使用CATIA繪制斜齒輪(直齒輪)的畫法教程
斜齒輪(直齒輪)的制作方法第一步:設(shè)置catia,通過工具(tools)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(options)顯示(relation),勾選“參數(shù)”和“關(guān)系”選項。如圖1-1和1-2所示:(英文版) (圖1-2) (中文版)(圖1-2)然后,單擊“確定”。第二步:單擊“開始”形狀創(chuàng)成式外形設(shè)計,將會出現(xiàn)“新建零件”窗口,如圖2-1,對自己的零件進(jìn)行命名(注:零件名稱只能是英文、下劃線和數(shù)字,如:xiechilun),單擊“確定”,即進(jìn)入工作界面。 (圖2-2)(圖2-1)第三步:對齒輪的各項參數(shù)進(jìn)行輸入。參考:斜齒圓柱齒輪中有如下參數(shù)及參數(shù)關(guān)系,不涉及法向參數(shù)齒數(shù) Z 20 整數(shù)模數(shù) m 4 實(shí)數(shù)壓力角 a 20deg 角度齒頂圓半徑rk = r+m 長度分度圓半徑r = m*z/2 長度基圓半徑 rb = r*cosa 長度齒根圓半徑rf = r-1.25*m 長度螺旋角beta 角度齒厚depth 長度單擊界面中的“知識工程”中的“f(x)”,如圖3-1所示,進(jìn)入?yún)?shù)輸入界面,如圖3-2所示。(圖3-1)輸入?yún)?shù)具體步驟:(齒數(shù)(整數(shù))、模數(shù)(實(shí)數(shù))、壓力角(角度)、齒厚(長度)螺旋角(角度)五個是需要數(shù)值的,其他值由公式計算。下面以齒數(shù)z為例。)如圖3-2(1) 選擇參數(shù)類型,為整數(shù);(2) 點(diǎn)擊左側(cè)“新類型參數(shù)”;(必須先選擇參數(shù)類型)(3) 輸入?yún)?shù)名稱z;(4) 輸入?yún)?shù)值20;(5) 同樣方法輸入模數(shù)和壓力角;(注意更改參數(shù)類型)(圖3-2)其他四個參數(shù)(rk、rf、r和rb)只需執(zhí)行前三步即可,無需輸入數(shù)值,可由稍后添加的公式得出;公式的編輯步驟(以rk為例):(5)單擊右側(cè)的“添加公式” 或是 雙擊參數(shù)rk,將會出現(xiàn)“公式編輯器”窗口,如圖3-3所示,在黑色框內(nèi)輸入公式:r+m。單擊“確定”,即完成對“rk”的公式的編輯,其值變?yōu)椤?4mm”。其他三個參數(shù)的公式也如此。最終應(yīng)為圖3-2所示。(圖3-3)此時打開特征樹的“關(guān)系”,將會發(fā)現(xiàn)四個公式,如圖3-4所示。(圖3-4)第四步:建立一組X,Y,關(guān)于參數(shù)t的函數(shù),方程為:x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad) y=(rb*cos(t*PI*1rad)+(rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad)(1) 單擊“知識工程”中從左向右第四個圖標(biāo)右下角的三角,如圖4-1所示,選中fog按鈕,然后出現(xiàn)“法線曲線 編輯器”窗口,將“發(fā)現(xiàn)曲線 的名稱”改為x(以便以后使用),如圖4-2所示,然后單擊“確定”。 (圖4-1) (圖4-2) (2) 出現(xiàn)“規(guī)則編輯器”窗口,在右側(cè)將參數(shù)類型改為“長度”,單擊“新類型參數(shù)”,將“形式參數(shù)”改為“x”,再將參數(shù)類型改為“實(shí)數(shù)”,單擊“新類型參數(shù)”,將“形式參數(shù)”改為“t”,在左邊的編輯欄輸入公式:x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad),如圖4-3所示。然后單擊“確定”。同理,建立一個關(guān)于“y”的函數(shù)。最終在特征樹的“關(guān)系”中看到如圖4-4所示。 (圖4-3)(圖4-4)第五步:在xy平面畫一個點(diǎn),坐標(biāo)為(0,0),以此點(diǎn)為圓心在xy平面上建立齒根圓。(1)建立“點(diǎn)”,單擊圖5-1,“1”處圖標(biāo),出現(xiàn)“點(diǎn)定義”,將X,Y,Z坐標(biāo)都設(shè)置為0,單擊“確定”。點(diǎn)創(chuàng)建完成。(2)單擊“圓命令”,如圖5-1,“2”處所示。(圖5-1)出現(xiàn)“圓定義”窗口,如圖5-2所示,中心選擇剛才創(chuàng)建的點(diǎn)1,支持面選擇XY平面,在“圓限制”中選擇“全圓”。(圖5-2)半徑,右鍵選擇“編輯公式”,在右側(cè)的“全部 的成員”中雙擊rf(齒根圓),單擊“確定”。同理,建立齒頂圓(rk)和分度圓(r)。如圖5-3所示。(圖5-3)第六步: 畫齒廓,在xy平面上作點(diǎn)?!包c(diǎn)類型”選擇“平面上”,平面選擇XY平面,坐標(biāo)H右鍵編輯公式,在中間的“參數(shù) 的成員”中選取最后一個“Law”雙擊右側(cè)“Law 的成員”中的“關(guān)系X”單擊左側(cè)“詞典”中的“法則曲線”雙擊右側(cè)“Law-Evaluate(實(shí)數(shù));實(shí)數(shù)”在上面的框中括號中輸入“0.1”,單擊“確定”(要是出現(xiàn)其他窗口單擊是即可);坐標(biāo)V的建立方法同坐標(biāo)H。(注意要選擇“關(guān)系y”)然后再繪制幾個點(diǎn),比如選擇t=0.1,,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35,0.4時的幾個點(diǎn)。(四個,五個都可以)如圖6-1所示。(圖6-1)然后再用空間曲線連接各點(diǎn):(1) 選擇“樣條線”,如圖5-1,“3”處。分別點(diǎn)選六個點(diǎn)連成一條空間曲線。然后再將這個曲線向內(nèi)側(cè)延伸,單擊“操作”工作條中的“外插延伸”命令,如圖6-2所示, (圖6-2)在“外插延伸定義”窗口中,“邊界”選擇最內(nèi)側(cè)的點(diǎn),“外插延伸的”選擇這條曲線,單擊“確定”。(2) 單擊圖5-1,“2”處的右下角的三角,選擇“圓角”命令,分別點(diǎn)選“外插延伸.1”和圓1。注意點(diǎn)選的位置,如圖6-3所示,同時注意圓角的位置,若果不是此圖位置,請單擊“下一個解法”,直至到此圖所示。 (圖6-3)半徑,可以使用默認(rèn)的“1mm”,也可以右鍵在框中輸入“0.38*m”,這是直齒輪的經(jīng)驗公式。(3) 剪切。單擊圖6-2中的第二個圖標(biāo)的右下角的三角,選擇“修剪”命令,分別點(diǎn)選點(diǎn)選“外插延伸”和剛剛創(chuàng)建的圓角。注意點(diǎn)選的位置,如圖6-4所示, (圖6-4)(圖6-5)(4) 然后找到分度圓和外插延伸的交點(diǎn)。單擊“線框”工具條的“相交”命令,如圖6-5所示,然后點(diǎn)選分度圓和外插延伸,確定得到交點(diǎn)。