CREO2.0参数化设计齿轮(LuPeng)

./ CREO2.0参数化设计齿轮零件齿轮传动是最重要的机械传动之一。齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。因而齿轮零件应用广泛,同时齿轮零件的结构形式也多种多样。根据齿廓的发生线不同,齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。根据齿轮的结构形式的不同,齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。3.1直齿轮的创建渐开线的几何分析图3-1 渐开线的几何分析渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。渐开线的几何分析如图3-1所示。线段s绕圆弧旋转,其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。图中点〔x1,y1的坐标为：x1=r*cos<ang>,y1=r*sin<ang>。<其中r为圆半径,ang为图示角度>对于Pro/E关系式,系统存在一个变量t,t的变化范围是0～1。从而可以通过〔x1,y1建立〔x,y的坐标,即为渐开线的方程。 ang=t*90 s=<PI*r*t>/2 x1=r*cos<ang> y1=r*sin<ang>x=x1+<s*sin<ang>> y=y1-<s*cos<ang>> z=0以上为定义在xy平面上的渐开线方程,可通过修改x,y,z的坐标关系来定义在其它面上的方程,在此不再重复。直齿轮的建模分析本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法,参数化创建齿轮的过程相对复杂,其中要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。直齿轮的建模分析〔如图3-2所示： 〔1创建齿轮的基本圆 这一步用草绘曲线的方法,创建齿轮的基本圆,包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。 〔2创建渐开线 用从方程来生成渐开线的方法,创建渐开线,本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。 〔3镜像渐开线 首先创建一个用于镜像的平面,然后通过该平面,镜像第2步创建的渐开线,并且用关系式来控制镜像平面的角度。 〔4拉伸形成实体 拉伸创建实体,包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。这一步是创建齿轮的关键步骤。 〔5阵列轮齿 将上一步创建的轮齿进行阵列,完成齿轮的基本外形。这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。 〔6创建其它特征 创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征,并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。图3-2齿轮的建模分析直齿轮的建模过程1．输入基本参数和关系式〔1单击,在新建对话框中输入文件名"gear",然后单击；〔2>在主菜单上单击"工具"→"参数",系统弹出"参数"对话框,如图3-3所示；图3-3"参数"对话框〔3在"参数"对话框内单击按钮,可以看到"参数"对话框增加了一行,依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-1所示；名称值说明名称值说明M3模数DB___基圆直径Z25齿数DF___齿根圆直径ALPHA20压力角D___分度圆直径HAX1齿顶高系数DD0___凹槽直径CX0．25顶系系数BB0___凹槽深度B10齿轮宽度DD115轴孔直径HA___齿顶高LL1___键槽高HF___齿根高LL2___键槽宽X0变位系数LL3___小孔到原点DA___齿顶圆直径DD2___小孔直径表3-1创建齿轮参数注意：表3-1中未填的参数值,表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸,用户无需指定。完成后的参数对话框如图3-4所示：图3-4"参数"对话框〔4在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,如图3-5所示；〔5在"关系"对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。由这些关系式,系统便会自动生成表3-1所示的未指定参数的值。输入的关系式如下：ha=<hax+x>*mhf=<hax+cx-x>*md=m*zda=d+2*hadb=d*cos<alpha>df=d-2*hf 完成后的"关系"对话框如图3-5所示；图3-5"关系"对话框 2．创建齿轮基本圆〔1在工具栏内单击按钮,系统弹出"草绘"对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"左",如图3-6所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-6"草绘"对话框〔3在绘图区以系统提供的原点为圆心,绘制一个任意大小的圆,并且标注圆的直径尺寸。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；〔4在模型中右键单击刚刚创建的草图,在弹出的快捷菜单中单击选取"编辑"；〔5在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出关系对话框,如图3-7所示；〔6在"关系"对话框中输入尺寸关系如下：D11=d 其中D11为圆的直径尺寸代号,注意尺寸代号视具体情况会有所有同。d为用户自定义的参数,即为分度圆直径。通过该关系式创建的圆即为分度圆；图3-7"关系"对话框〔7继续在工具栏内单击按钮,系统弹出"草绘"对话框；〔8在"草绘"对话框内单击按钮,进入草绘环境；〔9在绘图区以系统提供的原点为圆心,绘制一个任意大小的圆,并且标注圆的直径尺寸。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；〔10在模型中右键单击刚刚创建的草图,在弹出的快捷菜单中单击选取"编辑"；〔11在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出关系对话框；〔12在"关系"对话框中输入尺寸关系如下：D12=da 其中D12为圆的直径尺寸代号,da为用户自定义的参数,即为齿顶圆直径。通过该关系式创建的圆即为齿顶圆；〔13重复7—12步骤,创建另外两个齿轮的基本圆,分别为齿根圆和基圆,基中齿根圆的尺寸关系式为：D13=df 基圆的尺寸代号为：D14=db 完成后的基本圆曲线如图3-8所示,完成后的"关系"对话框如图3-9所示。图3-8完成后的基本圆曲线图3-9完成后的关系式 3．创建渐开线〔1依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"曲线",或者在工具栏上单击按钮,系统弹出"曲线选项"菜单管理器,如图3-10所示；图3-10"曲线选项"菜单管理器〔2在"曲线选项"菜单管理器上依次单击"从方程"→"完成",弹出"得到坐标系"菜单管理器,如图3-11所示；图3-11"得到坐标系"菜单管理器〔3在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系,弹出"设置坐标类型"菜单管理器,如图3-12所示；图3-12"设置坐标系类型"菜单管理器〔4在"设置坐标类型"菜单管理器中单击"笛卡尔",系统弹出一个记事本窗口；〔5在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程,如下：ang=90*tr=db/2s=PI*r*t/2xc=r*cos<ang>yc=r*sin<ang>x=xc+s*sin<ang>y=yc-s*cos<ang>z=0渐开线的创建是齿轮创建过程中的一个难点,渐开线方程的推导已经在本章第一节中做了详细的介绍；〔6保存数据,退出记事本,单击"曲线：从方程"对话框中的[确定],如图3-13所示；图3-13"曲线：从方程"对话框〔7完成后的曲线如图3-14所示；图3-14完成后的渐开线 4．镜像渐开线〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"点"→"点",系统弹出"基准点"对话框,如图3-15所示；图3-15"基准点"对话框〔2单击分度圆曲线作为参照,按住Ctrl键,单击渐开线作为参照,如图3-16所示。