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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 _+ z9 f. J# W- P8 q; S
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 R7 X' b2 |6 ^" J7 J) o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。& N. [! C1 m) n6 Q+ 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:
6 n' n. E/ @: o6 c+ A: [7 K一、
7 O4 Q9 ]/ F5 `
设计思路
3 h4 o* k0 n2 g1 B5 v: ]
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。
, d! Z/ |& K2 U8 }. _- b
1
% C. d8 l1 m& G. i6 d$ _
中间变量中的基本公式(等顶隙收缩齿)

; u; M6 m% G% k5 i: t2 a3 |
速比  y, r( f4 k3 K
u=z2/z1
0 m- C9 s% ]2 C- [
高变位系数, o8 @0 r8 `" s9 W
x=0.37*(1-1/u^2)
( H3 R8 K8 E, b) S9 o4 D
分度锥角1+ t/ ]7 }+ _5 P+ n0 @# s) h4 l; R
δ1=atan(z1/z2)
8 M: U+ d/ s2 q) E0 S
分度锥角2- }; r: u: Z, g& ]+ l- X
δ2=atan(z2/z1)
2 F7 ]: e$ V$ @
分度圆直径1
6 O- {+ T. o1 S$ k8 s' u
d1=m*z1' b$ M/ D) I$ }. o- B; a1 T/ B
分度圆直径2
. c/ _6 e7 o0 C2 @
d2=m*z2! w3 n' _" u; C$ ], p1 }
大端锥距1 F+ Q  E* k5 ?4 L+ X
R=0.5*d2/sin(δ2)
8 B; |& f- y: h" [
齿面宽取整6 ?+ N8 b: \3 t4 k+ y
B=floor(0.3*R)
5 V( X6 b- d7 S4 X( k4 o* P0 j5 s
大端齿顶高1
6 b$ @9 ?& A. b7 p' ?, U! E! Y; f
ha1=m*(0.8+x)
3 s: i# x( C" H# L. q. B1 d' u
大端齿顶高2+ E. A% [7 e0 Y4 K
ha2=m*(0.8-x)6 ^, l% w" d: s( V
大端齿根高1
: r# C6 s! {/ N
hf1=m*(0.8+0.188-x)+0.051: P- ]. Z0 Y3 Q  O
大端齿根高28 D3 Z# n+ E: x5 X! b
hf2=m*(0.8+0.188+x)+0.051
5 Y$ n3 c* l2 N, F( Q! m2 \
大端齿顶圆直径13 |, m( u; k( s2 V7 S
da1=d1+2*ha1*cos(δ1)
( B7 |( c( c$ j
大端齿顶圆直径2$ @$ ]% z0 A  U3 ?1 h) W( {6 H
da2=d2+2*ha2*cos(δ2)
# c' G8 P2 Q( |/ C
冠顶距1
1 B: ]$ h# `: `) ?
Aa1=R*cos(δ1)-ha1*sin(δ1)
* r' g3 W0 r) c6 O- R- T) y4 B; `* w
冠顶距2
. y+ i0 H+ t9 X) N
Aa2=R*cos(δ2)-ha2*sin(δ2)
% c, s. f7 y' Y7 d2 q/ C# `
齿根角1
! Z5 C7 ~. r4 U2 `) p
θf1=atan(hf1/R)8 C; I7 Q1 F' p, Z; ^
齿根角2
7 s9 f) A$ v& |4 y- U5 K
θf2=atan(hf2/R)
" L$ L. x/ T+ ?0 C( {4 U
齿顶角1
6 w: v* [' R+ U( g( {
θa1=θf2
' w8 y+ G/ N% D- E: t3 z
齿顶角2- C4 a1 @, ^5 E  Z% d
θa2=θf1
, s: E2 }0 w( d! E/ w
面锥角1
' E/ i9 b/ q1 L) S# b/ b
δa1=δ1+θa1) f! W4 P- N7 P
面锥角2! g- m6 ^4 J; t% k
δa2=δ2+θa2
# d' b6 e* E2 I" b. X' ~7 X" Z- x
根锥角14 ^6 X; Q# _- u
δf1=δ1-θf1
( R. t" I, f$ g; [/ M% N
根锥角2
) A0 I8 o6 S! ~1 J' R$ S* w9 c: v
δf2=δ2-θf2* l% e$ S: u- X) M$ Y- X' m
/ k, C- G$ y& N
图 1 自定义的中间变量.jpg

6 k" q3 a; A: E% z0 I! J  S
1 自定义的中间变量(等顶隙收缩齿)
. B' F, [2 D2 Q$ v1 n( `8 H
二、操作步骤
' T% x  m. W; p/ ]+ U7 d- q3 J(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。
( e" R- M+ w; b3 |) _, S 图 2 绘制基本图形.jpg , R& B5 t" L* X$ y' V- t, Y

! S8 C/ q8 R; L
& {; [: i, {! L" @7 G* F 2 绘制基本图形5 ~5 v  q4 A0 f$ M# a% u7 K
(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。1 X. Y2 M% e( s- ?' ~
图 3 指定变量名称.jpg - M% {$ U( @  U8 W, @

