catia齒輪畫法全解

1、【內(nèi)容】本章將介紹在CATIA V5R12中進行空間曲面類零件建模的方法，主要練習(xí)復(fù)雜圖形的草圖繪制方法及拉伸成形、拉伸切割等特征造型工具的使用方法?！緦嵗繉嵗?：創(chuàng)建空間曲面類零件蝸桿。實例2：創(chuàng)建空間曲面類零件鏈輪。實例3：創(chuàng)建空間曲面類零件齒輪?！灸康摹客ㄟ^本章的學(xué)習(xí)，使用戶了解在CATIA V5R12中進行簡單的空間曲面類零件建模的方法，掌握空間曲面類零件建模的一般規(guī)律。8.3 漸開線圓柱齒輪漸開線圓柱齒輪是最常用的傳動件。漸開線圓柱齒輪輪齒的齒廓曲線為漸開線。漸開線的方程式可用直角坐標(biāo)方程式和極坐標(biāo)方程式表示，在這里應(yīng)用于齒輪實體建模的過程中，使用極坐標(biāo)方程式表示比較方便。漸開線的

2、極坐標(biāo)方程式為根據(jù)此方程式便可以進行漸開線齒廓曲線草圖的繪制及漸開線圓柱齒輪造型設(shè)計（具體計算可查閱機械設(shè)計手冊漸開線函數(shù)表）。在這里介紹模數(shù)為5mm、齒數(shù)為19的齒輪軸及相同模數(shù)、齒數(shù)為51的直齒圓柱齒輪的實體造型方法。8.3.2 大齒輪成形的齒輪如圖8.163所示。其建模操作步驟如下：1拉伸成形齒輪本體（1）單擊如圖8.164所示的“File（文件）”下拉菜單，選擇“New（新建）”命令，在如圖8.165所示的對話框中選擇“Part（零件）”選項，進入零件設(shè)計模塊。圖8.163 齒輪實體造型圖8.164 “文件”下拉菜單圖8.165 選擇“零件”選項（2）選擇yz平面作為繪圖平面，單擊（草

3、圖繪制）工具，進入草圖繪制模塊。單擊輪廓工具欄中的（圓）工具畫齒根圓。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注尺寸，再雙擊尺寸線修改尺寸，結(jié)果如圖8.166所示。（3）草圖繪制完成后，單擊（退出）工具，退出草圖繪制模塊。單擊特征工具欄中的（拉伸成形）工具，系統(tǒng)顯示預(yù)覽畫面，并在窗口中顯示如圖8.167所示的對話框。在“Type（類型）”選項框中選擇“Dimension（特定距離）”，在“Length（長度）”文本框中輸入65mm。若預(yù)覽畫面中顯示的拉伸方向正確，單擊“OK（確定）”按鈕，拉伸成形結(jié)果如圖8.168所示。圖8.166 畫齒根圓并標(biāo)注圖8.167 “拉伸成形”對話框圖8.168 拉伸成

4、形結(jié)果2漸開線齒形草圖繪制（1）選擇如圖8.169所示的端面作為繪圖平面，單擊（草圖繪制）工具，進入草圖繪制模塊。單擊輪廓工具欄中的（中心線）工具，畫水平、垂直中心線。單擊草圖繪制工具欄中的（幾何模式）工具，啟用幾何模式。單擊輪廓工具欄中的（圓）工具畫基圓、分度圓。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注尺寸，再雙擊尺寸線修改尺寸，結(jié)果如圖8.170所示。（2）單擊草圖繪制工具欄中的（幾何模式）工具，關(guān)閉幾何模式。單擊輪廓工具欄中的（圓）工具畫齒根圓、齒頂圓。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注尺寸，結(jié)果如圖8.171所示。圖8.169 選擇繪圖平面圖8.170 畫基圓、分度圓圖8.171 畫齒根

5、圓、齒頂圓（3）單擊輪廓工具欄中的（樣條曲線）工具，用描點法繪制如圖8.172所示的曲線，描點法選點的多少將影響漸開線的準(zhǔn)確程度，選擇的點數(shù)可隨意確定。（4）使用機械設(shè)計手冊中的漸開線函數(shù)表查閱并計算各點的極坐標(biāo)值，如表8.1所示。雙擊如圖8.173所示曲線上的點，在如圖8.174所示的對話框的極坐標(biāo)文本框內(nèi)輸入新值，直接改動點的位置即可。用描點法畫出的漸開線如圖8.175所示。圖8.172 用描點法繪制曲線圖8.173 雙擊曲線上的點圖8.174 輸入點的極坐標(biāo)值表8.1各點的極坐標(biāo)值取點極徑rb /mm極角/°P1119.8190P2121.6590.103P3124.0490.