在"基准点"对话框内单击[确定],完成基准点"PNT0"的创建；图3-16选取参照曲线〔3在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"轴",系统弹出"基准轴"对话框,如图3-17所示；〔4在绘图区单击选取"TOP"面作为参考平面,按住Ctrl键,单击选取"RIGHT"面作为参考,在"基准轴"对话框内单击[确定],完成轴"A_1"的创建；〔5在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面",系统弹出"基准平面"对话框；〔6在绘图区单击选取"A_1"轴作为参照,按住Ctrl键,继续单击基准点"PNT0"作为参照,如图3-17所示；图3-17"基准平面"对话框〔7继续在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面",系统弹出"基准平面"对话框,如图3-18所示；图3-18"基准平面"对话框〔8在绘图区单击选取刚刚创建的"DTM1"面作为参考平面,按住Ctrl键选取"A_1"轴作为参考。在偏距文本框内输入旋转角度为"360/〔4*z",系统提示是否要添加特征关系,单击"是"；〔9在"基准平面"对话框内单击[确定],完成基准平面的创建；〔10将关系式添加到"关系"对话框。在绘图区右键单击刚刚创建的基准平面"DTM2",在弹出的快捷菜单上单击"编辑"。〔11在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示"DTM1"面和"DTM2"面间的夹角尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为：d202=360/<4*z> 在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；〔12在绘图区单击渐开线特征,然后在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"镜像"。系统弹出"镜像"特征定义操控面板,如图3-19所示；图3-19"镜像"特征定义面板〔13在绘图区单击选取刚刚创建的"DTM2"平面作为镜像平面,在"镜像"特征定义操控面板内单击按钮,完成渐开线的镜像。完成后的曲线如图3-20所示。图3-20完成后的镜像渐开线 5．创建齿根圆〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"左",如图3-21所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-21"草绘"对话框〔3在工具栏内单击按钮,在绘图区单击选取齿根圆曲线,如图3-22所示。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-22完成齿根圆曲线〔4在"拉伸"特征定义操控面板内单击选取"实体"按钮、"拉伸到指定深度"按钮,在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-23所示。回车后系统提示是否添加特征关系,单击"是"；图3-23"拉伸"定义面板〔5拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值,在"拉伸"特征定义操控面板内单击按钮,完成齿根圆的创建,完成后的齿根圆如图3-24所示。图3-24完成后的齿根圆〔6将关系式添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击齿根圆特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔7在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示齿根圆厚度尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为：D20=b 完成后的"关系"对话框如图3-25所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-25"关系"对话框 6．创建齿形〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"TOP"面作为参考平面,参考方向为向"右",如图3-26所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-26"草绘"对话框〔3绘制如图3-27所示的二维草图,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；两条渐开线分度圆齿根圆基圆齿顶圆两条渐开线分度圆齿根圆基圆齿顶圆图3-27绘制二维草图〔4在"拉伸"特征定义操控面板内单击选取"实体"按钮、"拉伸到指定深度"按钮,在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-28所示。回车后系统提示是否添加特征关系,单击"是"；图3-28"拉伸"定义面板〔5拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值,在"拉伸"特征定义操控面板内单击按钮,完成轮齿的创建,完成后的轮齿如图3-29所示。图3-29完成后的轮齿〔6将关系式添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击轮齿特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔7在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示轮齿厚度尺寸代号和齿根圆角尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为：ifhax>=1D37=0.38*mendififhax<1D37=0.46*mendifD38=bif……endif为Pro/EngineerWildfire3.0提供的条件关系式语句,上述关系式的意义为如果齿顶高系数hax>=1时,D37=0.38*m,如果hax<1时,D37=0.46*m。 完成后的"关系"对话框如图3-30所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-30"关系"对话框 7．阵列轮齿〔1首先使用阵列命令,阵列先前创建的齿数为2,添加特征关系到角度要求栏,如下图所示：〔2单击选取旋转轴编辑上一步创建的齿,打开工具-参数,修改阵列个数：单击选取旋转轴〔3点击确定,然后在工具栏上单击重生按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"再生",完成所有轮齿的创建,完成后的齿轮如图3-37所示。图3-37完成后的轮齿 8．创建凹槽特征 〔1首先加入关系式,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,输入关系式如下：dd0=0.85*dfbb0=0.1*bll2=dd1/2ll1=ll2/2ll3=<dd0-dd1>/4+dd1/2dd2=<dd0-dd1>/5〔2在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔3选择齿轮一端面作为草绘平面,如图3-38所示。选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"顶",如图3-39所示。单击[草绘]进入草绘环境；单击选取草绘平面单击选取草绘平面图3-38选取草绘平面图3-39"草绘"对话框〔4绘制如图3-40所示的二维草图,草图为一个直径任意的圆。在工具栏内单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,将圆直径的尺寸代号添加到关系式,关系式如下：sd0=dd0图3-40绘制二维草图〔5在"关系"对话框内单击[确定],完成对圆直径的参数化驱动。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；〔6在"拉伸"定义操控面板内单击选取"实体"按钮、"拉伸到指定深度"按钮,在拉伸深度文本框内输入拉伸深度值为bb0,如图3-41所示。回车后系统提示是否添加关系式,单击"是"。单击按钮完成凹槽特征的创建；图3-41"拉伸"定义面板〔7镜像凹槽特征。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜上单击"插入"→"模型基准"→"平面",系统弹出"基准平面"对话框；〔8在绘图区单击选取"FRONT"面作为参考平面,在偏移距离文本框内输入偏距为b/2,回车后系统提示是否添加关系式,单击"是"。单击[确定],完成基准平面"DTM2"的创建；图3-42"基准平面"对话框〔9单击选取刚刚创建的凹槽特征,在在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"镜像",系统弹出"镜像"特征定义操控面板,如图3-43所示；图3-43"镜像"特征定义面板〔10单击选取齿轮的中间面"DTM2"面作为镜像平面,在"镜像"特征定义操控面板内单击按钮,完成镜像特征的创建。 9．