1、3.3 人字形齿轮的参数化建模3.3.1 零件分析人字形齿轮是斜齿轮的一种变形，其创建步骤有相通之处。本例将以上面设计斜齿轮的设计参数为例，分析人字形齿轮的建模过程。人字形齿轮外形如图 3-96 所示，由轮齿、键槽、轴孔、腹板等基本结构特征组成。人字形齿轮建模的具体操作步骤如下：（1）添加齿轮设计参数。（2）添加齿轮关系式。（3）创建渐开线方程。（4）创建齿廓型面特征。（5）创建轮齿镜像特征。（6）创建阵列特征。3.3.2 创建人字形齿轮（1）新建文件。单击工具栏 （新建）工具，或单击菜单 “文件”“新建” 。 “名称”栏中输入 renzixingchilun，选择公制模板 mms-part-
2、solid。（2）添加尺寸参数。添加过程同斜齿轮，选择菜单栏“工具”“参数”命令，单击（添加）按钮，依次添加齿轮设计参数及初值，MN(模数 )值 3，HF（齿根高系数） ，HA（齿顶高系数） ，ALPHA（压力角）值 20 度，BETA（螺旋角） ，HAX（齿顶高系数） ，CX（顶隙系数） ，X（变位修正系数） ，B （齿宽）值 60mm，Z（齿数）值 20 个。添加完毕单击“确定” 。（3）创建齿轮参考圆关系式。创建过程和斜齿轮相同。（4）创建齿轮齿廓渐开线特征。创建过程和斜齿轮相同。（5）创建镜像基准平面特征。创建过程和斜齿轮相同。 （6）创建镜像渐开线特征。创建过程和斜齿轮相同。（7）创
3、建第一个齿廓截面特征。创建过程和斜齿轮相同。图 3-96 人字形齿轮参数化模型键槽 轮齿腹板1）草绘齿廓截面。2）平移，旋转齿廓截面。3）添加关系式。（8）创建第一个齿廓特征。创建过程和斜齿轮相同。1）创建扫描轨迹投影曲面。2）草绘扫描轨迹。3）创建投影曲线。4）创建扫描混合特征。（9）创建镜像轮齿特征。1）创建镜像基准平面。单击工具栏的 （基准平面）工具，或选择“插入”“模型基准”“平面” 。出现如图 3-97 所示对话框，在工作区选择 FRONT 基准平面， “偏距”输入 b（齿宽） ，单击“确定” ，创建基准平面 DTM3。形成齿廓镜像基准平面。完毕注意添加关系式，平移距离等于 b，如图
4、 3-98 所示。2）在模型树中或在工作区首先单击左健选中已创建的扫描混合齿廓特征，此时特征工具栏的 （镜像）命令被激活，或选择“编辑” “镜像”命令，选择 DTM3 基准平面为镜像平面参照，单击 确认，完成齿廓特征镜像如图 3-99 所示。（10）创建其余齿廓特征。创建过程和斜齿轮的创建过程相同。1）第一个人字齿组建局部组。在模型树中按住 Ctrl 键，选择创建的镜像齿廓特征和扫描混合的齿廓特征，单击右键，选择快捷菜单当中的“组” ，形成第一个人字齿的局部组。2）选择菜单栏“编辑/特征操作 ”，单击其中的“复制”选项，在“复制特征”菜单中依次选取“移动” “选取” “独立”选项，然后单击“完
5、成”选项。选取上一步创建的第一个齿的局部组作为复制对象，单击“完成”选项。在随后弹出的 “移动特征”菜单中选取“旋转”选项，在“选取方向”菜单中选取“平面/边/ 轴线 ”选项，选取齿轮基准轴为复制参照。此时红色箭头指示特征移动方向，选择完毕，进行复制移动方向选择，单击“正图 3-97 基准平面对话框 图 3-98 “关系”对话框关系式向”确认移动方向。系统提示输入旋转角度，输入关系式 360/Z，完毕单击 确认，单击“完成移动” 。 依次选择“确定” （选取）/“完成” （组）/ “确定” ，如图 3-100 所示。注意添加复制旋转角度关系，选择菜单栏“工具”“关系”命令，添加旋转角度 360
6、/z，创建过程和斜齿轮创建过程相同如图 3-101 所示。3）单击上步复制齿廓特征，阵列命令被激活，阵列方式选择“尺寸”阵列，添加尺寸参照，选择上步复制旋转角度作为参考尺寸，阵列个数 19 个， 完毕单击 确认按钮或鼠标中键形成阵列特征，如图 3-102 所示。注意添加尺寸关系，如图 3-103 所示。（11）创建主体特征。单击工具栏 （拉伸）命令，拉伸类型“实体”方式，选择 FRONT 基面作为草绘平面，单击“草绘” ，进入二维草绘模式。首先选择菜单栏“草绘 /边/ 使用”或单击“草绘器”工具栏上的 （使用边）命令，边选用类型，首先选择“环” ，单击齿根圆，草绘完成，单击 确认，如图 3-1
7、04 所示。指定拉伸深度为 b（齿宽） ，完毕单击 确认按钮或鼠标中键形成齿轮主体特征，注意添加深度关系式，选择“工具/ 关系 ”命令，添加拉伸尺寸关系，如图 3-105 所示。图 3-99 齿廓镜像特征创建图 3-100 齿廓复制特征创建图 3-101 “关系” 对话框 图 3-102 阵列特征关系式（12）创建齿轮修饰特征。读者可以根据实际情况自行设计其修饰特征和进行简单渲染。创建人字型齿轮如下图所示。人字形齿轮实体模型图 3-103 “关系” 对话框图 3-104 拉伸特征创建图 3-105 “关系” 对话框关系式关系式3.4 锥齿轮的参数化建模3.4.1 零件分析锥齿轮其建模过程相对复