6、35P4127.590.854P5129.2291.15P6132.291.72P7135.6992.465（5）單擊輪廓工具欄中的（中心線）工具，將坐標(biāo)原點與漸開線在分度圓上的點連線，并過坐標(biāo)原點畫一條中心線作為漸開線齒廓的對稱中心線，如圖8.176所示。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注兩中心線間的夾角，再修改尺寸，確定漸開線齒廓的對稱中心線位置，結(jié)果如圖8.177所示。圖8.175 用描點法畫曲線圖8.176 畫中心線圖8.177 標(biāo)注兩中心線間的夾角（6）單擊操作工具欄中的（鏡像）工具，單擊用描點法繪制的漸開線曲線，并選擇對稱中心線，形成如圖8.178所示的漸開線齒廓形狀。（7）單擊

7、操作工具欄中的（剪切）工具，單擊如圖8.179所示的漸開線上欲保留部分1處及齒根圓上欲保留部分2處，選定的邊線以高反差的顏色顯示，并自動刪除多余部分。單擊如圖8.180所示的圓弧上部欲保留部分3處及漸開線上欲保留部分1處，多余部分線條被自動刪除。用同樣的方法完成其它位置草圖的修剪，結(jié)果如圖8.181所示。圖8.178 形成漸開線齒廓圖8.179 選擇1、2處邊線圖8.180 選擇1、3處邊線3齒輪輪齒成形（1）草圖繪制完成后，單擊（退出）工具，退出草圖繪制模塊。單擊特征工具欄中的（拉伸成形）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.182所示的預(yù)覽畫面，并在窗口中顯示如圖8.183所示的對話框。在“Type（類型

8、）”選項框中選擇“Dimension（特定距離）”，在“Length（長度）”文本框中輸入65mm。若預(yù)覽畫面中顯示的拉伸方向正確，單擊“OK（確定）”按鈕，完成拉伸成形操作。圖8.181 草圖修剪結(jié)果圖8.182 拉伸成形預(yù)覽畫面圖8.183 “拉伸成形”對話框（2）在模型樹上選擇拉伸成形的實體，單擊變換特征工具欄中的（圓形陣列）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.184所示的“設(shè)定陣列方式”對話框，在“Parameters（參數(shù)）”選項框中選擇“Instance（s）&angular spacing（實體數(shù)與角度間隔）”，在“Instance（s）（陣列個數(shù)）”文本框中輸入51，在“Angula

9、r Spacing（角度間隔）”文本框中輸入7.059°，然后單擊圓柱面作為參考面，此時系統(tǒng)將會顯示陣列預(yù)覽畫面，如圖8.185所示。若位置正確，單擊“OK（確定）”按鈕，圓形陣列結(jié)果如圖8.186所示。圖8.184 “設(shè)定陣列方式”對話框圖8.185 陣列預(yù)覽畫面圖8.186 圓形陣列結(jié)果4凸臺成形（1）選擇如圖8.187所示的端面作為繪圖平面，單擊（草圖繪制）工具，進入草圖繪制模塊。單擊輪廓工具欄中的（圓）工具畫圓。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注尺寸，再雙擊尺寸線修改尺寸，結(jié)果如圖8.188所示。圖8.187 選取繪圖平面圖8.188 繪制草圖并標(biāo)注尺寸（2）草圖繪制完成后

10、，單擊（退出）工具，退出草圖繪制模塊。單擊特征工具欄中的（拉伸成形）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.189所示的預(yù)覽畫面，并在窗口中顯示如圖8.190所示的對話框。在“Type（類型）”選項框中選擇“Dimension（特定距離）”，在“Length（長度）”文本框中輸入15mm。若預(yù)覽畫面中顯示的拉伸方向正確，單擊“OK（確定）”按鈕。拉伸成形結(jié)果如圖8.191所示。5中心孔成形（1）選擇如圖8.192所示的端面作為繪圖平面，單擊（草圖繪制）工具，進入草圖繪制模塊。單擊輪廓工具欄中的（圓）工具畫圓，單擊（矩形）工具畫矩形，繪制完成的草圖如圖8.193所示。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注尺寸，再雙

11、擊尺寸線修改尺寸，結(jié)果如圖8.194所示。圖8.189 拉伸成形預(yù)覽畫面圖8.190 “拉伸成形”對話框圖8.191 拉伸成形結(jié)果圖8.192 選擇繪圖平面圖8.193 草圖繪制圖8.194 修改尺寸（2）單擊操作工具欄中的（剪切）工具，用鼠標(biāo)選擇欲保留部分，選定的邊線以高反差的顏色顯示，并自動刪除多余部分，形成全封閉圖形，結(jié)果如圖8.195所示。（3）單擊（退出）工具，退出草圖繪制模塊。單擊特征工具欄中的（拉伸切割）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.196所示的對話框。在“Type（類型）”選項框中選擇“Up to next（成形至下一面）”，預(yù)覽畫面如圖8.197所示。若預(yù)覽畫面中顯示的拉伸切割方向不

