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建模实例
建模分析:
(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
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3-2所示;
(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;
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3-3所示:
(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3-4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
/*齿轮基本关系
ha=(hax+x)*mn
hf=(hax+cx-x)*mn
d=mn*z/cos(beta)
da=d+2*ha
db=d*cos(alpha)
df=d-2*hf
完成后的“关系”对话框如图3-5所示;
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3-6所示。
单击【草绘】进入草绘环境;
(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3-7所示。
在工具栏内单击
按钮,完成草图的绘制;
(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3-8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=da
D1=db
D2=df
D3=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3-9所示;
图3-9图3-10
(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3-10所示;
(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3-11所示;
图3-11“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*t
r=db/2
s=pi*r*t/2
xc=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3-12所示;
图3-12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3-13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3-14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3-15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3-16所示;
图3-15“基准轴”对话框图3-16“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3-17所示;
图3-17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3-18所示,单击【是】;
图3-18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
﹩D13=—360/(4*z)
完成后的“关系”对话框如图3-19所示,在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;
图3-19“关系”对话框“$”关系式存在负号是使用
(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3-20所示;
图3-20“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3-21所示。
图3-21完成后的镜像渐开线
5.创建齿根圆
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3-22所示。
图3-22“草绘”对话框
按钮,在绘图区单击选取齿根圆曲线,如图3-23所示。
图3-23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3-24所示。
回车后系统提示是否添加特征关系,单击“是”;
图3-24“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3-25所示。
图3-25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。
/*齿根圆宽度关系式
D14=b
完成后的“关系”对话框如图3-26所示,在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;
图3-26“关系”对话框
6.创建分度圆曲面
(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3-27所示。
按钮,在绘图区单击选取分度圆曲线,如图3-28所示。
图3-28选取分度圆曲线图3-27“草绘”对话框
(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3-29所示。
图3-29“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3-30所示。
图3-30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”;
此时系统显示分度圆厚度尺寸代号。
/*分度圆曲面宽度关系式
D15=b
完成后的“关系”对话框如图3-31所示,在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;
图3-31“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。
(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3-32所示。
(3)绘制如图3-33所示的二维草图,在工具栏内单击
3-32“草绘”对话框图3-33绘制二维草图图
(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。
D16=beta
D17=b
完成后的“关系”对话框如图3-34所示,在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;
图3-34“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3-35所示;
图3-35选取曲面参照
(7)在绘图区单击选取分度圆的曲面作为投影参照,如图3-36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3-36选取曲面参照
8.创建扫描混合截面
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3-37所示。
(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3-38所示,单击选取“环”,绘制如图3-39所示的二维草图,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制;
图3-37“草绘”对话框图3-38“类型”单选框
图3-39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”;
此时系统显示截面圆角的尺寸代号。
/*截面圆角半径关系式
ifhax>
=1
endif
ifhax<
1
完成后的“关系”对话框如图3-40所示,在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;
图3-40“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3-41所示;
3-41特征菜单管理器图3-42“选取特征”菜单管理器图3-93移动特征”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;
(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3-43所示;
(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3-44所示;
(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3-45所示。
系统弹出“方向”菜单管理器,单击“正向”;
图3-45“选取方向”菜单管理器3-44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3-46所示;
图3-46
(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。
D80=b
完成后的“关系”对话框如图3-47所示,在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;
图3-47“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3-48所示;
图3-48“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3-49所示;
3-48“特征”菜单管理器图图3-49“选取特征”菜单管理器图3-50移动特征管理器
(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3-50所示;
(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3-51所示;
图3-51“选取方向”菜单管理器图3-52选取参照轴
(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
图3-52选取参照轴图3-53旋转复制的截面
(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3-53所示;
(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。
D79=asin(2*b*tan(beta/d))
完成后的“关系”对话框如图3-54所示,在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;
图3-54“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3-55所示;
图3-55“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3-56所示;
(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3-56所示;
图3-56“参照”对话框
(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3-57所示;
图3-57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3-58所示;
图3-58“剖面”定义对话框
(6)在绘图区单击选取如图3-59所示的截面作为第一个扫描混合截面;
图3-58“剖面”定义对话框图3-59选取第一个截面
(7)在如图3-58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3-60所示。
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3-61所示的“剖面”对话框内单击“细节”,系统弹出如图3-62所示的“链”对话框;
图3-60选取第二个截面图3-61“剖面”对话框
图3-62“链”对话框图3-63“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3-64所示;
图3-64完成后的轮齿特征
10.阵列轮齿
(1).单击创建好的齿形,点击
按钮,进行阵列。
如图3-115所示
点击轴进行轴向阵列,阵列设置如图所示:
单击
完成阵列如图所示:
(2)旋转角度尺寸与阵列个数添加到“关系”对话框,在模型树中右键单击刚刚阵列的齿形,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。
单击该尺寸代号与个数代码,代号将将分别自动显示在“关系”对话框中,输入的关系式为:
P90=z
D87=360/z
(3)然后单击
按钮,齿轮的齿就做好了,如图所示:
至此,斜齿轮建模基本完成。
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