齿轮作为汽车动力传动系统的重要组成部分,具有传动效率高、工作可靠、使用寿命长和传动平稳等优点。用传统设计方法设计齿轮时,不仅难以保证齿轮的设计质量,还需要很长的设计周期。因此,如何高效地设计出符合性能要求的齿轮具有十分重要的意义。本文以渐开线圆柱齿轮为研究对象,重点对齿轮结构参数化建模方法、齿轮啮合传动参数设计方法和齿轮参数化建模系统进行研究,为齿轮的设计提供指导和依据。本文主要研究内容如下:(1)齿轮结构参数化建模方法研究。通过对不同渐开线圆柱齿轮的结构特征进行深入研究,建立渐开线圆柱齿轮结构参数化基础模型和齿轮结构参数约束数学模型;采用完全程序化参数建模方法,结合UG二次开发技术,完成渐开线圆柱齿轮轴孔、轮毂、键槽、腹板和腹板孔等结构的参数化程序设计,实现渐开线圆柱齿轮结构的参数化建模。(2)齿轮啮合传动参数设计方法研究。通过对外啮合圆柱齿轮传动原理进行深入研究,分析齿轮正确啮合传动的约束条件,建立无侧隙啮合、避免根切、齿顶不过薄、保证一定重合度、齿根过渡曲线不干涉等几何约束数学模型;分析齿轮承载能力的约束条件,建立齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度等性能约束数学模型;综合考虑啮合传动参数设计的几何约束和承载能力约束,建立齿轮啮合传动参数设计的数学模型。(3)齿轮参数化建模系统研究。基于齿轮结构参数约束数学模型和齿轮传动参数设计的数学模型,以UG8.5和Visual Studio2010软件为系统开发平台,结合VC++面向对象技术和UG二次开发技术,建立齿轮啮合传动参数设计模块、齿轮参数化建模模块和齿轮参数数据存取模块,开发出专用的齿轮参数化建模系统;通过设置系统环境变量、定制用户菜单、设计用户对话框、编写参数设计程序和数据文件存储与读取等核心步骤,实现渐开线圆柱齿轮结构的快速设计与精确造型;结合外啮合齿轮设计实例数据对本设计系统进行测试,验证本系统具有切实的实际操作价值。本文的齿轮参数化建模系统集齿轮啮合传动参数设计和齿轮结构参数化建模于一体,能够有效缩短圆柱齿轮研发设计周期,提高设计生产效率,有一定的工程应用价值,对其他产品的参数化设计也具有一定的借鉴意义。