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[参赛] 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

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发表于 2010-6-2 23:00:25 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国湖北荆州

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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

0 L7 ]+ p5 g* o8 P. t; b$ a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: ^6 e9 Q) T, J" Z- F
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。* J8 ?* ~) u9 n( m$ V
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:' `% r' }* |) n' Z7 z
一、2 F8 @5 ^, p7 y9 c" T$ [2 a
设计思路

, b& u1 [! V: z5 D% x% U$ Q* v8 [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。  G# T+ R2 L( R/ s
1
$ p" a* n" ^: b6 z
中间变量中的基本公式(等顶隙收缩齿)
* i3 U! f. I5 b) m
速比# d9 F1 X3 z8 |+ u8 A
u=z2/z1
: X0 |# l' q2 m' {6 a8 c- ?* K
高变位系数
8 g. J1 n& c% ]2 C& K* G
x=0.37*(1-1/u^2)
4 w* R/ _% {' r/ p4 F/ k3 }8 b
分度锥角1: J0 |9 P1 f( D+ _" K! s) g
δ1=atan(z1/z2)& Q  T/ p( ?: ^* `! {; c+ o
分度锥角2% C  J! m* E8 f) e
δ2=atan(z2/z1)  ?, O6 H/ w0 _9 k# m# _, r$ x3 y
分度圆直径1; ~' o: g* O5 Z7 u7 x) r5 P
d1=m*z12 V$ k* ]% Q, F& `& o( F( ^: \) c  K
分度圆直径2" `- B2 J$ u: Z- f" V8 y
d2=m*z2% I" Q" G% l! v/ e* N' {
大端锥距" f; ^! g6 c& @, ^$ |: M
R=0.5*d2/sin(δ2): L. x. m9 E2 t1 ?& W' W' @% C2 s% F
齿面宽取整
7 c3 b, x8 G8 Q/ E5 |4 k: M
B=floor(0.3*R)
6 T, j! g+ E! K/ b; q/ Y+ J
大端齿顶高1% b& f, _( L' ?/ w" q
ha1=m*(0.8+x)
- z  ~2 S! q' ~/ q* ^. d
大端齿顶高2
2 l  l4 @: W% Z- l
ha2=m*(0.8-x)
! b( h5 H! B. }$ ~8 R2 v
大端齿根高1& D! F! P4 t" _# ?# S
hf1=m*(0.8+0.188-x)+0.051$ o7 O$ ?9 }# i% e
大端齿根高2
. e: L9 M/ }5 p5 K% c7 D4 [
hf2=m*(0.8+0.188+x)+0.051
1 A4 a- e  Z* V6 c/ m$ h- [
大端齿顶圆直径1
4 _) d: }- n) s' b
da1=d1+2*ha1*cos(δ1)" A8 W7 U* ~3 D/ |( H4 }0 ]
大端齿顶圆直径2
9 Z1 E$ O) a0 ^- e1 u. [- n3 O3 g
da2=d2+2*ha2*cos(δ2)& Y/ j$ b* w6 g' j' K9 p
冠顶距1
/ s0 j4 t9 n4 B0 F
Aa1=R*cos(δ1)-ha1*sin(δ1)
$ {! e1 s/ J" O5 U, Q$ x; d1 L- K+ y
冠顶距2
% K$ ?' D- o9 {' j. @$ G3 V1 m
Aa2=R*cos(δ2)-ha2*sin(δ2)
0 f2 E1 W1 E: F8 s
齿根角1& q1 }5 ?  O2 p$ t
θf1=atan(hf1/R)
+ v9 S! s# T9 v! K# B+ \# D0 Y2 b
齿根角2
+ _+ J" ^' a3 C' j4 q) }( @& }
θf2=atan(hf2/R)
+ D4 L$ Z+ L% ^' T/ E
齿顶角1, r# p3 K* Q, o7 R+ B
θa1=θf2
; ]+ D  U% z/ O0 X6 R$ {' t
齿顶角2
& ^3 n+ t- z) A# ]+ I: m6 x" U
θa2=θf18 O! G; H3 m+ t( E  h& c3 t
面锥角1
- t+ R) F7 b3 U; ^& n# U. {
δa1=δ1+θa1
3 R+ C2 e+ ]$ I0 ^) P! |+ c
面锥角27 m- y8 n9 U0 K- E( `  q
δa2=δ2+θa2
/ f0 T; g  C4 i1 F
根锥角13 ]. [4 [8 D1 u2 r: Y4 Q/ \* s
δf1=δ1-θf1! e4 u* d* k! h3 q) o
根锥角2
. g+ P+ p1 K: C. H9 N
δf2=δ2-θf2" X. j$ ?" i) b1 [2 [( S( k& \

