人字型齿轮
设计结果如下图:
图1-1 最终的设计结果
1.新建零件文件 (1) 在上工具箱中单击
按钮,打开【新建】对话框,在【类型】列表框中选择【零
件】选项,在【子类型】列表框中选择【实体】选项,在【名称】文本框中输入:“Herring_gear”。
(2) 取消选中【使用缺省模板】复选项。单击
按钮打开【新文件夹选项】对话框,
按钮,进入
选中其中的【mmns_part_solid】选项,如图1-2所示,最后单击三维实体建模环境。
图1-2 【新文件夹选项】对话框
2.设置齿轮参数
(1) 在主菜单中依次选择【工具】/【参数】选项,系统自动弹出【参数】对话框。 (2) 在对话框中单击
按钮,然后将人字型齿轮的各参数依次添加到参数列表框中,
具体内容如图1-3所示。完成齿轮参数添加后,单击图1-3 人字齿【参数】对话框
3.绘制齿轮基本圆。在右工具箱中单击的
按钮后关闭对话框。
图标, 系统弹出【草绘】对话框。选择
FRONT 基准平面作为草绘平面,绘制如图1-4所示的任意尺寸的四个同心圆。
图1-4 任意尺寸的四个同心圆
4.设置齿轮关系式,确定其尺寸参数
(1) 按照如图1-5所示在【关系】对话框中分别添加确定齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径的关系式。
图1-5 【关系】对话框
(2) 在主菜单中依次选择【工具】/【关系】选项,系统弹出【关系】对话框。在工作区中选择刚才创建好的一组基本圆后, 则此基本圆的直径尺寸符号将以代号的形式标注出来。在工作区中单击要选择的直径的尺寸符号,则其自动被添加到【关系】对话框中,再从键盘上输入关系式,添加完毕后的【关系】对话框如图1-6所示,其中为D0、D1、D2和D3新添加了关系。最后单击
按钮,关闭【关系】对话框。
图1-6 【关系】对话框
5) 选择主菜单中的【编辑】/【再生】选项,完成齿轮基本圆尺寸的设置。最终生成如图1-7所示的标准齿轮基本圆。
图1-7 标准齿轮基本圆
5.创建齿轮渐开线 (1) 在右工具箱中单击
按钮打开【菜单管理器】菜单,在该菜单中依次选择【曲线
选项】/【从方程】/【完成】选项,打开【曲线:从方程】对话框。
(2) 在模型树窗口中选择
坐标系,然后再从【设置坐标类型】菜单中
选择【笛卡尔】选项,打开记事本窗口。
(3) 在记事本文件中添加渐开线方程式,如图1-8所示。然后在记事本窗中选取【文件】/【保存】选项,保存设置。最后生成如图1-9所示的渐开线齿廓曲线。
图1-8 渐开线方程式
曲线1
曲线2
图1-9 最后生成的渐开线轮廓曲线
6.创建基准点PNT0。在右工具箱中单击按钮打开【基准点】对话框,选择图1-9
中的曲线1、曲线2作为基准点的放置参照(选择时按住
,如图1-10
所示,最后单击
按钮。
基准点PNT0
(a )【基准点】对话框 (b) 生成的基准点PNT0
图1-10 基准点PNT0
7.创建基准轴A-1。在右工具箱中单击
按钮打开【基准轴】对话框,选取
TOP 和RIGHT 基准平面作为放置参照(选择时按住
,如图1-11
所示,最后单击
按钮。
基准轴A-1
(a) 【基准轴】对话框 (b) 最后创建的基准轴A-1 图1-11 创建基准轴A-1
8.创建基准平面DTM1.在右工具箱中单击
按钮打开【基准平面】对话框,在
参照中选择刚创建的基准点
PNT0和基准轴A-1,具体设置如图1-12所示,最后单击
按钮。
DTM1
(a) 【基准平面】对话框 (b) 最后创建的DTM1
图1-12 创建基准平面DTM1
9.创建基准平面DTM2
(1)在右工具箱中单击
按钮打开【基准平面】对话框,在参照中选择刚创建
的基准平面DTM1和基准轴A-1作为参照(选择时按住
,输入旋转角度为:3
,具体设置如图1-13所示,最后单击
按钮。
DTM2
(a) 【基准平面】对话框 (b) 最后创建的DTM2 图1-13 创建基准平面DTM2
(2) 将基准平面DTM1与DTM2的夹角参数添加到【关系】对话框中,然后输入关
系式:“=360/(4*z)”。添加完毕后的【关系】对话框如图1-14所示。
图1-14 【关系】对话框
10. 镜像渐开线。在工作区中选择已创建的渐开线,然后单击右工具箱中的选择平面DTM2作为镜像平面。单击图1-15所示。
按钮,
按钮后完成另一侧渐开线的创建。最后的结果如
DTM2