8、杂。本例将以上面直齿轮和斜齿轮的参数化设计过程为基础，分析锥齿轮的建模过程。锥齿轮外形如图 3-106 所示，由轮齿、齿轮主体特征等基本结构特征组成。锥齿轮建模的具体操作步骤如下：（1）添加齿轮设计参数。（2）添加齿轮关系式。（3）创建渐开线方程。（4）创建齿廓型面特征。（5）创建轮齿复制特征。（6）创建阵列特征。3.4.2 创建锥齿轮（1）新建文件。单击工具栏 （新建）工具，或单击菜单 “文件”“新建” 。 “名称”栏中输入 zhuichilun，选择公制模板 mms-part-solid。（2）添加尺寸关系。1）添加过程同斜齿轮，选择菜单栏“工具”“参数”命令，单击 （添加）按钮，依次添加
9、齿轮设计参数，总计 27 个，添加完毕单击“确定”如图 3-107 所示。图 3-106 锥齿轮参数化模型图 3-107-1 “参数”对话框轮齿 主体 2）添加过程同斜齿轮，选择菜单栏“工具”“关系”命令，添加直齿圆锥齿轮的关系式，上步创建的未知参数，可根据本步创建的关系得以运算。完毕单击“确定”如图 3-108 所示。图 3-107-2 “参数”对话框图 3-108 “关系”对话框（3）创建锥齿轮几何曲线。1）创建基准平面。单击工具栏的 （基准平面）工具，或选择“插入”“模型基准”“平面”创建基平面。在工作区选择 TOP 基准平面， “偏距”输入初始值 67.5，单击“确定” ，创建基准平面
10、 DTM1。完毕注意添加关系式，平移距离等于“=D/(2*TAN(DELTA)”，如图 3-109 所示。2）创建基准轴单击工具栏的 （基准轴）工具，或选择“插入”“模型基准”“轴”创建基准轴。在工作区按住 Ctrl 键，选择 RIGHT，FRONT 基准平面，基准轴的约束类型为“穿过”两个相交基面，创建基准轴 A_1。3）创建基准点。单击工具栏的 （基准点）工具，或选择“插入”“模型基准”“点”“点”创建基准点。在工作区按住 Ctrl 键，选择上步创建的基准轴和创建的基准平面 DTM1，创建基准点 PNT0，完毕单击“确定” 。4）草绘齿廓截面。选择“插入”“模型基准”“草绘”特征工具，或单
11、击工具栏（草绘）命令，选择 FRONT 基准平面为草绘平面，系统自动捕捉到与其垂直的 RIGHT基准平面为其参考平面。单击“草绘”确认，进入二位草绘模式，首先选择菜单栏“草绘”“直线”或单击“草绘器”工具栏上的 （直线）命令，草绘截面形状，单击 （修剪）命令，修剪外形如图 3-110 所示，草绘完成，单击 确认。注意添加关系式，如图 3-111所示。图 3-109 “关系”对话框图 3-110 草绘截面参照 1参照 2参照 3关系式关系式（4）创建大端齿轮基本圆。1）创建基准平面。单击工具栏的 （基准平面）工具，或选择“插入”“模型基准”“平面”创建基平面。在工作区按住 Ctrl 键，选择 F
12、RONT 基准平面和图 3-110 所示曲线参照 1，约束类型为基准平面和 FRONT 基准平面“法向”垂直， “穿过”参照曲线1，完毕单击“确定” ，创建基准平面 DTM2，如图 3-112 所示。2）创建基准点。单击工具栏的 （基准点）工具，或选择“插入”“模型基准”“点”“点”创建基准点。在工作区按住 Ctrl 键，选择图 3-110 曲线参照 1 和参照2，创建基准点 PNT1，完毕单击“确定” ，如图 3-113 所示。 图 3-111 “关系”对话框图 3-112 基准平面创建参照 1参照基面图 3-113 基准点创建关系式3）草绘截面。单击工具栏 （草绘）命令，选择 DTM2 基
13、准平面为草绘平面，单击“草绘”确认，进入二位草绘模式，单击工具栏 （圆）命令，任意草绘 4 个同心圆，圆心位于 PNT1 点，然后单击 （直线）命令，过点 PNT1 绘制一条直线，如图 3-114 所示，草绘完成，单击 确认。注意选择菜单栏“工具/ 关系”命令，输入如图 3-115 所示关系。最后在工具栏单击 （再生模型）命令。参照参照基准点图 3-114 草绘截面图 3-115 “关系” 对话框（5）创建小端齿轮基本圆。1）创建基准平面。单击工具栏的 （基准平面）工具，或选择“插入”“模型基准”“平面”创建基平面。在工作区按住 Ctrl 键，选择 FRONT 基准平面和图 3-110 所示曲线参照 3，约束类型，基准平面和 FRONT 基准平面“法向”垂直， “穿过”参照曲线1，完毕单击“确定” ，创建基准平面 DTM3，如图 3-116 所示。2）创建基准点。单击工具栏的 （基准点）工具，或选择“插入”“模型基准”“点”“点”创建基准点。在工作区按住 Ctrl 键，选择图 3-110 所示曲线参照 2 和参照 3，创建基准点 PNT2，完毕单击“确定” ，如图 3-117 所示。3）草绘截面。单击工具栏 （草绘）命令，选择 DTM2 基准平面为草绘平面，单击图 3-116 基准平面创建基准面参照参照图 3-117 基准点创建基准点参照参照关系式