+ ?" m+ V5 f/ I2 |2 M
图 1 自定义的中间变量.jpg

( e" o9 m( a3 q4 S) w+ Z
1 自定义的中间变量(等顶隙收缩齿)

% `& V& }2 O2 F$ _6 Q( a& c% i/ v1 \' m二、操作步骤1 a1 B4 [2 v7 l" m6 V
(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。
0 s  l" b4 t5 d( q0 T! ` 图 2 绘制基本图形.jpg 5 d' ^1 [' b  x2 d+ V4 R+ Y
- c0 [) O" c2 X/ X
! S* e9 h+ D3 F  w0 O" [
2 绘制基本图形
# z0 u1 n! B3 \5 R' B( F; c' L(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。
: k) f# n  |1 T/ W9 r 图 3 指定变量名称.jpg " \- v. A* N$ N; I' h0 k1 X) V) u& \$ Y

' u9 W. l' W, m6 \, z; {$ F8 r
( D1 ?$ w2 Y  ^  J+ |# s( W3 `& m 3 指定变量名称
; v- S& ~% e& C8 O! A# k' ~# m) f上图中各变量释义如下;1 ?7 ~" {" C: |. n. ]/ x4 z& _4 n2 s: g
2 变量名释义! {' |; y' ]1 j
z1
# Q2 s" q! J; s& i
行星齿轮齿数$ ^, G$ u) u& T, w% R* p0 O; t+ E2 ]
z2
8 n9 D) d# I+ k  c3 J2 j
半轴齿轮齿数
  t+ h2 u! _6 g, k  m) D
m
& V: h) W* t9 a. w7 a  Z% L3 a
齿轮模数
# b, d7 L) p: l# u% i
D1
* s( o2 e$ F6 c  W
行星齿轮内孔. x- g7 Q) q4 u5 f
SR) G+ P+ q2 ~1 j2 a" U
行星齿轮球面半径(等于安装距)3 ~9 Y+ Y! v. ]! c% i" I8 g
D2
" k) g: m: ]9 [. W" G' r: W; q
半轴齿轮内孔
0 k5 ?( ~  H+ H" z. }$ F
D3
/ x; W+ i  |$ f7 F/ K1 Q' t* g# v
半轴齿轮轴颈直径
0 l# h0 t! [, \7 M
L1
  D* ^8 ~4 K# C: ~# w$ `
半轴齿轮安装距/ T! T3 |8 u9 p" H  E
L2
: M2 }$ B& d9 d/ t. s9 q
半轴齿轮总长
) W! f: e; h  K/ A# P

2 ]3 B, r; A/ x  a  f5 }

8 n  t( G8 k6 Y7 x/ X) W
2 f& O: l! k( m) G& A+ s

2 Z+ j2 P  n9 P4 j8 W
. J/ W3 t* {; Q& v6 }

* h( Q5 T" ~' K# ^/ Z5 }% Y# G4 ~3 b5 M% v' m6 a: \/ I

4 Y+ ~% t( T5 {/ }; \) J2 R6 u5 X% \) C+ K; L% p

  Q. Z4 ?: q; p6 D( W! t
; C# l% F, m4 t- |- B; G
$ k) g4 X# p9 y3 t4 w6 {, b
+ k8 p7 W& i) B7 ?! _' l8 i7 B

: K) h  u; Q' F$ J  K: A' {, v; a  k/ D

* q1 j) f' Z  [- W; A# x
8 I8 L5 a7 y2 n. |5 [1 Y0 X& K
* p6 r* l( `7 L* N# H5 R
(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)。
2 v+ U5 d# q' m: k# i/ F 图 4 元素属性定义对话框.jpg
) g5 w# U, i/ f8 B  ]) c7 w5 J0 ]" q$ C; k0 E: H