创建轴孔特征〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔2在"草绘"对话框内单击按钮,进入草绘环境；〔3绘制如图3-44所示的二维草图,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,输入圆的尺寸代号的关系式：sd0=dd1 在"关系"对话框内单击[确定],在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-44绘制二维草图〔4在"拉伸"定义操控面板内单击选取"实体"按钮、"通孔"按钮以及"去除材料"按钮,如图3-45所示。单击按钮,完成轴孔的创建；图3-45"拉伸"定义面板〔5创建键槽,继续在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔6在"草绘"对话框内单击按钮,进入草绘环境；〔7绘制如图3-46所示的二维草图,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,输入圆的尺寸代号的关系式：sd0=ll1sd2=ll2sd0为键槽高的尺寸代号,sd2为键槽宽的尺寸代号。在"关系"对话框内单击[确定],在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-46绘制二维草图〔8在"拉伸"定义操控面板内单击选取"实体"按钮、"通孔"按钮以及"去除材料"按钮,如图3-45所示。单击按钮,完成键槽的创建。 10．创建小孔〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔2在"草绘"对话框内单击按钮,进入草绘环境；〔3绘制如图3-47所示的二维草图,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,输入圆的尺寸代号的关系式：sd0=dd2sd1=ll3 在"关系"对话框内单击[确定],在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-47绘制二维草图〔4在"拉伸"定义操控面板内单击选取"实体"按钮、"通孔"按钮以及"去除材料"按钮,如图3-45所示。单击按钮,完成小孔的创建；〔5阵列小孔,单击选取刚刚创建的小孔特征。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"阵列",系统弹出"阵列"定义操控面板,如图3-48所示；图3-48"阵列"定义面板〔6在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为阵列的参照,在"阵列"定义操控面板内输入阵列个数为"4"个,偏移角度为"90"度。单击按钮完成小孔的阵列,完成后的特征如图3-49所示。图3-49完成后的阵列特征11．创建倒角特征〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"倒角"→"边倒角",系统弹出"边倒角"特征定义操控面板,如图3-50所示；图3-50"边倒角"定义面板〔2在"边倒角"特征定义操控面板内输入倒角值为"1",单击选取如图3-51所示的两个边线作为倒角边,单击按钮,完成倒角特征的创建；选取两倒角边,另一条边在另一侧选取两倒角边,另一条边在另一侧图3-51选取倒角边〔3用相同的方法,为所有圆孔创建倒角值为0.5的边倒角特征。 至此,已经完成了用参数化方法来设计直齿圆柱齿轮。在主菜单上单击"工具"→"参数",系统弹出"参数"对话框,修改其中的参数值,然后在主菜单上依次单击"编辑"→"再生",或者在工具栏内单击按钮,即可获得其它参数的齿轮。3.2斜齿轮的创建本节将介绍渐开线斜齿圆柱齿轮的创建,渐开线斜齿圆柱齿轮的创建方法与渐开线直齿圆柱齿轮的创建方法相似。本节同样使用参数化的设计方法,创建渐开线斜齿圆柱齿轮。3.2.1斜齿轮的建模分析 建模分析〔如图3-52所示：〔1输入参数、关系式,创建齿轮基本圆〔2创建渐开线〔3创建扫引轨迹〔4创建扫描混合截面〔5创建第一个轮齿〔6阵列轮齿图3-52渐开线斜齿圆柱齿轮建模分析3.2.2斜齿轮的建模过程1．输入基本参数和关系式〔1单击,在新建对话框中输入文件名"hecial_gear",然后单击；〔2>在主菜单上单击"工具"→"参数",系统弹出"参数"对话框,如图3-53所示；图3-53参数"对话框〔3在"参数"对话框内单击按钮,可以看到"参数"对话框增加了一行,依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-2所示；名称值说明名称值说明Mn5法面模数HA___齿顶高Z25齿数HF___齿根高ALPHA20压力角X0变位系数BETA16螺旋角D___分度圆直径B50齿轮宽度DB___基圆直径HAX1.0齿顶高系数DA___齿顶圆直径CX0.25顶系系数DF___齿根圆直径表3-2创建齿轮参数注意：表3-2中未填的参数值,表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸,用户无需指定。完成后的参数对话框如图3-54所示：图3-54"参数"对话框〔4在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,如图3-55所示；〔5在"关系"对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。由这些关系式,系统便会自动生成表3-2所示的未指定参数的值。输入的关系式如下： /*齿轮基本关系式ha=<hax+x>*mnhf=<hax+cx-x>*mnd=mn*z/cos<beta>da=d+2*hadb=d*cos<alpha>df=d-2*hf 完成后的"关系"对话框如图3-55所示；图3-55"关系"对话框 2．创建齿轮基本圆〔1在工具栏内单击按钮,系统弹出"草绘"对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"右",如图3-56所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-56"草绘"对话框〔3在绘图区以系统提供的原点为圆心,绘制四个任意大小的圆,并且标注圆的直径尺寸,如图3-57所示。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-57绘制二维草图〔4用关系式驱动圆的大小。在模型中右键单击刚刚创建的草图,在弹出的快捷菜单中单击选取"编辑"；〔5在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出关系对话框,如图3-58所示；〔6在"关系"对话框中输入尺寸关系如下： /*齿轮基本圆关系式D0=daD1=dbD2=dfD3=d 其中D0、D1、D2、D3为圆的直径尺寸代号,注意尺寸代号视具体情况会有所有同。da、db、df、d为用户自定义的参数,即为齿顶圆直径、基圆直径、齿根圆直径、分度圆直径。通过该关系式创建的圆即为分度圆；图3-58"关系"对话框 3．创建渐开线〔1依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"曲线",或者在工具栏上单击按钮,系统弹出"曲线选项"菜单管理器,如图3-59所示；图3-59"曲线选项"菜单管理器〔2在"曲线选项"菜单管理器上依次单击"从方程"→"完成",弹出"得到坐标系"菜单管理器,如图3-60所示；图3-60"得到坐标系"菜单管理器〔3在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系,弹出"设置坐标类型"菜单管理器,如图3-61所示；图3-61"设置坐标系类型"菜单管理器〔4在"设置坐标类型"菜单管理器中单击"笛卡尔",系统弹出一个记事本窗口；〔5在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程,如下：ang=90*tr=db/2s=pi*r*t/2xc=r*cos<ang>yc=r*sin<ang>x=xc+s*sin<ang>y=yc-s*cos<ang>z=0〔6保存数据,退出记事本,完成后的曲线如图3-62所示；图3-62完成后的渐开线 4．镜像渐开线〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"点"→"点",系统弹出"基准点"对话框,如图3-63所示；图3-63"基准点"对话框〔2单击分度圆曲线作为参照,按住Ctrl键,单击渐开线作为参照,如图3-64所示。