3D建模基础 6.3直齿圆柱齿轮参数化设计

项目六零件参数化设计任务三

齿轮参数化设计设计任务书：完成标准直齿圆柱齿轮参数化设计任务书：完成标准直齿圆柱齿轮参数化设计任务分析标准直齿圆柱是非常常见的机械零件，本任务通过定义所给齿轮参数进行齿轮设计。齿轮设计的关键在于参数的定义，再结合之前所学建模知识与参数设计相关知识完成齿轮设计。中望3D软件渐开线方程表达式为：X1=Db/2*cos(360*t)+Db*pi*t*sin(360*t)Y1=Db/2*sin(360*t)-Db*pi*t*cos(360*t)Z1=0学习重点1、掌握渐开线圆柱齿轮的基本参数及其几何尺寸计算；2、掌握使用渐开线方程得到渐开线；3、掌握标准直齿圆柱齿轮参数的设计4、掌握齿轮装配中约束的设置；5、掌握齿轮装配中的机械约束的使用任务实施1.新建零件。打开桌面“中望3D”快捷方式，新建一个零件文件，命名为“标准直齿圆柱齿轮”并保存，并注意保存位置、保存类型为默认的＊.Z3。2.定义齿轮参数

选择“插入”下拉菜单的“方程式管理器”命令进入方程式管理器。根据表中所给参数进行参数定义，定义完成之后的参数如图所示。3.绘制齿轮分度圆。选择“圆”命令，以D为直径绘制齿轮分度圆。3.绘制齿轮分度圆点击鼠标右键，选择“重命名”将圆的名称改为“分度圆”。4.绘制齿轮基圆、齿顶圆和齿根圆重复上述步骤分别绘制齿轮基圆、齿顶圆和齿根圆，为了方便区分将齿顶圆线条颜色变为绿色，齿根圆颜色变为蓝色。5.插入渐开线选择“插入”下的“方程式曲线”命令，选择“渐开线”并修改渐开线方程得到我们需要的渐开线。6.绘制原点与渐开和基圆交点直线选择“直线”命令，点1坐标（0，0，0），点2采用曲线交点命令，单击鼠标右键，选择“相交”命令，分别选择渐开线与基圆自动生成点2坐标。7.连接曲线选择“编辑曲线-连接”命令，分别选取渐开线与上一步绘制的直线，将他们连接为一条曲线。8.绘制原点与渐开和分度圆交点直线选择“直线”命令，点1坐标（0，0，0），点2采用曲线交点命令，单击鼠标右键，选择“相交”命令，分别选择渐开线与分度圆自动生成点2坐标。9.旋转连接曲线选择“移动”命令中的“绕方向旋转”，“实体”选择刚连接的曲线，旋转方向为z轴，旋转角度为表达式中的rou_angle（360/（4*z））。10.创建镜像平面选择“插入基准平面”命令，基准平面几何体选择刚绘制的原点与分度圆和渐开线交点直线，之后选择“对齐到几何坐标的Y-Z平面”，其他参数选择默认。11.镜像曲线选择“镜像几何体”命令，“实体”刚旋转之后的曲线，“平面”选择刚创建的镜像平面。12.拉伸实体选择“拉伸”命令，“轮廓P”选取齿顶圆曲线（绿色曲线），“拉伸类型”选择“1边”，“结束点”选择表达式“height”。13.曲线修剪选择“单击修剪”命令进行修剪曲线，修剪完成之后如图所示。14.创建曲线列表在绘图区域空白处单击鼠标右键，选择“曲线列表”命令，将修剪完成的4条曲线合成一条曲线。15.拉伸齿形轮廓选择“拉伸”命令，“轮廓P”选择曲线列表创建的曲线，“拉伸类型”选择“1边”，“结束点E”选择选择表达式“height”，选择“布尔减运算”。16.阵列特征选择“阵列特征”命令，阵列类型选择圆形，“基体”选择拉伸切除的齿形轮廓特征，“方向”选择Z轴，“数目”选择表达式中的z（齿数），“角度”为表达式中的ar_angle（=360/z）,其他参数选择默认。17.完成齿轮创建将不需要的曲线与基准平面进行隐藏最终得到我们所需要的齿轮。保存文件并退出。18.生成新的齿轮若需要生成新的齿轮，只需要进入“方程式管理器”中更改相应的参数即可。只要修改“方程式管理器”中齿轮模数、齿数和齿轮高参数，选择“自动生成当前对象”生成新的齿轮。另存文件并退出。