图1-15 镜像后的渐开线
11.创建齿廓曲线 (1)在右工具箱中单击
图标, 弹出【草绘】对话框,选择基准平面FRONT 作为
草绘平面,接受系统默认选项放置草绘平面。绘制如图1-16所示的二维草绘图形。
图1-16 所绘制的草绘图形
(2) 打开【关系】对话框,将倒角半径参数添加到对话框中,具体添加的关系式如下。添加新关系后的【关系】对话框如图1-17所示。
if hax>=1 D13=0.38*m endif if hax
图1-17 【关系】对话框
12.创建拉伸曲面特征 (1) 在右工具箱中单击
按钮,打开设计图标板,在图标板上设置如图1-18所示参
数。选择基准平面FRONT 作为草绘平面,接受系统默认选项放置草绘平面。
图1-18 图标板中的设置
(2) 在右工具箱中单击
按钮打开【类型】对话框,选择其中的【环】单选按钮,然
后在工作区中选择图1-19中的曲线3。在图标板中输入拉伸深度为B 后,最后生成如图1-20所示的曲面。
曲线3
图1-19 选择基准曲线
图1-20 最后创建的拉伸曲面
(3) 将曲面拉伸深度参数添加到【关系】对话框中,然后输入关系式:“=B”。添加完毕后如图1-21所示。
图1-21 【关系】对话框
13.创建另一侧齿廓曲线
(1)在主菜单中依次选择【编辑】/【特征操作】选项,系统自动弹出【菜单管理器】菜单,选择其中的【复制】选项,在随后弹出的中分别选择【移动】、【选取】、【独立】和【完成】选项,然后在【选取特征】中选择【选取】选项,在模型树窗口中选取前面创建的齿廓曲线后,在【选取特征】菜单中选取【完成】选项。
(2) 在【移动特征】菜单中选取【移动】选项,在弹出的【选取方向】菜单中选取【曲线/边/轴】选项,随后在模型树窗口中选取基准轴A-1,在弹出的【方向】菜单中选取【正向】选项,在图标板中的输入平移距离:“B ”,然后再单击
按钮。
(3)在【移动特征】菜单中选取【旋转】选项,在弹出的【选取方向】菜单中选取【曲线/边/轴】选项,随后在模型树窗口中选取基准轴A-1,在弹出的【方向】菜单中选取【反向】选项,在图标板中的输入旋转角度:“5”,然后再单击
按钮。
(4) 在【移动特征】菜单中选取【完成移动】选项后在【菜单管理器】菜单中选取【完
成】选项,单击【组元素】对话框中
按钮后在【菜单管理器】中选取【完成】选
项。依次选取的菜单如图1-22所示。最后生成如图1-23所示的复制特征。
图1-22 依次选取的菜单
图1-23 生成的另一侧齿廓曲线
(5)将曲线平移距离参数添加到【关系】对话框中,然后输入关系式:“=B”。添加完毕后如图1-24所示。
图1-24 【关系】对话框
14.创建基准曲线
(1) 在右工具箱中单击的按钮,打开【草绘】对话框。选取基准平面RIGHT 作为草绘平面,绘制如图1-25所示的直线。
图1-25 草绘曲线
(2) 将图1-25中的角度参数和长度参数分别添加到【关系】对话框中,然后输入关系:“=BETA”和“=b/cos(beta)”。添加新关系后的【关系】对话框如图1-26所示。
图1-26 【关系】对话框
15.创建投影曲线
(1) 在主菜单中选择【编辑】/【投影】选项,在图标板中单击 按钮, 在弹出的窗口中选择投影类型为【投影链】,在工作区中选择刚创建的曲线将其添加到【链】选项中。
(2) 再选择图1-27所示的曲面将其添加到【曲面】选项中,在【方向参照】中选择RIGHT
基准平面作为投影方向参照,最后生成如图1-28所示的投影曲线。
选择此曲面作
为投影方向参
照
图1-27 选择曲面
图1-28 创建投影曲线
提示:由此可见,创建曲面特征的目的是作为投影曲线的载体。
16.创建第一个轮齿
(1) 在主菜单中依次选择【插入】/【扫描混合】/【伸出项】选项,在弹出的【混合选项】菜单中分别选择【选取截面】、【垂直于原始轨迹】和【完成】选项。
(2) 在【链】菜单中选取【曲线链】和【选取】选项,然后从工作区中选择上一步骤创建的投影曲线。
(3) 在【选出曲线】菜单中选择【选取环】选项,然后在工作区中选择如图1-29所示的曲线环。在【选取】菜单中单击【确定】选项后,在【选出曲线】菜单中选择【完成/返回】选项,然后再从【曲线草绘器】菜单中选择【完成】选项,则第一个混合截面选取完毕。依次选取的菜单如图1-30所示。
选择此环
图1-29 选择此环
图1-30 依次选取的菜单