- |2 D8 @# r, I( k( b& d
3 [+ Y4 A) @& D% O# p$ K2 F9 J 3 指定变量名称" U6 N2 d# {7 I! |( n7 Y
上图中各变量释义如下;
5 x# O4 t: @$ d! X) m4 |8 }3 R 2 变量名释义
0 A7 l- q0 G) D) |: U3 O
z1
& P/ U3 {6 }% I9 i
行星齿轮齿数
  X5 l2 _# [( t5 m( |8 v6 u
z2
: L+ x% U! E* z# I: g0 t; r! S
半轴齿轮齿数, p+ x* s' J" ^" X8 y8 Q/ |4 X
m
5 @& I3 O! b6 U7 y: P$ i/ A
齿轮模数
. m1 \7 }9 r9 ?" S8 e
D1/ v( C$ u( ^- e2 l/ r6 ~
行星齿轮内孔9 s" f4 Z4 K; L, [
SR5 [2 }4 b, h/ |
行星齿轮球面半径(等于安装距)! O+ D" b8 D! b+ ^( f. \5 b
D20 x% @  @" A' r' N
半轴齿轮内孔, {9 U/ g" [: H0 n
D3" h3 ~; f) T# {
半轴齿轮轴颈直径4 U0 `9 F* w( {" f% j2 |6 T
L1
8 \$ m, z9 }6 j; e! [% m, E& q4 K
半轴齿轮安装距
2 a/ _8 D+ t9 A
L2: w9 f4 L+ ^* }9 ^8 _' \  T# h
半轴齿轮总长
1 N; Q! q1 g( G

! ~2 s9 P8 S* u- F. c
" q' |# N5 y4 u

4 t% _; X$ k0 b+ @" X
) j* O2 b3 x8 T  b0 i5 o

" u1 t# L5 s4 V

4 H. d6 X8 ]; j$ ?$ H; [, ~
, f' a. |* m! f- d4 y; f3 H. O
$ D& L! t& \8 ?6 w& z1 K

. e0 t0 s: J9 X# ~7 ]1 @

! G  v' F# G* g; A& e4 K( E$ F  E) P4 E- O# j- k, G6 B
! @' Y7 r3 I0 K( ?2 `7 G
9 L3 \0 v) q/ f( e1 E- F! S9 D
& \" w+ [( N$ `$ I6 [+ X& N7 L8 B

' C+ S  B; l. P0 J

4 A. U5 ^+ Z; {' h& M7 z3 U- N. v, C

. D7 V' x2 ]: I: u(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)。) Q3 j5 \4 {$ h1 n# b% ^9 Y
图 4 元素属性定义对话框.jpg 0 E# K+ O# k& S( }* l" E  l! t( @
8 \$ v6 d: ^8 q& b

* v. Q5 k' \  G1 y 4 元素属性定义对话框) ]# @2 \7 C5 s+ h/ N) T$ U# Z
(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 1 ~  y1 k0 F# [
0 \0 `- p% o0 V0 m
5定义中间变量
* s( {. c1 d! F/ a8 d" H; ]* 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)。
' o6 J& W+ g( }, } 图 6 定义各元素的起、终点及条件.jpg
. H& l  A' K5 A/ G/ V% X6 }3 S( d% i1 Z9 J
1 U/ R+ Y  y4 W0 D4 e
6 定义各元素的起、终点及条件" X5 N, u1 T5 I0 g$ u6 N, \2 o8 M9 e
(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 z/ F6 X  P. `: p5 C
图 7变量属性定义.jpg 3 z; ]4 D+ U1 P7 B! a

# l  j; m6 N7 k5 \& H; r* M4 `0 k. R+ L
7变量属性定义2 W7 l8 B( p7 N3 ^1 a8 m
(7)单击“下一步”按钮,进入“图符入库”对话框(如图8)3 i9 h% w' S5 z
图 8 图符入库对话框.jpg . [$ n5 d  k! M: ]

+ ^' N, f& u3 g5 e5 i% z  I
. B/ O( |3 x( s$ x2 V/ E" e 8 图符入库对话框
$ g# |7 _! S) }8 M* {7 I. c(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)。
# G' c( m/ J' z2 s* g+ Q# b7 N. W 图 9 数据录入对话框.jpg
" B: n! f% v; `; z3 t8 [  e5 E. X' v) J. Y

- K% L5 _, a6 G  c1 V) v5 D 9 数据录入对话框' g- J& R. o, [/ a/ G, c( r
(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)。5 y" B) l' V) N2 O8 v! w  T
图 10图符入库.jpg
6 v  m; i7 l, J( Y& E: x0 {# d% q: g9 H3 H

( c2 v9 w, y6 Y* s 10图符入库
3 Y4 w% A2 A8 C6 \! ~2 y三、结束语
# h2 ?1 c6 ], L' b; a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。: p3 x9 X1 L, Y4 a/ m& g2 i; J" ]/ w3 B9 R
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。
- ~$ s! q4 T/ U* Q! T 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。
/ w) Q0 }* J# V6 |" {0 x: I5 Y
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
' a  G4 |, j1 w7 L+ q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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