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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

6 x$ m- T% `2 W# X" \! t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
9 l' E) l! c+ w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。
& C8 j4 Q) t+ K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:
+ X4 Y. q8 l- `& i# e一、
& D. A" _) U0 d  `3 t1 l0 q
设计思路

5 x. m$ L6 r. T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。1 B$ h. B' ]! w; L' l' s
1
6 _% t+ T1 U$ }( b* }- \
中间变量中的基本公式(等顶隙收缩齿)
( f  H; [' b* d) v
速比
8 A; ]6 ?: I1 E8 G- e+ ~
u=z2/z18 [4 i0 z* l- j* L9 R, o4 s; z
高变位系数
: c1 O9 B2 d( v
x=0.37*(1-1/u^2)
* a. d% [3 Y  l) ?' _) i5 f* k6 Y
分度锥角1
/ w' i3 Q& m1 l1 L: U
δ1=atan(z1/z2)
5 i8 S! \9 F' @0 u3 E, u9 Y; V9 ?
分度锥角2
" C. R7 T7 P& j! d" i" s* }3 b
δ2=atan(z2/z1)
( z( Z1 ^( P5 q* q" `% `; A4 B4 P8 h+ [
分度圆直径1$ y) |! t* x/ E9 h2 a& U" s
d1=m*z1
( C, N# K7 m; w+ a0 f* Y
分度圆直径2
" a0 h0 A5 R8 n7 \8 P, C
d2=m*z2
& x* H$ @  K9 b. x3 Q: ]
大端锥距
- w( o, n1 ]% o5 d5 P
R=0.5*d2/sin(δ2)
2 |; \9 m9 j% y' p# P, Z
齿面宽取整. Y! b& m7 L; u  n
B=floor(0.3*R). Y7 ^" Y" J) }$ ~7 A' @8 [
大端齿顶高1
9 r! l' d: w! v. u" e0 @% U
ha1=m*(0.8+x): y5 O4 [0 v3 n9 X
大端齿顶高2
3 D/ Q# j6 R6 j9 l3 t
ha2=m*(0.8-x)
, L; R- w+ `4 U& n
大端齿根高1
0 [/ Q' E" J2 u) D5 o; F4 @; Y. g
hf1=m*(0.8+0.188-x)+0.051. \$ z/ B) M; M& X
大端齿根高2' L  J8 I' u% b3 f8 _1 \' @1 V
hf2=m*(0.8+0.188+x)+0.051+ m# }3 K$ g( s$ [
大端齿顶圆直径1/ I" K, L0 Y& v8 l! ?) s+ }, b
da1=d1+2*ha1*cos(δ1)
1 j. d  k$ J; i, g
大端齿顶圆直径2
, T6 R( q8 ^- U  a
da2=d2+2*ha2*cos(δ2)
0 u$ \) Q4 s( v# J
冠顶距1* F$ \5 y& y6 A! H/ b
Aa1=R*cos(δ1)-ha1*sin(δ1)
3 s7 n. Z$ d) _# u- F( H* N* v$ j2 @/ p
冠顶距2
9 U3 P# Y2 ~7 A
Aa2=R*cos(δ2)-ha2*sin(δ2)0 D: _% t! ^7 t) W6 ]6 C& T+ P% C
齿根角1
: q/ u* ~& V% P$ G% {+ P
θf1=atan(hf1/R)
+ S; x1 }, @7 f$ ]
齿根角21 I1 r6 ]4 W) r7 ~7 d
θf2=atan(hf2/R)3 ]7 m$ U3 O7 @" T' Q
齿顶角1/ h- [5 |+ C& K! p& C- ]. f; n% o  X
θa1=θf2
! q8 S/ }3 x: e4 f' A
齿顶角2
! V( M* y6 G- i" ~/ h" Y5 Z3 ]
θa2=θf1
9 Q: j# p8 n6 ?  ]9 A* t
面锥角1
. @8 d* P9 ~, M; {# n7 M
δa1=δ1+θa1
+ K) f6 _4 D2 M& T
面锥角2
8 s- M" P6 w/ S; C; N" x6 m
δa2=δ2+θa2
8 h8 t) w0 v5 D, Y
根锥角1# a6 _3 z+ S5 W' L$ L, X  `
δf1=δ1-θf1  b8 ]+ P1 n/ l* ?. @3 M/ B
根锥角2
7 j$ a( W# ?1 ^8 a, X& b# n2 J; C; g
δf2=δ2-θf2
" k0 D2 g/ s: G* Z
6 R  q9 ~7 P  @; A
图 1 自定义的中间变量.jpg
$ m- L: X4 M# m  o8 Y
1 自定义的中间变量(等顶隙收缩齿)

1 N5 Y6 z( \/ D二、操作步骤
" r  c0 A- @5 ^8 j2 N) S3 i(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。9 P  d, [: o: k5 ~
图 2 绘制基本图形.jpg 9 u" t- U  u% y/ |' ?) H! p4 c- r  u
3 N" Z5 F- T: J* T- c, Q7 x) ?
- G: c4 T) j* a3 r5 a
2 绘制基本图形
; ^3 }- W% Q$ ~" M5 x9 j& s( M6 X(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。
  `' r) W% Z9 n1 t 图 3 指定变量名称.jpg ; p2 b, c$ v1 K- a$ u9 a

