基于UG的齿轮参数化设计.pdf

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1、·29·基于UG的齿轮参数化设计王飞，罗贵火(南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京210016)摘要：运用UG软件对圆柱直齿轮进行参数化建模，并针对UG软件，利用Excel可以快速、便捷的建立结构形状相同，但尺寸不同的齿轮的三维模型库，可以大大缩短齿轮的设计过程。关键词：参数化设计UG零件库齿轮中图分类号：TH122文献标识码：B文章编号：1002—6886(2012)01—0029-03TheParameterizationDesignofGearBasedonUGWANGFei，LUOGuihuoAbstract：Thisarticledescribesamodelingm

2、ethodofthespurgear，byusingamodelingfunctionofUGsoftware．Themodelofspurgearswiththesameshape、structureanddifferentsizecanbeestablishedquicklyandeonvienentwithExcelandUG．Thedesignprocesscanbesho~enedgreatly．Keywords：parametric；UG；pa~family；gear一基圆半径，mm；0引言一展角或极角，rad。齿轮是机械传动中常用的零件之一，尤其渐开线齿为了便于计算转

3、化，需要将式(1)转化为直角坐标方轮应用广泛。齿轮传动具有传动比稳定；可传递空间两轴程，建立直角坐标系如式(2)则渐开线上任一点k的直角之间的的运动和动力；适用的功率和速度范围广等优点。坐标方程可以转化为：在应用CAD／CAE／CAM技术设计、制造齿轮产品时，齿轮』【=cos+usn(2)的三维实体造型是一个亟待解决的技术难题，如果齿轮造y=rbSl‘I1／~一rbMcosM型精度不高，将直接影响有限元分析、运动仿真的结果，并N—KANr(O1．^+q^)影响到齿轮的CAM制造精度。目前齿轮参数化设计的一—=_～吼方法大体分为两种：一种是对现有软件的二次开发，通过(3)编程实现齿轮

4、的参数化设计；二是利用CAD／CAE／CAM式中：q一渐开线上任一点k的滚动角。软件自带的功能进行齿轮的参数化设计。本文采用第二1．2渐开线的绘制种方法，通过UGNX5．0自带的表达式功能对工程上常用端面渐开线曲线的具体绘制步骤如下。的渐开线圆柱齿轮进行参数化设计并通过Excel电子表1)通过UG表达式功能，输入以下公式：格驱动，实现不同尺寸的齿轮的快速建模。t=0／／UG定义的变量m=2．5／／齿轮模数1直齿圆柱齿轮的参数化设计z=22／／齿轮齿数1．1渐开线方程alpha=20／／齿顶圆压力角渐开线的极坐标方程为：·qita=90t／／滚动角角度值fr，：_rb=36／／齿宽{

5、COSO／(1)da=(z+2)：}：m／／da齿顶圆直径0=inva=tanot^一Otdb=mzCOS(alpha)／／db基圆直径式中：一渐开线上任一点k压力角；df=(Z一2．5)Ill／／dr齿根圆直径invo~一以％为自变量的渐开线函数；S=3．14dbt／4／／滚动角弧度值r一渐开线上任一点的向径，rain；xt=dbCOS(qita)／2+Ssin(qita)·43·试验值135N，由此可见，设计的MRF阻尼器摩擦力所1)流动模式MRF阻尼器的阻尼力随电流的增大明占比重很大。这也可以解释示功图呈矩形的一个原因。显增大，但这种增长趋势并非线性，可用分段线性关系4)库仑

6、阻尼力与剪切屈服强度曲线近似描述这种关系。在相同振幅下，阻尼器的可调倍数图7库仑阻尼力与剪切屈服强度关系曲线，其计算随频率增大而降低。公式参见公式(2)的第二项。随着电流的增加，磁流变2)流动模式双简MRF阻尼器的气囊可以在一定程液的剪切屈服强度也逐渐增加。当剪切屈服强度达到度上，消除复原行程的空程现象。20kPa时，库仑阻尼力可达到236N，与最大粘滞阻尼力3)大比重的摩擦力，使MRF阻尼器的阻尼力随速60N比较增加近4倍。度的增大而增加得缓慢。因此，对于小阻尼MRF阻尼器，需要通过提高加工精度消除摩擦力所占比重，从而提高阻尼力可调倍数。4)确定了结构尺寸和所用MRF剪切屈服强度

7、的阻尼器，其阻尼力最大可调倍数也就确定。而设计出一组最优磁路方案，以保证工作区域的MRF获得最大的剪切屈服强度，对于提高MRF阻尼器力学特性有着重要意义。参考文献[1]欧进萍．结构振动控制——主动、半主动和智能控制[M]．北京：科学出版社，2003图7库仑阻尼力一剪切屈服强度曲线[2]IJauYK，LiaoWH．DesignandAnalysisofaMagnetorheological将平板理论与实际结构结合分析图6、7可知，一旦DamperrTrainSuspen