1.新建零件。打开桌面“中望3D”快捷方式，软件启动之后打开上述完成的“直齿圆柱齿轮”零件，根据图6-44所示齿轮零件图完成啮合齿轮1参数的修改，修改完成之后如图所示。☆说明：只要根据啮合齿轮1零件图中数值修改模数m、齿数z和齿轮高度height，其他参数会自动生成。二、齿轮装配二、齿轮装配2.插入草图1。选择造型选项卡下“基础造型-草图”以XY平面为草绘平面，完成如图所示草图。二、齿轮装配3.拉伸去除材料1。选择造型选项卡下“基础造型-拉伸”轮廓选择草图1，结束点E为参数height（数值为26），布尔运算为减运算,完成实体拉伸。4.插入草图2。选择造型选项卡下“基础造型-草图”以XY平面为草绘平面，完成下图所示草图。二、齿轮装配5.拉伸去除材料2。选择造型选项卡下“基础造型-拉伸”轮廓选择草图1，结束点E为参数height（数值为26），布尔运算为减运算,完成实体拉伸，如图6-49所示。☆思考：此步如何使用“旋转”完成。二、齿轮装配二、齿轮装配6.创建镜像平面。选择“插入”选项卡下的“插入基准平面”命令，基准平面几何体选择XY平面，偏移距离为参数height/2（数值为13），其他参数选择默认。二、齿轮装配8.创建倒角C1。在“造型”选项卡下选择“工程特征-倒角”命令，“边E”选择与轴配合孔的边，“倒角距离S”为2，如图6-52所示。按照相同的步骤完成C1.6倒角，完成啮合齿轮1的创建。9.另存零件文件并退出。选择“文件-另存为”，将零件命名为“啮合齿轮1”。二、齿轮装配10.修改啮合齿轮2参数。打开啮合齿轮1，根据图6-54所示啮合齿轮2零件图修改参数，参数修改完成之后。二、齿轮装配☆注意：由于啮合齿轮2没有开槽，所需需要将啮合齿轮1步骤5~步骤7删除，将C2倒角修改为C1。同时修改草图1尺寸。10.另存文件并退出。选择“文件-保存-另存为”，将零件命名为“啮合齿轮2”。二、齿轮装配11.新建装配。选择“零件/装配”对象，并将其命名为“齿轮啮合”。12.定义装配参数。选择“插入”下拉菜单的“方程式管理器”命令进入方程式管理器。装配需要进行参数定义，定义完成之后的参数。二、齿轮装配12.插入啮合齿轮1。选择“装配”选项卡→“组件-插入”命令，从对象列表中选择“啮合齿轮1”组件，将它放置在屏幕上的某个位置（不要放在0,0,0位置），重复上述步骤插入啮合齿轮2组件。二、齿轮装配13.添加约束。选择“装配”选项卡“约束-约束”命令进行约束。第一个对齐约束：“实体1”选择XY平面，“实体2”选择啮合齿轮1的上表面，偏移为啮合齿轮高度的一半（值为13mm）。二、齿轮装配第二个对齐约束：“实体1”选择XY平面，“实体2”选择啮合齿轮2的上表面，偏移为啮合齿轮高度的一半（值为16mm）。二、齿轮装配第三个对齐约束：打开啮合齿轮1和啮合齿轮2外部基准，“实体1”啮合齿轮1外部基准的Z轴，“实体2”装配坐标系的Z轴，偏移为0mm。二、齿轮装配第四个对齐约束：“实体1”装配坐标系的Z轴，“实体2”啮合齿轮2外部基准的Z轴，偏移为参数中心距a（数值为75）mm。二、齿轮装配第五个相切约束：“实体1”啮合齿轮2（小齿轮）齿面，“实体2”啮合齿轮1（大齿轮）齿面，约束为相切约束。☆注意：第五个相切约束只是为了确定两齿轮的相对位置，当两齿轮相对位置确定之后需将此约束删除。二、齿轮装配14.添加机械约束。选择“装配”选项卡→“约束-机械约束”命令，齿轮1选择啮合齿轮1（大齿轮）上表面，齿轮2选择啮合齿轮2（小齿轮）上表面，约束选择“齿数”再对应输入两齿轮齿数（大齿轮齿数z1=55，小齿轮齿数z2=20）。☆注意：添加完机械约束之后可以使用装配选项卡下“基础编辑-拖拽”拖动查看两齿轮的运动情况。15.保存装配文件并退出。学习小结齿轮的参数化设计比