. ]6 h+ H- ^* f; A6 T5 k! N3 N6 w8 ~" b) S
3 指定变量名称
) t4 [& W" P! b6 B5 D  Q上图中各变量释义如下;
1 g& \: U6 o( y. s 2 变量名释义4 k. T3 Y: C: \. A- n) R
z1, A- k3 A! _# M! f
行星齿轮齿数* v+ L3 ]( S- `2 B$ |* l
z2
% V' t' t' M! @
半轴齿轮齿数
: `3 C; [& \0 q) W
m
/ ]' t( l% M+ g; E' K
齿轮模数+ N* Q. n2 `6 ^
D1/ D5 M7 _7 i' J% L; M# C
行星齿轮内孔- T, v8 V/ F  f9 [  X* G
SR
' g/ D2 {% _) |4 l* c
行星齿轮球面半径(等于安装距). o) d0 H6 v9 ^* ]( I
D2% ]3 P7 a+ d- M5 G& s* C
半轴齿轮内孔
0 t: \' v1 X! {; i
D3
  _! }2 Y) k  [& w
半轴齿轮轴颈直径
4 W5 n) F8 |' s- q9 @
L1
/ r  ~- ?' D5 K1 c' i. w- q
半轴齿轮安装距) u4 g7 s7 P3 ]2 _" S- n
L22 ]9 h. _+ N1 K1 O) n7 y3 S/ \$ r
半轴齿轮总长5 E% Y* R+ t; Q; j7 e. i

$ L5 l7 p2 f) k2 C2 e, x! b/ _# ~0 K

5 u9 e" O  Z, r/ ?! C6 N# ^, ~5 y" `8 H7 B# |, y, j' {
; t, k( E4 f! C% Z2 ~4 w/ y
+ |" P7 s2 a. X

' n' n" u9 z" a7 ^5 N' t0 A/ p6 i/ _% T% K) |

5 `/ @( B* p) p- Y% w
! v4 i$ t: t) L4 ?

/ h+ z) [3 W; f  Z6 k, A- x# x) L

& z5 l. z7 |" _# p) y! {7 V6 l: \3 B

% R0 f, {' M+ N# |5 i; J
& p6 i0 R/ R5 E" ~/ {" W; M5 b

# C2 u- i7 j6 b% z9 H
- n& L) C3 k2 X1 F6 P+ Q" S  O) ~
, a3 t/ ^% }7 ~& _! j1 p5 c
(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)。# }" J$ c: \: Q
图 4 元素属性定义对话框.jpg 4 b, G0 x; f! w4 A4 {

9 K6 ?9 W" w7 {# w7 ^+ o
, _- [, z+ w' {. ^/ U 4 元素属性定义对话框# k9 R0 k, I/ }) I% L$ s
(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
$ {' ?* A8 Y; X5 d: R$ R) Y! X+ B9 [3 x( ]& ]
5定义中间变量
' K# h4 J9 ?9 z+ F3 k# P(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)。- S; s% [  l6 v4 q3 B
图 6 定义各元素的起、终点及条件.jpg 5 z  r% D, [! q6 |& K6 ]3 P
7 g) H1 G" q2 T! B$ E4 b; J$ |

1 ?5 y) c* t; C( ~) p4 n 6 定义各元素的起、终点及条件2 P5 C/ R% @# m$ b+ M$ ~4 h4 F
(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)。8 q* H* \" Y5 e5 m7 T  ~
图 7变量属性定义.jpg
- ~  x) y. Q+ o3 k! s0 a; I* W
- j6 X% m) m* e" v1 e0 z4 f: u6 T+ O1 ^5 L2 P/ D+ e( q
7变量属性定义& Y+ M+ ?$ h7 O3 P
(7)单击“下一步”按钮,进入“图符入库”对话框(如图8): v* T7 p# D) ?+ S2 k
图 8 图符入库对话框.jpg 0 t, b6 ~' |0 j% S: @
% e) e7 S6 o0 F  L2 B" q9 ^- j
* P- d5 s1 I) q
8 图符入库对话框
( O1 E0 e: \! Q5 m* S7 \: p(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)。
  w2 W) V4 p3 p 图 9 数据录入对话框.jpg
2 k/ a' B' {7 w4 I) l" O( q7 g7 z$ q; a, ^

9 f1 |; L8 Z: \- _- g 9 数据录入对话框
- d9 O( n6 n% C; k(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)。
9 u1 W) M9 a# W! q$ d* t' _ 图 10图符入库.jpg
7 U+ F4 Q* [% j: s. T" X5 Y$ d
! ?- N7 i/ M. |$ A
! ]* k9 Q3 u2 ~9 W7 u# v 10图符入库
" R* z# v2 v) B( {0 m! D' A三、结束语
, k- U5 ^! M9 k( F9 q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。
# C: K! N( O* w4 p7 t( r, zCAXA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。0 z: L- R8 {, B: j( b
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。$ T% N) m9 h* Q- s. j4 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
, j% P5 V% {, ]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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