端部带槽轴参数化网格建模

  1. 介绍
  2. 案例
  3. 参数分析
    1. 齿槽宽度影响
    2. 旋转次数影响
  4. 参考文献

介绍

本文介绍Bafflo中端部带齿槽轴参数化网格建模。这部分结构的特点是齿和槽交错排列,难点在于齿和槽采用旋转生成,连接处保持节点相连,且齿和槽采用不同的旋转次数和角度。

在Baffalo中设定步骤如下:

flowchart LR
    Point --> line --> ToothRange --> 2DMesh --> 3DMesh 

案例

同样借鉴之前文章的模型,这次需在端部设置开槽的区域和开槽的宽度。

首先绘制点和线:

a=Point2D('Point Ass1'); 
a=AddPoint(a,[0;4],[110/2;110/2]);
a=AddPoint(a,[4;4],[110/2;100/2]);
a=AddPoint(a,[4;18],[100/2;100/2]); 
a=AddPoint(a,[18;18],[100/2;90/2]); 
a=AddPoint(a,[18;1],[90/2;90/2]); 
a=AddPoint(a,[1;0],[90/2;92/2]); 
a=AddPoint(a,[0;0],[92/2;110/2]);
b=Line2D('Line Ass1'); 
for i=1:7 
  b=AddCurve(b,a,i); 
end

接着将生成的轮廓线导入到ToothShaft模块

inputShaft.Outline= b; 
inputShaft.ToothPos= 12; 
inputShaft.ToothNum= 12; 
inputShaft.ToothWidth= 10; 
paramsShaft.ToothSlice= 5; 
paramsShaft.SlotSlice= 5; 
obj1=shaft.ToothShaft(paramsShaft, inputShaft); 
obj1=obj1.solve(); 
Plot2D(obj1); 
Plot3D(obj1);

在该模块中,设置参数:
ToothPos :齿槽端开始位置
ToothNum : 齿槽数量
ToothWidth : 齿部宽度

网格参数:
ToothSlice : 齿部旋转次数
SlotSlice : 槽部旋转次数

在2D的视图中,会明显的发现有一个虚线分界,在虚线的右端为齿槽部位。其基本的原理就是Delaunay方法种添加一些约束点,这部分内容有机会会在之后的文章提及。

在ToothShaft中提供了两种齿槽的形式,Type=1所有的旋转面均指向圆心,Type=2开槽为平行线。两种形式在实际加工中均可以实现。

参数分析

我们分析下具体参数的影响。

齿槽宽度影响

调整齿部宽度ToothWidth=10,16,22,从下图中可以看到齿槽宽度的变化

ToothWidth=10 ToothWidth=16 ToothWidth=22

旋转次数影响

在ToothWidth宽度打到22时,齿部的网格感觉不够密,进一步设置槽部和齿部的旋转次数,同时调整整体的网格大小为1。

paramsShaft.ToothSlice= 15; 
paramsShaft.SlotSlice= 8; 
paramsShaft.Meshsize=1;

参考文献

[1] https://www.feacat.com/2025/08/25/ToothShaft/
[2] https://www.feacat.com/2025/03/23/Housing/


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