12、正確，則顯示如圖8.198所示的提示框。單擊對話框中的“Reverse Direction（反向）”按鈕，然后單擊“OK（確定）”按鈕，完成拉伸切割操作。圖8.195 形成全封閉圖形圖8.196 “拉伸切割”對話框圖8.197 拉伸成形預(yù)覽畫面圖8.198 提示框6凹槽成形（1）單擊如圖8.199所示的齒輪端面作為基準(zhǔn)面，然后單擊參考元素工具欄中的（參考平面）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.200所示的對話框，在“Offset（偏移距離）”文本框中輸入32.5mm，如圖8.201所示。單擊“OK（確定）”按鈕，完成的基準(zhǔn)面就是一個相對齒輪端面偏置的平面。圖8.199 單擊齒輪端面圖8.200 “參考平面

13、”對話框圖8.201 平面偏置（2）選擇yz平面作為繪圖平面，單擊（草圖繪制）工具，進入草圖繪制模塊。單擊輪廓工具欄中的（圓）工具畫圓。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注尺寸，再雙擊尺寸線修改尺寸，結(jié)果如圖8.202所示。（3）單擊（退出）工具，退出草圖繪制模塊。單擊特征工具欄中的（拉伸切割）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.203所示的對話框。在“Type（類型）”選項框中選擇“Dimension（特定距離）”，在“Depth（深度）”文本框中輸入15mm，預(yù)覽畫面如圖8.204所示。若拉伸切割方向正確，單擊“OK（確定）”按鈕，完成拉伸切割操作，結(jié)果如圖8.205所示。圖8.202 修改尺寸圖8.2

14、03 “拉伸切割”對話框圖8.204 拉伸切割預(yù)覽畫面（4）在模型樹上選擇拉伸切割成形的實體，選擇完成后如圖8.206所示。單擊特征工具欄中的（鏡像）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.207所示的對話框，選擇基準(zhǔn)面1作為鏡像對稱面，系統(tǒng)顯示鏡像預(yù)覽畫面，單擊“OK（確定）”按鈕完成鏡像操作，結(jié)果如圖8.208所示。圖8.205 拉伸切割結(jié)果圖8.206 選擇實體圖8.207 “鏡像”對話框圖8.208 鏡像結(jié)果（5）選擇如圖8.209所示的凹槽平面作為繪圖平面，單擊（草圖繪制）工具，進入草圖繪制模塊。單擊輪廓工具欄中的（圓）工具畫圓。單擊約束工具欄中的（約束）工具，標(biāo)注并修改尺寸，結(jié)果如圖8.210所示。

15、圖8.209 選擇繪圖平面圖8.210 畫圓并修改尺寸（6）單擊（退出）工具，退出草圖繪制模塊。單擊特征工具欄中的（拉伸切割）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.211所示的對話框。在“Type（類型）”選項框中選擇“Up to next（成形至下一面）”，預(yù)覽畫面如圖8.212所示。若拉伸切割方向正確，單擊“OK（確定）”按鈕，完成拉伸切割操作，結(jié)果如圖8.213所示。圖8.211 “拉伸切割”對話框圖8.212 拉伸切割預(yù)覽畫面圖8.213 拉伸切割結(jié)果（7）在模型樹上選擇拉伸成形的實體，單擊變換特征工具欄中的（圓形陣列）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.214所示的“設(shè)定陣列方式”對話框。在“Parameters

16、（參數(shù)）”選項框中選擇“Instance（s）&angular spacing（實體數(shù)與角度間隔）”，在“Instance（s）（陣列個數(shù)）”文本框中輸入4，在“Angular Spacing（角度間隔）”文本框中輸入90°，然后單擊圓柱面作為參考面，此時系統(tǒng)將會顯示陣列預(yù)覽畫面，如圖8.215所示。若位置正確，單擊“OK（確定）”按鈕，圓形陣列結(jié)果如圖8.216所示。圖8.214 “設(shè)定陣列方式”對話框圖8.215 陣列預(yù)覽畫面圖8.216 圓形陣列結(jié)果7倒角特征（1）單擊特征工具欄中的（倒圓角）工具，用鼠標(biāo)選擇欲產(chǎn)生圓角處，選定的邊線以紅色顯示，如圖8.217所示。系統(tǒng)顯示如圖8.218所示的對話框，在“Radius（半徑）”文本框中輸入5mm，指定圓角半徑，單擊“OK（確定）”按鈕，產(chǎn)生圓角的大齒輪如圖8.219所示。（2）單擊特征工具欄中的（倒角）工具，系統(tǒng)顯示如圖8.220所示的對話框。在“Mode（模式）”選項框中選擇“Length1/Angle（長度/角度）”，在“Lengt