(5) 再創(chuàng)建一個平面,單擊“線框”工具條的“平面”命令,“平面類型”選擇“通過點(diǎn)和直線”,點(diǎn)選擇剛才創(chuàng)建的點(diǎn),直線選擇Z軸,確定。(6) 再創(chuàng)建一個平面,新平面與yz平面成一夾角,此次“平面類型”選擇“與平面成一角度或垂直”,旋轉(zhuǎn)軸選擇Z軸,參考選擇剛才創(chuàng)建的平面;角度,右鍵編輯公式在框中輸入公式“-360deg/4/z” ,確定,再次確定,既得“平面2”。(7) 對稱出齒輪另一側(cè)。單擊“操作”工具條的第五個圖標(biāo)的右下角的三角,選擇“對稱”命令,在“對稱定義”窗口的“元素”框內(nèi)選取“剪切1”,“參考”選取“平面2”,確定即可。(8) 修剪出齒輪的形狀。單擊“修剪”命令,將“模式”改為“段”,然后依次點(diǎn)選外插延伸曲線和它的對稱出來的曲線,最后點(diǎn)選齒頂圓,點(diǎn)選位置如圖6-6所示1、2、3, (圖6-6)在單擊“修剪”命令,修剪齒根圓,如圖6-6所示4、5、6。最后隱藏分度圓。最終為如圖6-7所示。 (圖6-7)第七步: 做出另一端面的輪廓線。 (1)使用平移工具,創(chuàng)建輪廓線?!霸亍边x擇“剪切3”或是齒輪輪廓,“方向”選擇Z軸;距離,右鍵輸入公式“depth”(就是齒厚),確定,再次確定; (2)使用旋轉(zhuǎn)工具(與平移在一個里)?!霸亍边x擇“平移1”,“軸線”選擇Z軸;角度,右鍵輸入公式“depth*tan(beta)/rk*57.3deg”,確定。如圖7-1所示。 (圖7-1)第八步:(1)創(chuàng)建齒根圓,方法如上,不再贅述。(2)過圓心做一條直線。點(diǎn)1選擇圓心;點(diǎn)2,右鍵創(chuàng)建點(diǎn)在“點(diǎn)定義中的”“平面”選擇YZ平面坐標(biāo)H選擇“0”坐標(biāo)V右鍵編輯公式輸入公式“depth”,確定,再次確定。(3)使用掃描工具創(chuàng)建齒坯。在“曲面”工具條中單擊“掃掠”命令,在“掃掠曲面定義”窗口中的“輪廓”選擇剛才建立的齒根圓,“引導(dǎo)曲線”選擇剛才建立的直線,確定。結(jié)果如圖8-1所示。 (圖8-1)(4) 使用多截面曲面生成齒輪輪廓。在“曲面”工具條中單擊“多截面曲面”命令,然后點(diǎn)選“剪切3”或是最初的齒輪輪廓單擊閉合點(diǎn)1點(diǎn)選“旋轉(zhuǎn)1”單擊閉合點(diǎn)2.注意兩個閉合點(diǎn)的選擇一定要在齒形曲面上位置相對應(yīng),如圖8-2所示。 (圖8-2)第九步:生成實(shí)體的齒輪(1) 進(jìn)入零件設(shè)計模塊。開始機(jī)械設(shè)計零件設(shè)計。(2) 使用封閉曲面工具生成實(shí)體。在“基于曲面特征”的工具條中選擇“封閉曲面”的命令,然后選擇“掃掠1”,確定。同理,將單一的齒輪生成實(shí)體。如圖9-1所示。 (圖9-1)(3) 使用環(huán)形矩陣生成剩余的齒輪齒。在“特征變換”工具條中選擇“環(huán)形矩陣”命令,在“定義圓形矩陣”中的“實(shí)例”右鍵編輯公式輸入公式“z”;角度右鍵編輯公式輸入公式“360deg/z”,確定;“參考元素”選擇Z軸;“對象”選擇“封閉曲面2”或是單一的齒輪齒(其實(shí)這個地方使用默認(rèn)也可以),確定。如圖9-2所示。(圖9-2) 現(xiàn)在斜齒輪就已經(jīng)生成了,最后只需要修改相應(yīng)的一些參數(shù),就能夠直接生成所需要的齒輪了。只要把beta的值改為0deg就可以生成直齒圓柱齒輪了。