面齒輪三維模型建立案例分析概述1.1UGNX軟件簡介UG（UnigraphicsNX）是SiemensPLMSoftware公司開發(fā)的大型軟件系統(tǒng)，為用戶提供全面的工程方案，其具有的模塊功能包括模型設(shè)計(jì)、機(jī)電概念設(shè)計(jì)、沖壓生產(chǎn)線、生產(chǎn)線規(guī)劃、船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖紙繪制、布局方案、加工方案、邏輯布線等等工程問題，為工程師提供最直接的設(shè)計(jì)環(huán)境。UGNX幾乎擁有世界上最全面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用板塊，通過建模設(shè)計(jì)師可快速生成高精度高細(xì)節(jié)度的產(chǎn)品方案，同時可以靈活地設(shè)計(jì)、更改產(chǎn)品各個屬性。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到加工整體方案可實(shí)現(xiàn)一體化、數(shù)字化、自動化。本文將運(yùn)用UGNX軟件進(jìn)行精準(zhǔn)建模。此次仿真最為重要的部分即為模型構(gòu)建，模型精確度將直接影響仿真結(jié)果，故選擇UGNX和MATLAB軟件進(jìn)行交互。通過導(dǎo)入MATLAB中導(dǎo)出的點(diǎn)陣坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過UGNX進(jìn)行微曲面插補(bǔ)構(gòu)建模型。1.2UGNX面齒輪模型建立運(yùn)行并更新UGNX，進(jìn)入操作界面。新建模型項(xiàng)目，將項(xiàng)目命名為“面齒輪單齒模型”。點(diǎn)擊“菜單”-“插入”-“曲面”-“通過點(diǎn)”，系統(tǒng)彈出“通過點(diǎn)設(shè)置窗口”，其中行次數(shù)和列次數(shù)指UGNX插補(bǔ)算法的次方數(shù)，數(shù)字越大將會越貼近真實(shí)模型，但CPU負(fù)荷將增大。在這里選擇行次數(shù)和列次數(shù)為4。選擇文件中的點(diǎn)，打開MATLAB生成的fl.txt和fr.txt兩個文件，注意檢查文件中的坐標(biāo)格式，列與列之間用空格間隔。生成后出現(xiàn)如圖1.7A所示兩個齒面；如圖1.7B所示建立齒頂面。由于齒頂面為簡單平面，故可通過直線拉伸生成平面。直線Z軸高度將小于文件中Z坐標(biāo)最大值；同理通過直線拉伸生成平面的方法將齒根面、兩個側(cè)面封閉，如圖1.7C所示；將多余的片體修剪去，此步驟一共有6步，分別對應(yīng)六個面。最后將所有面縫合形成整體得到面齒輪單齒模型，如圖1.7D所示：圖1.7單齒模型建立Fig.1.7Establishmentofsingletoothmodel再次新建一個模型項(xiàng)目，新建項(xiàng)目命名為“面齒輪齒坯模型”。新建基準(zhǔn)坐標(biāo)系并新建一個草圖，畫出兩個同心圓，分別代表齒坯外徑和通孔的大小，如圖1.8A所示；將草圖沿Z軸正方向拉伸成體，作為面齒輪齒坯的輪廓，如圖1.8B所示；在XY平面新建草圖，使草圖坐標(biāo)系與基準(zhǔn)坐標(biāo)系一致。繪制同心圓，半徑為齒坯外徑與齒長的差值，如圖1.8C所示：將此草圖中的圓拉伸成為沉孔而使齒和齒槽部分突出，完成面齒輪齒坯模型建立，如圖1.8D所示：圖1.8面齒輪齒坯模型建立Fig.1.8Modelingoffacegearblank新建一個模型項(xiàng)目，新建項(xiàng)目命名為“面齒輪設(shè)計(jì)模型”。導(dǎo)入之前的面齒輪單齒模型，選擇對象并陣列，將單齒模型以齒坯底面中心為圓心均勻分布一周，如圖1.9A所示；導(dǎo)入之前建立的面齒輪齒坯模型，將兩個模型合并成整體，修剪多余片體最終得到面齒輪設(shè)計(jì)模型，如圖1.9B所示：圖1.9面齒輪設(shè)計(jì)模型建立Fig.1.9Establishmento