在"基准点"对话框内单击[确定],完成基准点"PNT0"的创建；图3-64选取参照曲线〔3在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"轴",系统弹出"基准轴"对话框,如图3-65所示；〔4在绘图区单击选取"TOP"面作为参考平面,按住Ctrl键,单击选取"RIGHT"面作为参考,在"基准轴"对话框内单击[确定],完成轴"A_1"的创建；图3-65"基准轴"对话框〔5在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面",系统弹出"基准平面"对话框；〔6在绘图区单击选取"A_1"轴作为参照,按住Ctrl键,继续单击基准点"PNT0"作为参照,如图3-66所示；图3-66"基准平面"对话框〔7继续在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面",系统弹出"基准平面"对话框,如图3-67所示；图3-67"基准平面"对话框〔8在绘图区单击选取刚刚创建的"DTM1"面作为参考平面,按住Ctrl键选取"A-1"轴作为参考。在偏距文本框内输入旋转角度为"360/〔4*z",系统提示是否要添加特征关系,如图3-68所示,单击[是]；图3-68添加关系式〔9在"基准平面"对话框内单击[确定],完成基准平面的创建；〔10将关系式添加到"关系"对话框。在绘图区右键单击刚刚创建的基准平面"DTM2",在弹出的快捷菜单上单击"编辑"。〔11在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示"DTM1"面和"DTM2"面间的夹角尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为： /*镜像平面旋转角度D6=360/<4*z> 完成后的"关系"对话框如图3-69所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-69"关系"对话框〔12在绘图区单击渐开线特征,然后在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"镜像"。系统弹出"镜像"特征定义操控面板,如图3-123所示；图3-70"镜像"特征定义面板〔13在绘图区单击选取刚刚创建的"DTM2"平面作为镜像平面,在"镜像"特征定义操控面板内单击按钮,完成渐开线的镜像。完成后的曲线如图3-71所示。图3-71完成后的镜像渐开线 5．创建齿根圆〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"顶",如图3-72所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-72"草绘"对话框〔3在工具栏内单击按钮,在绘图区单击选取齿根圆曲线,如图3-73所示。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-73选取齿根圆曲线〔4在"拉伸"特征定义操控面板内单击选取"实体"按钮、"拉伸到指定深度"按钮,在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-74所示。回车后系统提示是否添加特征关系,单击"是"；图3-74"拉伸"定义面板〔5拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值,在"拉伸"特征定义操控面板内单击按钮,完成齿根圆的创建,完成后的齿根圆如图3-75所示。图3-75完成后的齿根圆〔6将关系式添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击齿根圆特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔7在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示齿根圆厚度尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为： /*齿根圆宽度关系式D7=b 完成后的"关系"对话框如图3-76所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-76"关系"对话框 6．创建分度圆曲面〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"拉伸",弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"顶",如图3-77所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-77"草绘"对话框〔3在工具栏内单击按钮,在绘图区单击选取分度圆曲线,如图3-78所示。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-78选取分度圆曲线〔4在"拉伸"特征定义操控面板内单击选取"曲面"按钮、"拉伸到指定深度"按钮,在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-79所示。回车后系统提示是否添加特征关系,单击"是"；图3-79"拉伸"定义面板〔5拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值,在"拉伸"特征定义操控面板内单击按钮,完成分度圆曲面的创建,完成后的分度圆曲面如图3-80所示。图3-80分度圆拉伸特征〔6将关系式添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击分度圆曲面特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔7在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示分度圆厚度尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为： /*分度圆曲面宽度关系式D8=b 完成后的"关系"对话框如图3-81所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-81"关系"对话框 7．创建投影曲线 这一步首先在"RIGHT"面创建一个斜直线,然后将这个曲线投影到分度圆曲面上。〔1在工具栏内单击按钮,系统弹出"草绘"对话框；〔2选择"RIGHT"面作为草绘平面,选取"TOP"面作为参考平面,参考方向为向"右",如图3-82所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-82"草绘"对话框〔3绘制如图3-83所示的二维草图,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-83绘制二维草图〔4将关系式添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击刚刚的草绘特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔5在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示直线相关的尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为：D11=betaD63=b 完成后的"关系"对话框如图3-84所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-84"关系"对话框〔6单击选取刚刚草绘的曲线,在主菜单上依次单击"编辑"→"投影",系统弹出"投影"曲线操控面板,如图3-85所示；图3-85"投影曲线"定义面板〔7在绘图区单击选取分度圆的曲面作为投影参照,如图3-86所示。在"投影曲线"定义面板上单击按钮,完成投影曲线的创建。图3-86选取曲面参照8．创建扫描混合截面〔1在工具栏内单击按钮,系统弹出"草绘"定义对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"顶",如图3-87所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-87"草绘"对话框〔3以已经创建的渐开线为基础,在工具栏内单击按钮,系统弹出"类型"单选框,如图3-88所示,单击选取"环",绘制如图3-89所示的二维草图,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-88"类型"单选框图3-89绘制二维草图〔4将圆角尺寸添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击刚刚草绘的截面,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔5在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示截面圆角的尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为： /*截面圆角半径关系式ifhax>=1D14=0.38*mnendififhax<1D14=0.46*mnendif 完成后的"关系"对话框如图3-90所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-90"关系"对话框〔6下面在齿根圆的另一个端面上创建相应的截面,然后将截面旋转到相应位置。