4 X+ v3 z% }' T! U) M7 z7 e 4 元素属性定义对话框
& q3 C* z# F7 p; s% p9 ~(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。

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.rar

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 楼主| 发表于 2010-6-2 23:18:57 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北荆州
图 5定义中间变量.jpg
2 |  @. |6 N0 S5 f( h  l
4 }  H! \* h, o7 v5 o 5定义中间变量
6 |" N, N: a  p: n* p1 U& w) v(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)。; d* s# ^8 v  u- e; O
图 6 定义各元素的起、终点及条件.jpg ( h- O1 V5 F" H; R) L+ G  ?
+ Y# `! ]6 v! s) m
; I$ J0 G  t3 {  G( y
6 定义各元素的起、终点及条件
, c* j+ M+ n/ G(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)。' T9 N! N- Y+ [4 y1 i
图 7变量属性定义.jpg
4 d5 l- d5 N) j* d" B
6 x' L! M3 I) k& D2 z$ l# A8 O8 G3 c% W6 l9 Q/ Z  T$ M! C0 Z7 P
7变量属性定义$ G9 m2 [& \! `8 V) p6 Y
(7)单击“下一步”按钮,进入“图符入库”对话框(如图8)7 J5 m" P. g( w, B
图 8 图符入库对话框.jpg
) u9 ~$ \% Z( q+ A0 r8 _
# C1 b2 @; g, K: r/ M- o; g5 f) r( \% [# W! r
8 图符入库对话框
- j; i( z" Z4 O) l1 m, Y) s(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)。
+ ~3 \  C, L3 ]- U8 w 图 9 数据录入对话框.jpg
2 W6 k- `- c3 U* ]$ u, U
2 E, ~0 q9 U3 ^& R* y; T
! |! Z8 ]  V% J+ C& n+ r; p 9 数据录入对话框
% y! f- x  e" b(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)。
" J: t# G- I# P5 t' }5 O 图 10图符入库.jpg ' T. R/ \- Y! \' x& K. w* `1 K4 p
; d" {4 l' H5 z" P& R
  [0 Q4 X% K7 z0 n% l* Z7 `* S& J
10图符入库  S$ K' M9 z8 [6 T* H
三、结束语, b2 B8 P: x8 S. {
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。+ S' s1 F6 s* Y2 ?5 Q
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。$ b0 `( W( G3 j) }, C
CAXA有奖征文报名表.rar (192.12 KB, 下载次数: 5)
发表于 2010-6-24 00:03:14 | 显示全部楼层 来自: 中国安徽淮南
恩,做的不错哦。顶一顶
发表于 2010-7-6 16:24:25 | 显示全部楼层 来自: 中国广东韶关
我也想把做一个轴承的图库,受你的启发,谢谢
发表于 2010-7-7 16:46:35 | 显示全部楼层 来自: 中国河北唐山
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。
发表于 2010-7-7 19:53:20 | 显示全部楼层 来自: 中国福建福州
厉害,我今天长见识了,顶一个。
发表于 2010-7-7 20:43:32 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
源于实践,用于实践。
发表于 2010-7-8 09:14:30 | 显示全部楼层 来自: 新加坡
做的很好。
) d3 Y: l. f+ ?
发表于 2010-7-9 10:26:15 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
楼主做得挺专业的,向您致敬!
发表于 2010-7-9 14:23:57 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南长沙
很厉害啊,受到启发
发表于 2010-7-14 20:29:40 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏盐城
好,用心做了!不错!
发表于 2010-7-14 22:00:31 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏无锡
不错,支持一下
发表于 2010-7-17 17:11:57 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江齐齐哈尔
学习了,长见识,谢谢你。
发表于 2010-7-19 12:25:03 | 显示全部楼层 来自: 中国广东肇庆
好,如毕业看到这就不用烦了
发表于 2010-7-20 16:17:45 | 显示全部楼层 来自: 中国天津
挺好的实用文档,对外行来说有借鉴意义
发表于 2010-7-25 23:00:18 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
哇,太棒了楼主,我要拿来参考一下了!
发表于 2010-7-26 08:01:11 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏连云港
楼主很厉害,我只能做简单的,复杂的不行
发表于 2010-7-31 19:27:03 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
非常感谢,值得学习,要是在详细些就好啦。
发表于 2010-8-15 16:30:45 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏泰州
零件库越大越全,用之于设计越方便。
发表于 2010-8-20 09:32:26 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
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,
发表于 2011-7-20 15:45:31 | 显示全部楼层 来自: 中国吉林长春
非常感谢
9 _/ l5 t2 U- Q* j3 [这下方便多了
发表于 2015-1-11 07:59:16 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
太好了。。。。。
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