格中依次输入表１和图１中的表达式。

小城居士 · 发表于 2010-6-2 23:18:57

图 5定义中间变量
(5)输入完成后按“确定”按钮，回到“元素定义”对话框，依次定义各个元素。当定义右下角z1、z2、m三个元素时，在条件中输入“ｚ１<9”（根据差速器齿轮原理，行星齿轮齿数都小于９），以限制这三个元素的出现(如图6所示)。
图 6　定义各元素的起、终点及条件.jpg

图 6　定义各元素的起、终点及条件
(6)完成全部元素定义后，单击“下一步”按钮，进入“变量属性定义”对话框，单击动态变量一栏，用空格键将各变量的动态属性切换为“是”（如图７所示）。
图 7变量属性定义.jpg

图 7变量属性定义
(７)单击“下一步”按钮，进入“图符入库”对话框（如图８）
图 8　图符入库对话框.jpg

图 8　图符入库对话框
(8)单击“数据录入”按钮，录入图２中的各个主要参数（如图９所示）。
图 9 数据录入对话框.jpg

图 9 数据录入对话框
(9)数据录入完成后，单击“确定”按钮，返回“图符入库”对话框，填好“图符大类”、“图符小类”、“图符名”后，按“确定”按钮，即完成图库的建立(如图10所示)。
图 10图符入库.jpg

图 10图符入库
三、结束语
该图库制作完成后，通过与成熟产品图纸的对比，验证了图库的正确性。使用时只需输入客户提供的主要参数，马上能得到该齿轮副的各个部位详细数据。降低错误发生的机率，减少工艺技术人员的重复劳动，为新产品开发节约了宝贵的时间。
CAXA是一款优秀的国产软件，通过此图库的制作，我感觉她有易学、易用、绘图效率高等优点。因本人只是CAXA的业余使用者，在设计过程之中难免有许多不足的地方，诚恳希望各位专家和读者批评和指正。

CAXA有奖征文报名表.rar (192.12 KB, 下载次数: 5)

starcool · 发表于 2010-6-24 00:03:14

恩，做的不错哦。顶一顶

qhb123456 · 发表于 2010-7-6 16:24:25

我也想把做一个轴承的图库，受你的启发，谢谢

camel2266 · 发表于 2010-7-7 16:46:35

将工具运用到实际并有所发挥，这才给CAXA真正的用武之地，其实任何软件都一样，只有运用它们解决实际问题，才是厉害的角色。

cx0527 · 发表于 2010-7-7 19:53:20

厉害，我今天长见识了，顶一个。

tftf · 发表于 2010-7-7 20:43:32

源于实践，用于实践。

lianshan · 发表于 2010-7-8 09:14:30

做的很好。

yichibuxiang · 发表于 2010-7-9 10:26:15

楼主做得挺专业的，向您致敬！

yg20081028 · 发表于 2010-7-9 14:23:57

很厉害啊，受到启发

蜻蜓点水 · 发表于 2010-7-14 20:29:40

好,用心做了!不错!

xuhaojohn · 发表于 2010-7-14 22:00:31

不错，支持一下

shslr5188 · 发表于 2010-7-17 17:11:57

学习了，长见识，谢谢你。

未济 · 发表于 2010-7-19 12:25:03

好，如毕业看到这就不用烦了

dqxinsh2009 · 发表于 2010-7-20 16:17:45

挺好的实用文档，对外行来说有借鉴意义

mildwind · 发表于 2010-7-25 23:00:18

哇，太棒了楼主，我要拿来参考一下了！

gjlyc · 发表于 2010-7-26 08:01:11

楼主很厉害，我只能做简单的，复杂的不行

lydxzhchjian · 发表于 2010-7-31 19:27:03

非常感谢，值得学习，要是在详细些就好啦。

taowei2 · 发表于 2010-8-15 16:30:45

零件库越大越全，用之于设计越方便。

kgdu12345 · 发表于 2010-8-20 09:32:26

很好，每个人都互相学习交流思想会成长很快的，认识三维网很开心，

nature4 · 发表于 2011-7-20 15:45:31

非常感谢
这下方便多了

jywbh · 发表于 2015-1-11 07:59:16

太好了。。。。。

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