在主菜单上依次单击"编辑"→"特征操作",系统弹出"特征"菜单管理器,如图3-91所示；图3-91"特征"菜单管理器〔7在"特征"菜单管理器上依次单击"复制"→"完成",系统弹出"复制特征"菜单管理器。在"复制特征菜单管理器"上依次单击"移动"→"完成",系统弹出"选取特征"菜单管理器,如图3-92所示；图3-92"选取特征"菜单管理器〔8在绘图区单击选取上一步创建的截面特征,在"选取特征"菜单管理器上单击"完成",系统弹出"移动特征"菜单管理器,如图3-93所示；图3-93移动特征"菜单管理器〔9在"移动特征"菜单管理器上单击"平移",系统弹出"选取方向"菜单管理器,如图3-94所示；图3-94"选取方向"菜单管理器〔10在"选取方向"菜单管理器中单击选取"曲线/边/轴",然后在绘图区单击选取齿根圆的端面作为参照,如图3-95所示。系统弹出"方向"菜单管理器,单击"正向"；选取参照平面选取参照平面图3-95选取参照平面〔11系统提示输入偏移距离,输入偏移距离为b,系统提示是否添加关系式,单击"是",在"移动特征"菜单管理器中单击"完成移动",在"组可变尺寸"菜单管理器中单击"完成",在随后弹出的"组元素"对话框中单击[确定],在"特征"菜单管理器中单击"确定",完成特征的复制,完成后的截面如图3-96所示；图3-96完成后的截面〔12将关系式添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击刚刚的复制特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔13在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示两个截面的尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为：D15=b 完成后的"关系"对话框如图3-97所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-97"关系"对话框〔14旋转复制上一步复制的截面,在主菜单上依次单击"编辑"→"特征操作",系统弹出"特征"菜单管理器,如图3-98所示；图3-98"特征"菜单管理器〔15在"特征"菜单管理器上依次单击"复制"→"完成",系统弹出"复制特征"菜单管理器。在"复制特征菜单管理器"上依次单击"移动"→"完成",系统弹出"选取特征"菜单管理器,如图3-99所示；图3-99"选取特征"菜单管理器〔16在绘图区单击选取上一步创建的复制截面特征,在"选取特征"菜单管理器上单击"完成",系统弹出"移动特征"菜单管理器,如图3-100所示；图3-100"移动特征"菜单管理器〔17在"移动特征"菜单管理器上单击"旋转",系统弹出"选取方向"菜单管理器,如图3-101所示；图3-101"选取方向"菜单管理器〔18在"选取方向"菜单管理器中单击选取"曲线/边/轴",然后在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为参照,如图3-102所示。系统弹出"方向"菜单管理器,单击"反向"→"正向"；选取参照轴选取参照轴图3-102选取参照轴〔19系统提示输入旋转角度,输入旋转角度为"asin<2*b*tan<beta/d>>",系统提示是否添加关系式,单击"是",在"移动特征"菜单管理器中单击"完成移动",在"组可变尺寸"菜单管理器中单击"完成",在随后弹出的"组元素"对话框中单击[确定],在"特征"菜单管理器中单击"确定",完成特征的复制,完成后的截面如图3-103所示；旋转复制的截面旋转复制的截面图3-103旋转复制截面〔20旋转角度尺寸添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击刚刚旋转复制的截面,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔21在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示旋转角度的尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为：D22=asin<2*b*tan<beta/d>> 完成后的"关系"对话框如图3-104所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-104"关系"对话框 9．创建第一个轮齿特征〔1在主菜单上依次单击"插入"→"扫描混合",系统弹出"扫描混合"特征定义操控面板,如图3-105所示；图3-105"扫描混合"特征定义面板〔2在"扫描混合"特征定义操控面板内单击"参照"菜单,系统弹出"参照"对话框,如图3-106所示；图3-106"参照"对话框〔3在"参照"对话框的"剖面控制"文本框内单击选取"垂直于轨迹",在"水平/垂直控制"文本框内输入"垂直于曲面",如图3-106所示；〔4在绘图区单击选取分度圆上的投影曲线作为扫描混合的扫引线,如图3-107所示；选取扫引线选取扫引线图3-107选取扫引线〔5在"扫描混合"特征定义操控面板上单击"剖面"菜单,系统弹出"剖面"定义对话框,在第一项下拉菜单中选取"所选截面",如图3-108所示；图3-108"剖面"定义对话框〔6在绘图区单击选取如图3-109所示的截面作为第一个扫描混合截面；单击选取第一个截面单击选取第一个截面图3-109选取第一个截面 〔7在如图3-108所示的"剖面"定义对话框内单击"插入",在"剖面"列表框内显示"剖面2"。在绘图区单击选取另一个截面,如图3-110所示。单击选取第二个截面单击选取第二个截面图3-110选取第二个截面 注意两个截面上扫描混合起始点的一致性,修改起始点的方法为,在如图3-111所示的"剖面"对话框内单击"细节",系统弹出如图3-112所示的"链"对话框；图3-111"剖面"对话框.图3-112"链"对话框图3-113"选项"选项卡.〔8在"选项"选项卡内单击选取"终点"文本框,如图3-113所示,然后在绘图区单击选取起始点；.〔9在"扫描混合"特征定义操控面板内单击按钮,完成第一个轮齿的创建,完成后的特征如图3-114所示；图3-114完成后的轮齿特征 10．阵列轮齿 为了阵列轮齿特征,首先对创建完成的第一个轮齿特征进行"复制"、"旋转"操作,从而创建第二个轮齿特征,对第二个轮齿进行阵列。〔1首先单击选取已经创建好的轮齿,然后在主菜单上依次单击"编辑"→"复制",然后再次依次单击"编辑"→"选择性粘贴",系统弹出"选择性粘贴"复选框,如图3-115所示；图3-115"选择性粘贴"复选框〔2勾选复选框的前两项,如图3-115所示,单击[确定],系统弹出"选择性粘贴"定义操控面板；〔3在"选择性粘贴"定义面板内选取按钮,在文本框输入旋转角度为"360/z",如图3-116所示。系统提示是否添加关系,单击"是"；图3-116"选择性粘贴"定义面板〔4在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为旋转轴,如图3-117所示。在"选择性粘贴"定义操控面板内单击按钮,完成第二个轮齿的创建；选取旋转中心轴选取旋转中心轴图3-117选取旋转中心轴〔5将旋转角度关系式添加到"关系"对话框。在模型树中右键单击第二个轮齿特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔6在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示两个轮齿夹角的尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为： /*第二个轮齿的旋转角度D41=360/z 完成后的"关系"对话框如图3-118所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-118"关系"对话框〔7在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征,在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"阵列",系统弹出"阵列"定义操控面板,如图3-119所示；图3-119"阵列"特征定义面板〔8在"阵列"特征定义面板内单击"轴"阵列,在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为阵列参照,输入阵列个数为"24",偏移角度为"14.4"度,在"阵列"定义操控面板单击按钮,完成阵列特征的创建；〔9将阵列参数添加到"关系"对话框。