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9 ~5 ~* [/ M$ M! m8 C$ b	u=z2/z1, f! v& b( p: J+ ?9 x6 H
高变位系数. o+ h, g" z/ f. V2 ~ h7 ?	x=0.37*(1-1/u^2); }9 ?% Z( \|8 m! N
分度锥角1 9 e4 T; p& m& [0 c# H+ U$ D, v8 ?1 w	δ1=atan(z1/z2) ; c9 }; R O! p- f- m! h0 }/ s% K
分度锥角2 1 {3 m9 l0 y% U* r	δ2=atan(z2/z1) 6 X4 H- U! H& b6 R# z9 k
分度圆直径1 9 H" [/ M( ~0 `' x! e' }; w	d1=m*z1 ( \- f, l( Q M5 D) p8 p" i
分度圆直径2 ! c5 o/ s3 y. K( u3 d& O! }! n	d2=m*z2; x7 _" B0 \|& O W4 r
大端锥距* i9 _- O# J+ U( n1 `5 P; D	R=0.5*d2/sin(δ2)9 Q0 x; A9 O" j
齿面宽取整 8 Y; F0 M* E# s- S	B=floor(0.3*R) 2 T: @5 h; f1 `. z6 L A9 m, [7 _
大端齿顶高1 : m5 O8 R7 A; e' l, [3 H9 g' m	ha1=m(0.8+x)5 F8 M x) u( R
大端齿顶高2 / A R4 E% r0 U. B	ha2=m*(0.8-x) 1 z( n: Y! s/ t4 l- F# }
大端齿根高1 1 K5 l/ Q; l. f	hf1=m*(0.8+0.188-x)+0.0519 W9 T7 y' j0 g, z" G
大端齿根高22 B; `% m* @8 M1 u! k7 `1 a4 A' a$ F! k	hf2=m*(0.8+0.188+x)+0.051( ~: E X0 u$ T7 b" g
大端齿顶圆直径1 R$ J6 s. N/ A; v	da1=d1+2ha1cos(δ1)" V. R7 m% Q4 d+ C8 G- M8 P% {
大端齿顶圆直径2 2 ^ M# i/ i9 W: u7 r; Z0 S' `5 U	da2=d2+2ha2cos(δ2)5 R* t2 f; m$ @: \|8 ?3 B! F
冠顶距1 " A0 ?6 }6 _* M4 d	Aa1=Rcos(δ1)-ha1sin(δ1)) `0 m; L7 {& I! t5 N
冠顶距2 - y/ `1 d( u: t% p+ O0 q% I& }	Aa2=Rcos(δ2)-ha2sin(δ2) & v; W% v& I5 H) w( [# C \|
齿根角1 ! }( z8 g, P! v8 `0 s	θf1=atan(hf1/R) 7 ^# Z3 {, A) {- r& g" h3 e
齿根角2 3 v- q; \% T P2 C	θf2=atan(hf2/R) # X0 T& V9 x2 C" k/ [
齿顶角1 " X, }& }0 i6 N/ v1 ^- D4 V- W2 C1 m	θa1=θf23 d' R* A) [7 u
齿顶角2 / e: O0 }5 z- T0 ^: {2 @5 h	θa2=θf1 " i, D- w: \|( T* \
面锥角11 S4 C# j# i* t) g	δa1=δ1+θa1 ( O5 [' S8 f& ^- A4 x/ d# x( M: G
面锥角27 Y8 [! w3 p. u9 I* m1 }0 B	δa2=δ2+θa2 2 d3 [0 N" m2 O
根锥角1 * ?- i Z4 A6 o7 _5 ~	δf1=δ1-θf1 # y" M r+ u, Z( X
根锥角2 ! V/ d4 ?! C; [' X. ?9 R, I5 Q2 o	δf2=δ2-θf2) X1 H. [' I. g: w4 V9 B5 h

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 9 g# E/ N w4 A	行星齿轮齿数5 m: n- X1 h7 \|
z2 ; r8 T2 a/ l2 S3 ~	半轴齿轮齿数5 d' l* C# s! T' G" N( Q
m# h- y. L; S" z0 d, z5 l5 A7 t	齿轮模数 3 o* W7 y8 I' r D$ T3 V3 ]; _9 w
D1 : A& w4 f# n! j1 f, {8 N3 {6 j4 d	行星齿轮内孔 - v+ `5 @' \5 A
SR ; z$ `7 \|0 E4 F1 j! ~2 }$ e+ J	行星齿轮球面半径（等于安装距）% E( l% Z0 C( s2 K
D2- i$ L$ f( I% L. ]* z+ ^) H$ h% [) ~# J	半轴齿轮内孔. I$ L8 @5 c/ g% j8 W$ Z+ P
D3 & f1 I M6 A) u. n5 f2 ?# N! z7 }	半轴齿轮轴颈直径 x3 g1 d x/ A- ~
L1! M( k# s( X: i( v3 \; b$ z9 z( [	半轴齿轮安装距9 c$ \% `& i9 v3 y2 x
L2 " a5 v- w% o# M	半轴齿轮总长 8 @! {6 M% Y$ M* }

(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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