ZA蜗轮蜗杆的主动参数化精确3D数模设计

目前发现的一个很好的涡轮蜗杆参数化建模的例子，值得看看。毕竟业内这样的例子还很少

０ 引言

蜗杆传动由 于 传 动 平 稳、振动冲击和噪声很小、传动比大、结构 紧 凑 且 易 实 现 自 锁 等 优 点，被 广 泛 应用于国防、冶金、造船、化工等行业［１］。

当前，在各种三维工程软件平台上的蜗轮建模方法，都是利用特定截面齿廓根据一定的路径扫描生成蜗轮齿面的。其共同点是截面齿廓都是渐开线，其不同点是扫描路径各不相同。ＺＡ 蜗轮蜗杆传动在中间平面内相当于渐开线圆柱齿轮与齿条的啮合传动，所以蜗轮齿面在中间平面内确为渐开线齿廓。但 在 其他任何平面内，蜗 轮 齿 面 已 不 再 是 渐 开 线 齿 廓，所 以使用渐开线齿廓沿某种路径扫描生成齿面的方法缺乏依据。这些方法虽然简单方便，但所生成的蜗轮实体模型在与蜗杆装配时均发生齿面干涉，表明存在理论误差，不适合进行有限元分析。文献［２］中，浙江大学学者根据蜗轮齿面理论方程用 ＶＣ＋＋编程计算一组插值点阵，然后反求双三次 Ｂ样条插值曲面的控制顶点，再将 求 得 双 三 次 Ｂ 样 条 曲 面 转 入 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ建立蜗轮数字模型。该方法结果精确，但计算过程复杂，应用者需要高级编程实现。文献［３］通过在Ｓｏｌｉｄ－Ｗｏｒｋｓ中调用 ＡＰＩ函数，模仿实际加工蜗轮时蜗轮滚刀和蜗轮毛坯 的 相 对 运 动，通 过 实 体 布 尔 差 运 算，仿真加工出蜗轮齿面。这种方法在理论上是正确的，但所得实体表面存在由历次布尔运算所产生的棱线，要达到有限元分析所需的精度，实体模型就会变得过于复杂，对计算机要求太高。在大中型三维工程软件平台上，直接快速建立精确的 ＺＡ 型蜗轮蜗杆传动数字模型，仍然是一项需要深入研究的课题。

ＣＡＴＩＡ 是法国达索公司的 ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ 一体化软件，居世界 ＣＡＸ 领域的领导地位，曲面造型功能独具优势。在 ＣＡＴＩＡ 中做出的实体和曲面可以直接混合使用，互 相 转 化 或 提 取，可快速建立精确的三维模型。ＣＡＴＩＡ 已成为工业界的事实标准，是欧洲、北美和 亚 洲 顶 尖 制 造 商 所 用 的 核 心 系 统。当 前，在ＣＡＴＩＡ 及其他工程软件平台上构造精确的 ＺＡ 蜗轮蜗杆装配数模，对于 ＺＡ 蜗轮蜗杆传动的产学研领域具有重要意义。