在模型树中右键单击阵列特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；〔10在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示阵列参数尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为： /*阵列关系式D58=360/zP61=z-1 完成后的"关系"对话框如图3-120所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-120"关系"对话框〔11在工具栏上单击重生按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"再生",完成所有轮齿的创建,完成后的齿轮如图3-121所示。图3-121完成后的齿轮3.3锥齿轮的创建 锥齿轮在机械工业中有着广泛的应用,它用来实现两相交轴之间的传动,两轴的相交角一般采用90度。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上,轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小,本节将介绍参数化设计锥齿轮的过程。3.3.1锥齿轮的建模分析与本章先前介绍的齿轮的建模过程相比较,锥齿轮的建模更为复杂。参数化设计锥齿轮的过程中应用了大量的参数与关系式。 锥齿轮建模分析〔如图3-122所示： 〔1输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线 〔2创建渐开线 〔3创建齿根圆锥 〔4创建第一个轮齿 〔5阵列轮齿图3-122锥齿轮建模分析3.3.2锥齿轮的建模过程1．输入基本参数和关系式〔1单击,在新建对话框中输入文件名conic_gear,然后单击；〔2>在主菜单上单击"工具"→"参数",系统弹出"参数"对话框,如图3-123所示；图3-123"参数"对话框〔3在"参数"对话框内单击按钮,可以看到"参数"对话框增加了一行,依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-3所示；名称值说明名称值说明M2.5模数DELTA___分锥角Z24齿数DELTA_A___顶锥角Z_D45大齿轮齿数DELTA_B___基锥角ALPHA20压力角DELTA_F___根锥角B20齿宽HB___齿基高HAX1齿顶高系数RX___锥距CX0.25顶隙系数THETA_A___齿顶角HA___齿顶高THETA_B___齿基角HF___齿根高THETA_F___齿根角H___全齿高BA___齿顶宽D___分度圆直径BB___齿基宽DB___基圆直径BF___齿根宽DA___齿顶圆直径X0变位系数DF___齿根圆直径表3-3创建齿轮参数 注意：表3-3中未填的参数值,表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸,用户无需指定。〔4在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框；〔5在"关系"对话框内输入齿轮的基本关系式。由这些关系式,系统便会自动生成表3-4所示的未指定参数的值,完成后的"关系"对话框如图3-124所示；图3-124"关系"对话框 2．创建基本曲线〔1创建基准平面。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面"。系统弹出"基准平面"对话框,按如图3-125的设置创建基准平面"DTM1"；图3-125"基准平面"对话框〔2在"基准平面"对话框的偏移项内输入偏移距离为"d/<2*tan<delta>>",单击[确定]完成。〔3将偏移距离添加到"关系"对话框,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",在弹出的"关系"对话框内添加关系式,如图3-126所示；图3-126"关系"对话框〔4创建基准轴。在工具栏内单击按钮,创建通过"FRONT"面与"RIGHT"面的基准轴"A_1",如图3-127所示；图3-127"基准轴"对话框〔5草绘曲线。在工具栏内单击按钮,选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"顶",如图3-128所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-128"草绘"对话框〔6绘制如图3-129所示的二维草图,标注如图示的尺寸,尺寸大小任意,保证图形的基本外形；图3-129绘制二维草图〔7将尺寸代号添加到"关系"对话框中,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,添加如图3-130所示的关系式；图3-130"关系"对话框 3．创建大端齿轮基本圆〔1创建基准平面。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面"。系统弹出"基准平面"对话框,按如图3-131的设置创建基准平面"DTM2"。平面与"FRONT"面为法向关系,并且穿过图3-132所示的"参照曲线1"；图3-131"基准平面"对话框〔2创建基准点。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"点"→"点"。系统弹出"基准点"对话框,创建经过如图3-132所示两条曲线的基准点"PNT1"。参照曲线2参照曲线1参照曲线2参照曲线1图3-132创建基准点 完成后的"基准点"对话框如图3-133所示；图3-133"基准点"对话框〔3草绘曲线。在工具栏内单击按钮,选择"DTM2"面作为草绘平面,选取"FRONT"面作为参考平面,参考方向为向"顶",如图3-134所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-134草绘"对话框〔4绘制如图3-135所示的二维草图,标注如图示的尺寸,尺寸大小任意,保证图形的基本外形。直线直线图3-135绘制二维草图 注意绘制一条直线,目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；〔5添加关系式。将大端齿轮基本圆的关系式添加到"关系"对话框中,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",在弹出的"关系"对话框内添加关系式,如图3-136所示；图3-136"关系"对话框 4．创建小端齿轮基本圆〔1创建基准平面。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面"。系统弹出"基准平面"对话框,按如图3-137的设置创建基准平面"DTM3"。平面与"FRONT"面为法向关系,并且穿过图3-138所示的"参照曲线1"；图3-137"基准平面"对话框〔2创建基准点。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"点"→"点"。系统弹出"基准点"对话框,创建经过如图3-138所示两条曲线的基准点"PNT2"。参照曲线2参照曲线1参照曲线2参照曲线1图3-138创建基准点 完成后的"基准点"对话框如图3-139所示；图3-139"基准点"对话框〔3草绘曲线。在工具栏内单击按钮,选择"DTM3"面作为草绘平面,选取"FRONT"面作为参考平面,参考方向为向"左",如图3-140所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-140"草绘"对话框〔4绘制如图3-141所示的二维草图,标注如图示的尺寸,尺寸大小任意,保证图形的基本外形。直线直线图3-141绘制二维草图 注意绘制一条直线,目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；〔5添加关系式。将小端齿轮基本圆的关系式添加到"关系"对话框中,在主菜单上依次单击"工具"→"关系",在弹出的"关系"对话框内添加关系式,如图3-142所示；图3-142"关系"对话框 5．创建渐开线〔1创建坐标系CS0。在工具栏内单击按钮,系统弹出"坐标系"对话框,在"原始"选项卡里,单击选取"PNT1"点作为参照。在"坐标系"对话框内打开"定向"选项卡,选取图3-143所示的"曲线1"为y轴的负向参照,"曲线2"为x轴正向参照。曲线2曲线1曲线2曲线1图3-143创建坐标系 完成后的"坐标系"对话框如图3-144所示,单击[确定]完成坐标系CS0的创建；图3-144"坐标系"对话框〔2创建坐标系CS1。在工具栏内单击按钮,系统弹出"坐标系"对话框,在"原始"选项卡里,单击选取坐标系CS0作为参照。在"坐标系"对话框内打开"定向"选项卡,进行如图3-145所示的设置,单击[确定]完成坐标系CS1的创建。图3-145"坐标系"对话框〔3将坐标系CS1与CS0的关系式添加到"关系"对话框内。在模型树内右键单击坐标系CS1,在弹出的快捷菜单内单击"编辑"。在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,单击如图3-146所示的尺寸。