5-2人字齿轮建模与CAD成图

ByYushen基于中望3D与中望CAD的CADCAM技术项目五参数化建模任务一系列套筒建模与CAD成图任务二人字齿轮建模与CAD成图项目五参数化建模知识目标：1.进一步理解参数化设计基本原理；2.掌握标准件参数化设计的基本方法；3.熟练掌握草图中参数化标注方法；能力目标：4.能够设置参数调入标准件；5.能够在拉伸、旋转等造型命令中设置表达式参数；6.能够对参数化模型进行验证，分析失败的原因，并进行改正；素质目标：7.通过标准件的参数化设计，培养工匠精神；8.通过对参数化模型进行分析，培养严谨工作作风。任务目标ByYushen01任务导入瑞尔鑫公司为某军工产品设计人字齿轮，由于军工产品为系列产品，对应的人字齿轮必须满足系列化设计，典型结构如图3-1-1所示，其中齿部、花键、轮辐部分均为系列化，主要参数如表5-2-1，20CrMnMo材质，请建立人字齿轮系列化模型，并绘制CAD工程图。01任务导入名称表达式值单位描述CZ6363

齿轮齿数Cm22mm齿轮法向模数CB3030

deg齿轮螺旋角CL2525mm齿轮厚度JD4545mm花键大径JD13939mm花键小径JB1010mm花键槽宽JZ88

花键齿数FD0((CZ-2)*Cm/cos(CB)+JD)/292.94mm轮辐基准直径Fd(FD0-JD)*0.523.97mm轮辐孔径FD1(FD0+Fd)+4*Cm124.91mm轮辐大径FD2(FD0-Fd)-4*Cm60.97mm轮辐小径表5-2-1变量表图5-2-2变量位置ByYushen02任务分析中望3D软件库文件在调入时，支持参数化控制，可以对库中的标准件进行二次开发，花键在目前的版本中没有开发成标准件，应进行参数化设计。本任务人字齿轮为斜齿轮镜像而成；本例难点在于花键的齿数是参数，在进行圆形阵列后约束可能发生不确定变化，要特别注意调整约束。具体步骤分解如下：ByYushen03任务步骤绘制斜齿轮模型切除造型完成2D工程图绘制斜齿轮03任务步骤a.方程式管理器：双击桌面图标，打开软件中望3D。建立多文件，进入设计界面，单击【工具>插入>方程式管理器】，选择【在excel中编辑方程式】，打开一个excel文件；将表5-2-1复制或输入到excel文件，保存文件将结果输入到方程管理器中。【确定】即可在历史管理器中看到【表达式（12）】。

03任务步骤绘制斜齿轮b.绘制斜齿轮：单击【工具>库>】，设置如图一所示。注意：表达式可直接输入或使用快捷菜单输入。表达式区分大小写（图二)

图一图二03任务步骤素养园地：设计图库，高效便捷中望3D内置了大量标准库，大大提高了设计效率，3D造型绘图效率远超AutoCAD：AutoCAD缺少符合国标的模板、图库、符号；中望3D的工具库是根据国家标准开发而成，可以直接使用；软件还自带了很多便于机械制图的标准件，比如说螺栓、螺母等，甚至机械制图常用的构件库、标准件库，在软件中都可以找得到，对于机械工程设计人员，非常方便高效。03任务步骤a.轮辐孔绘制：单击【造型>基础造型>草图】，选择端面，进入草图绘制界面；绘制如图所示草图：用圆命令绘制一个直径为【Fd】的圆(φΣ23.97)，定位尺寸为【FD0/2】(Σ46.47)；模型切除03任务步骤模型切除b.圆阵列：单击【草图>基础编辑>】。如图所示，间距角度用【输入表达式】键入【360/JZ】。完成后退出草图。注意：完成前一定要检查参数输入的数值前是否带有Σ。03任务步骤模型切除

c.拉伸轮辐孔：单击【造型>基础造型>拉伸】，选择草图1，结束点选择到面。想一想：此处能不能用区域拉伸？03任务步骤模型切除d.轮辐板和花键槽绘制：单击【造型>基础造型>草图】，选择端面，进入草图绘制界面：用圆命令绘制4个同心圆：直径分别为【FD1】(φΣ124.91)、【FD2】(φΣ30.97)、【JD】(φΣ45)、【JD1】(ΦΣ39)；绘制两条相距【JB】(Σ10)的竖直直线，添加约束关于Y轴对称，两端端点分别在两个圆上；修剪φΣ45圆，保留两直线间部分；阵列1：与本处2）操作相同，将如图所示3个元素进行圆形阵列；修剪φΣ39圆，只保留如图所示两直线间部分；阵列2：与阵列1操作相同，将修剪后的φΣ39圆弧进行阵列。打开DV工具观察草图，所有元素必须明确约束，本例所有标注值均有【Σ】。03任务步骤模型切除e.拉伸切除：拉伸轮辐：单击【造型>基础造型>拉伸】，区域选择草图2环形区域，结束点【CL*0.4】，中键结束；拉伸花键孔：中键再次拉伸，区域选择草图2花键区域，结束点选择到面，中键结束；03任务步骤造型完成a.轮辐倒角圆角：单击【造型>工程特征>倒角】：选择轮辐两个圆轮廓，倒角距离为【Cm】，中键确认。同样操作将另外两个圆轮廓圆角，圆角半径为【Cm】。03任务步骤造型完成b.花键倒角：在XZ面建草图，借助DA工具栏【剖面开关】

，绘制如图所示草图：两个尺寸参数为：【JD/2】(Σ22.5)【JD1/2】(Σ19.5)；【旋转】绘制的草图，切除。想一想：为什么不能直接用倒角命令对花键进行倒角？（因为需要操作元素的数量不是固定的，本例前面几个【想一想】问题原因相同。）03任务步骤c.镜像：单击【造型>基础编辑>镜像几何体】，选择工具栏设置【造型】选择实体S1，平面选择右侧面，加运算，复制，中键确认。注意：模型完成后可以双击管理器中相应的表达式设置不同参数，注意各参数之间有可能发生干涉，单击重生成得到新的模型。造型完成03任务步骤2D工程图a.配置三视图：单击DV工具栏【2D工程图

】，【默认】模板，【确认】，进入2D工程图界面；对话框【标准】：视图选【左视图】，其余缺省设置，合适位置单击，得到左视图；【布局>视图>全剖视图】得到主视图；设置左视图属性，格式刷到主视图，结果显示如图所示；输出DWG格式文件。属性设置和图形输出参见项目三任务一。03任务步骤2D工程图b.CAD工程图：双击桌面图标，打开中望CAD机械版，打开刚刚生成的模型文件，与项目一任务二操作相同，流程如下：调入图幅TF：A4、横置、参数栏圆柱齿轮1；快速选择QSE：线宽0.18为图层3，0.25为图层1；所有元素颜色、线型、线宽均随层；整理图形：注意对称图形表示法，齿轮、花键国标相关规定；尺寸标注；输出图纸。03任务步骤知识链接参数模型调试失败原因及解决途径03任务步骤知识链接