CATIA如何创建齿轮？利用CAXA快速+通过螺线绘制+利用参数建齿轮

近日很多学生（涉及到毕设）来咨询我有关齿轮的画法，这里针对大家会遇到的问题以及具体齿轮的实现方法给大家做一个引导。

在讲解之前，要交待大家一个事实。在标准齿轮的确定时，实际上只需要确定齿轮的模数与齿数，这个够了～很多的机加设备就足以实现加工，而在我们利用软件创建齿轮的过程中，我们仅仅需要接合参数z和m，以及一系列相关的齿轮的公式内容，就可以获得对应齿轮的其他轮廓线尺寸，比如齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆直径、齿距、等等。。。那么齿形轮廓这里仅仅是示意图。我们可以通过圆弧、螺线等模拟齿形就可以了。如果实在要准确，我们还可以利用CAXA软件，利用其中的工具，生成准确的渐开线齿廓生成指令。在对应把草图的内容导入到CATIA的草图设计环境中，进而来完成后续的创建。当然如果你还是想更好的完成轮廓线的创建，我们还有方法。。。。跟我来一步步具体了解一下。

一、了解齿轮的参数

1、齿数Z：一个齿轮的轮齿总数角齿数，用Z表示。

2、模数m：由于齿轮的分度圆直径d=zp/π，为便于设计，计算制造和检验，令p/π=m,m称为齿轮的模数，并已标准化，它是决定齿轮大小的主要参数。

3、分度圆直径d：齿轮的轮齿尺寸均以此圆为基准而加以确定，d=mz

4、齿顶圆直径da和齿根圆直径df

齿根圆直径=分度圆直径-2×1.25×齿轮模数。
齿顶圆直径=分度圆直径+2×齿轮模数。

5、压力角α——在两齿轮节圆相切点P处，两齿廓曲线的公法线（即齿廓的受力方向）与两节圆的公切线（即P点处的瞬时运动方向）所夹的锐角称为压力角，也称啮合角。对单个齿轮即为齿形角。标准齿轮的压力角一般为20”。小压力角齿轮的承载能力较小；而大压力角齿轮，虽然承载能力较高，但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷增大，因此仅用于特殊情况。

6、齿顶高系数和顶系系数：h*a、C*

2、不同类型齿轮的具体参数情况

内啮合情况：

外啮合情况：

斜齿外啮合：

齿条：

3、齿轮的创建方法

例：完成齿数为42，模数为2的直齿轮的创建！

第一种方法：利用CAXA快速生成齿轮

接合这个齿轮模型，老师给你们一种特别简单的做法“一分钟教你创建齿轮”

第一步：利用CAXA软件，生成齿轮

第二步：把生成的齿轮另存为dwg文件，再使用CATIA软件打开，将其复制到零件体的草图中。

第二种创建方法：利用螺线自行完成齿廓的曲线

这里我们创建一个参数给定的非标齿轮，如果是标准齿轮，我们只需要按照上述公式替换相应的参数就可以了。

齿数=17，齿顶圆直径=76，齿根圆直径=58

在CATIA软件创建过程中，先来完成直径是76的圆；进而生成厚度为20mm的凸台

为了符合齿轮的配合要求，这里有个旋转凹槽的去除

为了将稍后创建的螺线，进行对称，获得另一侧对称，这里面的角度可以由我们自己按照需求设定，尽量接近实物的尺寸即可。

创建螺线：

按照之前创建的直线，将螺线对称到另一侧

再创建出齿根圆直径，进而封闭轮廓线，用来进行去除

最终阵列，齿轮就出来了

其他细节就这里就不具体展示了！最终完成版

第三种创建方法：更为精准的齿廓创建方法

第一步：设置参数

工具-选项-基础结构-零件基础结构-显示（在结构树中显示），勾选：参数、关系两个选项。

第二步：开始-形状-创成式外形设计，创建“xiechilun”零件。

第三步：建立斜齿轮参数

参数名称 值 参数类型

齿数 Z 20 整数

模数 m 4 实数

压力角 a 20deg 角度

齿顶圆半径 rk=r+m 长度

分度圆半径 r=m*z/2 长度

基圆半径 rb=r*cos(a) 长度

齿根圆半径 rf=r-1.25m 长度

螺旋角 beta 30 角度

齿厚 depth 20 长度

第四步：建立一组X Y 关于t的函数

x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*P*1rad)

y=(rb*cos(t*PI*1rad))+((rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad))