单击尺寸d38z单击尺寸d38z图3-146添加尺寸关系 添加关系式为"D38=360*cos<delta>/<4*z>+180*tan<alpha>/pi-alpha",完成后的"关系"对话框如图3-147所示；图3-147"关系"对话框〔4创建渐开线。依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"曲线",或者在工具栏上单击按钮,系统弹出"曲线选项"菜单管理器,如图3-148所示；图3-148"曲线选项"菜单管理器〔5在"曲线选项"菜单管理器上依次单击"从方程"→"完成",弹出"得到坐标系"菜单管理器,如图3-149所示；图3-149"得到坐标系"菜单管理器〔6在绘图区单击选取坐标系CS1作为参照,弹出"设置坐标类型"菜单管理器,如图3-150所示；图3-150"设置坐标系类型"菜单管理器〔7在"设置坐标类型"菜单管理器中单击"笛卡尔",系统弹出一个记事本窗口；〔8在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程,如下：r=db/cos<delta>/2theta=t*60x=r*cos<theta>+r*sin<theta>*theta*pi/180y=r*sin<theta>-r*cos<theta>*theta*pi/180z=0〔9保存数据,退出记事本,单击如图3-151所示"曲线：从方程"对话框中的[确定],完成后的曲线如图3-152所示；.图3-151"曲线：从方程"对话框图3-152完成后的渐开线.〔10创建齿轮小端上的渐开线。为了视觉上的清晰,可以先将齿轮大端的基本圆曲线隐藏。用相同的方法,创建坐标系CS2,选取如图3-153所示的点"PNT2"作为坐标系CS2的放置参照。在"坐标系"对话框内打开"定向"选项卡,选取图3-153所示的"曲线1"作为y轴的负向参照,"曲线2"为x轴正向参照。曲线2曲线1曲线2曲线1图3-153创建坐标系 完成后的"坐标系"对话框如图3-154所示,单击[确定]完成坐标系CS2的创建；图3-154"坐标系"对话框〔11创建坐标系CS3。在工具栏内单击按钮,系统弹出"坐标系"对话框,在"原始"选项卡里,单击选取坐标系CS2作为参照。在"坐标系"对话框内打开"定向"选项卡,进行如图3-155所示的设置,单击[确定]完成坐标系CS3的创建。图3-155"坐标系"对话框〔12将坐标系CS3与CS2的关系式添加到"关系"对话框内。在模型树内右键单击坐标系CS3,在弹出的快捷菜单内单击"编辑"。在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,单击如图3-156所示的尺寸。单击尺寸d44z单击尺寸d44z图3-156添加尺寸关系 添加关系式为"D44=360*cos<delta>/<4*z>+180*tan<alpha>/pi-alpha",完成后的"关系"对话框如图3-157所示；图3-157"关系"对话框〔13用相同的方法创建齿轮小端的渐开线。选取坐标系CS3作为参照,坐标系类型为"笛卡尔",渐开线方程为：r=<db-2*bb*sin<delta_b>>/cos<delta>/2theta=t*60x=r*cos<theta>+r*sin<theta>*theta*pi/180y=r*sin<theta>-r*cos<theta>*theta*pi/180z=0 完成后的渐开线如图3-158所示；图3-158完成后的渐开线 6．镜像渐开线〔1创建基准点"PNT3"。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"点"→"点",系统弹出"基准点"对话框,如图3-159所示。在绘图区选取齿轮大端的渐开线和分度圆曲线作为参照,如图3-160。图3-159"基准点"对话框渐开线分度圆曲线渐开线分度圆曲线图3-160创建基准点 完成后的"基准点"对话框如图3-161所示,单击[确定],完成基准点"PNT3"的创建；图3-161"基准点"对话框〔2创建基准平面"DTM4"。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面",系统弹出"基准平面"对话框；〔3创建经过"A_1"轴与基准点"PNT3"的基准平面,完成后的"基准平面"对话框如图3-162所示；图3-162"基准平面"对话框〔4创建基准平面"DTM5"。在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"插入"→"模型基准"→"平面",系统弹出"基准平面"对话框；〔5创建经过"A_1"轴与基准平面"DTM4"的基准平面,在"基准平面"对话框"旋转"文本框内输入旋转角度为"3"度,完成后的"基准平面"对话框如图3-163所示；图3-163"基准平面"对话框〔6添加关系式。将基准平面"DTM4"与基准平面"DTM5"的旋转角度输入到"关系"对话框。在模型树中右键单击基准平面"DTM5",在弹出的快捷菜单中单击"编辑"。在主菜单中依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,添加关系式为： /*DTM4与DTM5夹角：D52=360*cos<delta>/<4*z> 完成后的"关系"对话框如图3-164所示,在"关系"对话框中单击[确定]完成；图3-164"关系"对话框〔7镜像渐开线。在绘图区单击选定齿轮大端的渐开线,在工具栏内单击按钮,系统弹出"镜像"特征定义操控面板。选取平面"DTM5"作为镜像平面,在"镜像"特征定义操控面板内单击按钮,完成大端渐开线的镜像；〔8使用相同的方法镜像齿轮小端的渐开线,完成后的渐开线如图3-165所示；图3-165完成后的渐开线 7．创建齿根圆特征〔1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击"插入"→"旋转",弹出"旋转"定义操控面板,在面板内单击"位置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框；〔2选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"右",如图3-166所示。单击[草绘]进入草绘环境；图3-166"草绘"对话框〔3绘制如图3-167所示的二维草图,注意绘制用于旋转的中心线,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；中心线中心线图3-167绘制二维草图〔4在"旋转"特征定义操控面板内进行如图3-168的设置,单击按钮按钮,完成齿根圆特征的创建。图3-168"旋转"特征定义面板 完成后的齿根圆如图3-169所示；图3-169完成后齿根圆特征〔5将图3-167所示的两个尺寸添加到"关系"对话框,在模型树中右键单击齿根圆特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"。在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,添加关系式如下： /*旋转体d114=hd113=0.8*h 其中d114为齿轮大端的尺寸,d113为齿轮小端的尺寸,完成后的"关系"对话框如图3-170所示,单击[确定]完成。图3-170"关系"对话框 8．创建第一个轮齿〔1草绘用于扫描混合的轨迹。在工具栏内单击按钮,系统弹出"草绘"对话框,选取如图3-171所示的草绘平面,单击"草绘"进入草绘环境；图3-171"草绘"对话框〔2绘制如图3-172所示的二维草图,草图实际上是原有曲线的一部分,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；草绘的曲线草绘的曲线图3-172绘制二维草图〔3扫描混合创建第一个轮齿。在主菜单上依次单击"插入"→"扫描混合",系统弹出"扫描混合"特征定义操控面板,如图3-173所示；图3-173"扫描混合"特征定义面板〔4在"扫描混合"特征定义操控面板内单击"参照"菜单,系统弹出"参照"对话框,如图3-174所示；图3-174"参照"对话框〔5在"参照"对话框里,接受系统默认的设置,在绘图区单击选取上一步创建的草绘曲线作为扫描混合的扫引线,如图3-175所示；选取扫引线选取扫引线图3-175选取扫引线〔6在"扫描混合"特征定义操控面板上单击"剖面"菜单,系统弹出"剖面"定义对话框,如图3-176所示；图3-176"剖面"定义对话框〔7在绘图区单击第一个截面所在点作为扫描混合截面的草绘点,如图3-177所示；单击第一个截面所在点单击第一个截面所在点图3-177选取第一个截面点〔8在"剖面"对话框内单击[草绘],进入草绘环境,绘制二维草图,截面的两个圆角半径相等,如图3-178所示；图3-178绘制第一个截面〔9在如图3-176所示的"剖面"定义对话框内单击"插入",在"剖面"列表框内显示"剖面2"。在绘图区单击扫引轨迹的另一个端点,如图3-179所示；单击第二个截面所在点单击第二个截面所在点图3-179选取第二个截面点〔10在"剖面"对话框内单击[草绘],进入草绘环境,绘制第二个截面,截面的两个圆角同样为等半径的,如图3-180所示；图3-180绘制第二个截面〔11在"扫描混合"特征定义操控面板内单击按钮,完成第一个轮齿的创建,完成后的特征如图3-181所示；图3-181完成后的轮齿特征〔12将截面圆角半径添加到"关系"式对话框。