(4) 使用同样的方法在工作区中选择如图1-31所示的环完成第二个混合截面的选取。
选择此环
图1-31 选择此环
(5) 在退出二维草绘模式后,系统询问是否继续选择下一个截面,在弹出的消息窗口中单击按钮,创建第一个轮齿后的结果如图1-32 所示。
图1-32 创建第一个轮齿
17.创建基准平面DTM3
(1)在右工具箱中单击按钮打开【基准平面】对话框,在参照中选择刚创建
的基准平面FRONT 作为参照,输入平移距离为:15,具体设置如图1-33所示,最后单击按钮。
DTM3
(a) 【基准平面】对话框 (b) 最后创建的DTM3
图1-33 创建的基准平面DTM3
(2) 将平移距离参数添加到【关系】对话框中,然后输入关系:“=B ”。添加新关系后的
【关系】对话框如图1-34所示。
图1-34 【关系】对话框
18.镜像另一半齿。在主菜单中依次选择【编辑】/【特征操作】选项,系统自动弹出
【菜单管理器】菜单,选择其中的【复制】选项,在随后弹出的中分别选择【镜像】、【选取】、【独立】和【完成】选项,然后在【选取特征】中选择【选取】选项,在模型树窗口中选取前面创建的齿特征后,在【选取特征】菜单中选取【完成】选项。在弹出的【设置
平面】菜单中选择【平面】选项。之后选择DTM3作为镜像平面,选择【完成】选项后生成如图1-35所示的齿特征。
图1-35 生成的齿特征
19.复制轮齿
(1) 使用旋转复制的方法复制上一步创建的轮齿,旋转角度为:“360/Z”,最后生成如图1-36所示的第二个轮齿。
图1-36 复制生成的第二个轮齿
(4) 将旋转复制时的旋转角度参数添加到【关系】对话框中,然后输入关系式:“=360/z”。添加新关系后的【关系】对话框如图1-37所示。
图1-37【关系】对话框
14.使用特征阵列方法创建其他轮齿
(1)在确信第一个轮齿在选中的情况下,单击右工具箱上的 按钮,选中复制特征旋转角度参数作为阵列驱动尺寸,按照如图1-38所示设置阵列驱动尺寸增量:12.00。在图标板上输入第一个方向上要阵列的特征总数:29。最后生成如图1-39所示的齿轮模型。
图1-38 尺寸按钮中的设置
图1-39 阵列轮齿后的齿轮
(2) 将作为阵列驱动尺寸的旋转角度参数添加到【关系】对话框中,然后输入关系式:“=360/z”。
(3) 再将第一个齿到第三个齿的距离参数将其添加到【关系】对话框中,然后输入关系式:“=z-1”。添加新关系后的【关系】对话框如图1-40所示。
图1-40 【关系】对话框
15.创建齿轮主体
(1) 在右工具箱中单击击其中的按钮,打开设计图标板,在图标板中单击按钮,再单按钮,系统自动弹出【草绘】对话框,选择FRONT 作为草绘平面,其按钮进入二维草绘模式。绘制如图1-41按钮,退出二维草绘模式。 它设置接受系统默认参数,最后单击所示的圆,完成后在右工具箱中单击
图1-41绘制的草绘截面
(2) 在图标板中按照如图1-42所示的设置,单击
主体的创建。
图1-42 图标板中的设置
按钮后完成如图1-43所示的齿轮
图1-43 齿轮主体特征
(3) 将拉伸长度参数添加到【关系】对话框中,然后输入关系式:“=2*B”,
最后单击
按钮关闭对话框。添加新关系后的【关系】对话框如图1-44所示。
图1-44 【关系】对话框
15. 添加修饰特征
(1) 使用拉伸方法在模型表面创建切减材料特征,切去直径为72.00,高为10.00的实体材料,结果如图1-45所示。
图1-45 创建切减材料特征
(2) 使用镜像方法在模型另一侧创建完全对称的切减材料特征, 镜像平面为DTM3. 镜像完成后如图1-46所示。
图1-46 镜像后的图形
(3) 选择DTM3面作为草绘平面,使用拉伸方法创建加材料的实体特征,使用指定特征深度,拉伸深度为26.00。图1-47为草绘剖面,图1-48为设计结果。
按钮
图1-47 草绘剖面
草绘平面
图1-48 在齿轮上添加拉伸特征
(4) 选用图1-48所示平面作为草绘平面,绘制如图1-49所示的剖面图,创建切透模型的切减实体特征。最后生成如图1-50所示的齿轮花键槽和边孔结构。
图1-49 草绘图形
图1-50 生成的齿轮键和边孔
(5) 在齿轮上添加圆角特征,圆角半径大小读者可以自行设置,结果如图1-51所示。
图1-51 添加圆角后的齿轮模型
16.隐藏基准特征
将设计中的基准特征隐去,最后的设计结果如图1-52所示。
图1-52 隐藏基准特征后的模型