[转]基于AnyCAD的准双曲面齿轮建模

基于AnyCAD的准双曲面齿轮建模

作者：谨阳

（文章来源：http://www.opencascade.net/ask/?/article/6)

摘要：根据准双面齿轮的加工方法和传动特性，对准双面齿轮的结构进行研究。并基于opencascade开发的AnyCAD软件平台，开发准双曲面齿轮建模软件。

关键字：准双面齿轮 AnyCAD 软件 Opencascade

1、AnyCAD的介绍
AnyCAD软件是基于opencascade几何内核开发的一个显示平台和一套对opencascade内库总结的自己的内库。显示平台时尚，美观。具有一般三维软件的基本显示功能（如放大、旋转、平移、着色、线框等）。同时还有一般三维软件的导入功能（iges、step等）。其内库总结了opencascade的几何内库，可以实现建模的基本功能。
AnyCore::ATopoShapeTools Class可以实现线、面、圆、圆柱、块体等基本几何体的建模。实现方法：如块体。

ATopoShapePtr pBox = ATopoShapeTools::MakeBox(Vector3::ZERO,Vector3::UNIT_Z,Vector3(100,100,100));

并对体进行id号关联，以便对该体进行后期操作。还可以对建立好的集合体进行基本的颜色赋给等其他功能。

AEntitySceneNodePtr pNode = _NewGeometryNode(pBox, 0.1);
    pNode->SetId(  m_MaxIndex);
    AFaceStylePtr pStyle(new AFaceStyle());
    pStyle->SetColor(ColorValue(1,1,0,0.5));

　　

AnyCore::AFeatureTools Class是几何体的特征操作，可以实现几何体的旋转、镜像、拉伸、平移、变换等等一般三维软件可以实现的特征操作。下图是AnyCAD内库的表，首先其命名方法直接明了，很方便开发人员找到想要的函数。其次，在函数的使用方面，参数、返回值等等一目了然。

2、准双曲面的齿坯建模

准双面齿轮的参数如下表（小轮安装距为125，大轮为70）

项 目 名 称 小 轮 大 轮

齿数 - - - - - - - - - - - - - - - 14 47
模数/径节 - - - - - - - - - - - - - 5.10600 毫米 
齿面宽 - - - - - - - - - - - - - - 42.23 38.00 毫米 
压力角 - - - - - - - - 小轮凹面 - 19.30 度.分
- - - - 小轮凸面 - -23.00 度.分
轮副轴交角 - - - - - - - - - - - - 90.00 度.分
外锥距 - - - - - - - - - - - - - - 128.00 128.80 毫米 
齿顶高 - - - - - - - - - - - - - - 7.57 1.57 毫米 
理论齿根高 - - - - - - - - - - - - 2.99 8.86 毫米 
工作齿高 - - - - - - - - - - - - - 9.23 9.23 毫米 
理论全齿高 - - - - - - - - - - - - 10.56 10.43 毫米 
外端直径 - - - - - - - - - - - - - 104.08 241.12 毫米 
小轮偏置距 - - - - - - - - - - - - 30.00 毫米 
节园直径 - - - - - - - - - - - - - 89.91 239.98 毫米 
名义半径 - - - - - - - - - - - - - 37.34 102.29 毫米 
节锥顶点超过轴交错点的距离 - - - - .80 2.71 毫米 
面锥顶点超过轴交错点的距离 - - - - -.67 2.48 毫米 
根锥顶点超过轴交错点的距离 - - - - -2.39 2.51 毫米 
轮冠至轴交错点的距离 - - - - - - - 115.82 42.64 毫米 
前轮冠至轴交错点的距离 - - - - - - 77.34 29.32 毫米 
节锥角 - - - - - - - - - - - - - - 20.34 68.41 度.分
面锥角 - - - - - - - - - - - - - - 24.19 69.29 度.分
根锥角 - - - - - - - - - - - - - - 19.47 64.49 度.分
齿根角 - - - - - - - - - - - - - - .46 3.52 度.分
螺旋角 - - - - - - - - - - - - - - 44.00 28.04 度.分
螺旋方向 - - - - - - - - - - - - - 左旋 右旋
切齿方法 - - - - - - - - - - - - - 固定安装法

齿侧间隙 - - - - - - - - - - - 最小 .10 最大 .20 毫米 
驱动构件 - - - - - - - - - - - - - 小 轮

AnyCAD的线建立，先要确定线段的两个坐标点。首先我们先利用外端直径确定轮冠的坐标位置，根据齿面宽、节锥角、根锥角、面锥角、全齿高确定齿坯的二维图。

通过AnyCAD的几何内库中的旋转函数，实现齿坯的建立。方法如下：

ATopoShapePtrList list2;
 list2.push_back(p3);
 list2.push_back(p5);
 list2.push_back(p6);
 list2.push_back(p7);
 list2.push_back(p8);
 list2.push_back(p9);

ATopoShapePtr Z=ATopoShapeTools::MakeWire (list2);
AEntitySceneNodePtr pNodeZ = _NewGeometryNode(Z, 0.1);
pNodeZ->SetId(  m_MaxIndex);
m_pSceneManager->AddNode(pNodeZ);

ATopoShapePtr J = ATopoShapeTools::MakeFace (Z);
AEntitySceneNodePtr pNodeJ = _NewGeometryNode(J, 0.1);
pNodeJ->SetId(  m_MaxIndex);
m_pSceneManager->AddNode(pNodeJ);

ATopoShapePtr chiji=AFeatureTools::Revol(J,Vector3(0,0,0),Vector3(0,0,10),0);
AEntitySceneNodePtr pNodechiji = _NewGeometryNode(chiji, 0.1);
pNodechiji->SetId(  m_MaxIndex);
m_pSceneManager->AddNode(pNodechiji);

　　

3、齿面建立

准双曲面齿轮的齿面是没有特定的函数表达式的，本文利用3906齿轮测量中心测量出齿轮凹面，凸面各9x5四十五坐标点。AnyCAD的读入txt坐标点，利用b样条曲面函数进行拟合实现。方法如下：

Handle(Geom_BSplineSurface) aSurf =GeomAPI_PointsToBSplineSurface(array,1,1,3,0.001).Surface();
TopoDS_Face Bcurve0 = BRepBuilderAPI_MakeFace(aSurf,0.001).Face();
ATopoShapePtr pTopoShape0 = _NewShape(Bcurve0);

　　

4、建模完成
凹凸两个齿面建立之后，对齿坯进行修剪体。就可以得到准双曲面齿轮的一个齿。然后利用AnyCAD的变换函数，陈列出符合齿数的准双曲面齿轮。再将所有的齿和之前建立的齿坯进行就和，就得到了准双曲面齿轮。

5致谢
感谢AnyCAD团队在编写程序方面对我的帮助和耐心的教导。感谢AnyCAD平台的长时间陪伴，让我的生活单调却不乏味。