高性能螺旋锥齿轮是汽车驱动桥中的关键零件,锥齿轮产品质量的高低直接决定了汽车驱动和承重效果,是汽车的核心安全部件。中桥螺旋圆锥齿轮的齿面结构复杂、齿形建模困难,传统建模方式已无法满足灵活多变的生产需求。因此,研究齿面的几何结构、齿轮的设计方法,实现螺旋锥齿轮的自动化建模,对于提高螺旋圆锥齿轮的建模效率和保证其建模质量具有重要意义。本文以某型汽车中桥从动螺旋圆锥齿轮为研究对象,以UG NX为开发平台,主要针对齿面曲线方程的推导、齿形建模的开发设计、齿轮锻造坯料的结构设计与优化进行研究,并采用UG/Open GRIP开发了螺旋锥齿轮自动化建模模块。主要研究工作如下:通过对齿轮建模中所涉及的空间曲线参数方程的推导,研究了齿轮三维设计的理论基础,所涉及的曲线包括:平面渐开线、螺旋线、球面渐开线与齿形弧线。为构建锥齿轮主体的几何结构,推导了基于锥面角度的齿面方程;通过联立锥面投影线和球面渐开线方程,建立了等高齿螺旋圆锥中锥面偏置距以及基本圆弧的尺寸和位置。研究了GRIP语言在实体建模中的使用方法,综合分析了GRIP语言模块和常用的建模语句,阐明了GRIP语句的基本结构以及各类语句在实体建模中的作用;研究了齿轮自动建模中所涉及函数的用法,分析了GRIP语法与逻辑准则、建模程序语句可能存在的语法与字符串错误,归纳了GRIP DEBUG方法。解决了齿形线与空间曲面的建模问题,基于所推导各类齿轮的齿面曲线参数方程,开发了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮、螺旋圆锥齿轮的建模程序,实现了齿轮的三维自动化建模。运用UG/Open MenuScript开发方法,集成齿轮库建模程序,开发了齿轮库菜单栏与交互式工具栏,提高了齿轮建模程序的调用速度。研究了锻造成形过程有限元分析的建模方法,采用GRIP语言开发了齿轮锻造坯料的模型库,进行了等高齿螺旋圆锥齿轮热锻成形过程的数值模拟研究,分析了坯料壁厚对等高齿螺旋圆锥齿轮热锻成形的影响。