第五步：在xy平面画一个点，坐标为（0、0）以此点为圆心在XY平面上建立齿根圆rf，依次建立齿顶圆rk和分度圆r。

第六步：画齿廓

1、在XY平面上，创建点，点坐标的xy,利用公式获得在中间的“参数成员”中选取最后一个“Law”双击右侧“Law的成员”中的关系X,单击左侧“词典”中的“法则曲线”双击右侧“Law-Evaluate”，在上面的框中括 输入（0.1），y值同样的方式获取

2、然后再依次创建点，让t值分别为（0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 ）

3、使用样条曲线，连接以上生成的各个点

4、利用外插延伸工具，将样条曲线也齿根圆相交

5、将齿根圆与样条曲线延伸线，进行圆角操作

6、利用修剪工具，去除多余元素，进而将分度圆隐藏。

7、利用分度圆与样条曲线相交，获得焦点，采用点、线的方式获得平面。

8、接着创建旋转平面，参考曲面为以上刚创建的平面，这里旋转角度，需要输入公式，-360deg/4/z

9、已上一步创建的平面，为基准，将以上生成的曲线，进行对称。

10、利用修剪工具，处理，获得齿廓轮廓线。

第七步：将齿廓进行平移，获得厚度方向的对称齿廓

第八步：将平移获得齿廓进行旋转

第九步：再次创建齿根圆，并且让其沿Z轴，进行扫掠

第十步：通过多截面曲面的方式，获得单个齿轮的外轮廓曲面

第十一步：封闭曲面，并阵列，获得实体

完成作品展示

在上述的绘制过程中，如果是需要直齿轮，就定义beta=0

小伙伴们，是不是信息量有点大，老师在此，有配套的讲解视频和实例源文件，有需要的联系李老师，具体内容如下：

齿轮源文件系列

配套视频教程讲解

文档资料部分

CAXA安装包

有关齿条内容，如下，给大家坐下分享给大家！

齿条的主要参数有：齿槽宽、齿顶高、齿根高、齿高、齿厚、齿根圆半径等。
齿轮齿条模数和齿距的计算方式
一、直齿条模数和齿距的算法
1、模数m=齿距p/圆周率π
2、齿距p=模数m*圆周率π
3、咬合中线Ho=齿条高Hk-模数m
二、斜齿条模数和齿距的算法
1、模数m=齿距p/（圆周率π*三角函数cosB）
2、齿距p=模数m*（圆周率π*三角函数cosB）
3、咬合中线Ho=齿条高Hk-模数m
注：标准斜齿条角度19.5283度（19度31分42秒），三角函数cosB=0.9424764995。
三、直齿轮模数和齿距的算法
1、分度圆直径技术Do=齿数Z*模数m
2、直径计算Dk=（齿数Z*模数m）+（模数m*2）
3、齿轮转一圈周长计算Z=分度圆直径Do*圆周率π
注：齿轮中心点到齿条底面安装中心距算法：安装中心距Hb=（分度圆直径Do/2）+咬合中线Ho。
四、斜齿轮模数和齿距的算法
1、分度圆直径计算Do=（齿数Z*模数m）/三角函数cosB
2、直径计算Dk=（（齿数Z*模数m）/三角函数cosB）+（模数m*2）
3、齿轮转一圈周长计算Z=分度圆直径Do*圆周率π
注：齿轮中心点到齿条底面安装中心距算法：安装中心距Hb=（分度圆直径Do/2）+咬合中线Ho。