在模型树中右键单击轮齿特征,在弹出的快捷菜单上单击"编辑"。在主菜单上依次单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框,添加截面圆角半径的关系式： /*截面圆角：ifhax<1d58=0.31*md63=0.31*mendififhax>=1d58=0.2*md63=0.2*mendif 9．阵列轮齿 为了阵列轮齿特征,首先对创建完成的第一个轮齿特征进行"复制"、"旋转"操作,从而创建第二个轮齿特征,对第二个轮齿进行阵列。〔1首先单击选取已经创建好的轮齿,然后在主菜单上依次单击"编辑"→"复制",然后再次依次单击"编辑"→"选择性粘贴",系统弹出"选择性粘贴"复选框。勾选复选框的前两项,如图3-182所示,单击[确定],系统弹出"选择性粘贴"定义操控面板；图3-182"选择性粘贴"复选框〔2在"选择性粘贴"定义面板内选取按钮,在文本框输入旋转角度为"360/z",如图3-183所示。系统提示是否添加关系,单击"是"；图3-183"选择性粘贴"定义面板〔3在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为旋转轴,如图3-184所示。在"选择性粘贴"定义操控面板内单击按钮,完成第二个轮齿的创建；选取旋转中心轴选取旋转中心轴图3-184选取旋转中心轴〔4将旋转角度关系式添加到"关系"对话框。在模型树中右键单击第二个轮齿特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示两个轮齿夹角的尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在"关系"对话框中,输入的关系式为： /*复制轮齿：d70=360/z〔5在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征,在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"阵列",系统弹出"阵列"定义操控面板,如图3-185所示；图3-185"阵列"特征定义面板〔6在"阵列"特征定义面板内单击"轴"阵列,在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为阵列参照,输入阵列个数为"23",偏移角度为"15"度,在"阵列"定义操控面板单击按钮,完成阵列特征的创建；〔7将阵列参数添加到"关系"对话框。在模型树中右键单击阵列特征,在弹出的快捷菜单中单击"编辑"；在主菜单上单击"工具"→"关系",系统弹出"关系"对话框。此时系统显示阵列参数尺寸代号,输入的关系式为： /*阵列关系式：d94=360/zp97=z-1 完成后的"关系"对话框如图3-186所示,在"关系"对话框内单击[确定]完成添加关系式；图3-186"关系"对话框〔8在工具栏上单击重生按钮,或者依次在主菜单上单击"编辑"→"再生",完成所有轮齿的创建,完成后的齿轮如图3-187所示。图3-187完成后的锥齿轮3.4蜗轮的创建3.4.1蜗轮的建模分析 建模分析〔如图3-188所示：〔1创建齿轮基本圆〔2创建齿廓曲线〔3创建扫引轨迹〔4创建圆柱〔5变截面扫描生成第一个轮齿〔6阵列创建轮齿〔7蜗轮的修整图3-188建模分析3.4.2蜗轮的建模过程1．创建齿轮基本圆〔1在工具栏中单击按钮,在对话框内输入worm_wheel.prt,单击；〔2绘制蜗轮基本圆曲线。在工具栏内单击按钮,弹出"草绘"对话框,选择"FRONT"面作为草绘平面,选取"RIGHT"面作为参考平面,参考方向为向"右",如图3-189所示；单击[草绘]进入草绘环境；图3-189定义草绘平面〔3绘制如图3-190所示草图,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制。图3-190绘制二维草图2．创建齿廓曲线〔1创建渐开线。在工具栏内单击按钮,弹出"曲线选项"对话框,如图3-191所示。图3-191"曲线选项"菜单管理器〔2在"曲线选项"对话框内依次单击"从方程"→"完成"。弹出"得到坐标系"对话框,单击选取基准坐标系PRT_CSYS_DEF作为参照。系统弹出"设置坐类型"菜单管理器,单击"笛卡尔"。在系统弹出的记事本窗口中输入曲线方程为：〔3在"曲线"定义对话框内,单击完成渐开线的创建,如图3-192所示图3-192创建渐开线〔4>镜像渐开线。在工具栏内单击按钮,创建分度圆曲线与渐开线的交点,如图3-193所示。图3-193创建基准点〔5在工具栏内单击按钮,弹出"基准轴"对话框,按如图3-194所示设置创建基准轴。图3-194创建基准轴〔6在工具栏内单击按钮,弹出"基准平面"对话框,按如图所示,设置创建基准平面,如图3-195所示；图3-195创建基准平面〔7在工具栏内单击按钮,弹出"基准平面"对话框,按如图3-196所示设置创建基准平面,在"旋转"文本框内输入旋转角度为"360/<4*30>",在"基准平面"对话框内单击[确定]完成基准平面的创建；图3-196创建基准平面〔8单击选取渐开线,在工具栏内单击按钮,系统弹出"镜像"定义操控面板,单击选取"DTM3"面作为参照平面,单击按钮完成渐开线的创建,如图3-197所示。图3-197渐开线3．创建扫引轨迹〔1创建投影曲面。在工具栏内单击按钮,弹出"旋转"定义操控面板,在面板内选择,然后单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框,按如图3-198所示定义草绘平面。图3-198定义草绘平面〔2单击按钮,弹出"参照"定义对话框,按如图3-199所示定义参照,单击按钮,进入草绘环境。图3-199定义参照〔3绘制如图3-200所示草图,单击按钮,完成草图的绘制。然后在操作面板内单击按钮。图3-200草图〔4在工具栏内单击按钮,弹出"基准平面"对话框,按如图3-201所示设置创建基准平面。图3-201创建基准平面〔5创建投影线。在主菜单内依次单击"编辑"→"投影",弹出"投影"操作面板,按如图3-202所示定义投影曲面和投影方向。图3-202投影设置〔6在操作面板内单击按钮,在弹出的面板内选择"投影草绘",如图3-203所示。图3-203投影方式〔7单击按钮,弹出"草绘"定义对话框,按如图3-204所示定义草绘平面。图3-204定义草绘平面〔8单击按钮,弹出"参照"定义对话框,按如图3-205所示定义参照,单击按钮,进入草绘环境。图3-205定义参照〔9绘制如图3-206所示草图,单击按钮,完成草图绘制。图3-206绘制草图〔10在操作面板内单击按钮,完成后投影线如图3-207所示。图3-207创建投影曲线 〔11创建另一条投影线。按上述〔4至〔6步骤,完成投影设置和草绘平面的定义。〔12单击按钮,弹出"参照"定义对话框,按如图3-208所示定义参照,单击按钮,进入草绘环境。边：F13边：F13图3-208定义参照〔13绘制如图3-209所示草图,单击按钮,完成草图绘制,然后在操作面板内,单击按钮。图3-209草图4．创建圆柱〔1在工具栏内单击按钮,弹出"拉伸"定义操控面板,在面板内单击"放置"→"定义",弹出"草绘"定义对话框,按如图3-210所示定义草绘平面。图3-210定义草绘平面 〔2单击按钮,进入草绘环境,按如图3-211所示绘制草图,单击按钮完成草图绘制。图3-211草图〔3在操作面板内,选择对称,输入深度"30",单击按钮。5．变截面扫描生成第一个轮齿〔1在工具栏内单击按钮,弹出"变截面扫描"操作面板,单击按钮,弹出一面板,按如图3-212所示定义"轨迹"和"剖面控制"。图3-212定义"轨迹"和"剖面控制"〔2在操作面板内,单击按钮,弹出一面板,选择"恒定剖面"。〔3>在操作面板内,单击按钮,进入草绘环境,绘制如图3-213所示草图,单击按钮,完成草图绘制。图3-213草图〔4在操作面板内,选择,单击按钮,完成后如图3-214所示。图3-214完成后的特征〔5创建另外半个轮齿。按上述〔1至〔4步骤进行操作,不同地方是,在〔1步骤的轨迹选择中,选择另一条投影线,如图3-215所示。图3-215选取轨迹线6．阵列创建轮齿为了阵列轮齿特征,首先对创建完成的第一个轮齿特征进行"复制"、"旋转"操作,从而创建第二个轮齿特征,对第二个轮齿进行阵列。〔1在"模型树"中,对两个半齿进行"组"操作,如图3-216所示。图3-216组操作〔2首先单击选取已经创建好的轮齿,然后在主菜单上依次单击"编辑"→"复制",然后再次依次单击"编辑"→"选择性粘贴",弹出"选择性粘贴"对话框。对话框的设置如图3-217所示,单击[确定],弹出"选择性粘贴"操作面板。图3-217"选择性粘贴"对话框〔3在"选择性粘贴"定义面板内选择,输入旋转角度为"12",如图3-218所示。图3-218"选择性粘贴"定义面板〔4在绘图区单击选取圆柱的中心轴"A_2"作为旋转轴。在"选择性粘贴"定义操作面板内单击按钮,完成第二个轮齿的创建。〔5在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征,在工具栏内单击按