如何绘制蜗轮减速箱中的全螺纹螺栓三维实体？

蜗轮减速箱中使用的六角头全螺纹螺栓规格分别为M4×10、M4×12、M4×18和M6×10，可以先创建M10×50螺栓的三维实体，然后根据螺栓的公称直径进行缩放，根据螺栓的长度进行切割即可。

绘图步骤

一、创建螺纹三维实体

1.单击“标准”工具栏中的“新建”按钮，弹出“选择样板”对话框，在“打开”下拉列表中选择“无样板打开-公制（M）”选项，新建一个图形文件。

2.单击“图层”工具栏中“图层特性管理器”按钮，弹出“图层特性管理器”对话框。单击对话框中的按钮或回车，新建一个图层，将其命名为“轮廓线”层，如图8-1所示，单击“确定”按钮。

图8-1 创建“轮廓线”层

3.利用“螺旋”命令绘制用于生成外螺纹的螺旋线。

命令：_Helix （单击“建模”工具栏中的“螺旋”按钮）

圈数=3.0000扭曲=CCW

指定底面的中心点：0，0，0↙ （以坐标原点为底面的中心）

指定底面半径或[直径（D）]<1.0000>：4.5↙ （输入螺旋底面半径4.5，回车）

指定顶面半径或[直径（D）]<4.5000>：↙ （回车，螺旋顶面半径和底面半径相同）

指定螺旋高度或[轴端点（A）/圈数（T）/圈高（H）/扭曲（W）]<1.0000>：T↙ （输入T，回车，选择“圈数”选项）

输入圈数<3.0000>：60↙ （输入圈数“60”，回车）

指定螺旋高度或[轴端点（A）/圈数（T）/圈高（H）/扭曲（W）]<1.0000>：60↙ （输入螺旋高度“60”，回车）

4.单击“标准”工具栏中的“窗口缩放”按钮，将绘制的图形放大显示。

5.单击“动态观察器”工具栏中的“自由动态观察”按钮，调整观察方向。

6.单击“视觉样式”工具栏中的“三维隐藏视觉样式”按钮，将图形显示为三维隐藏视觉样式，如图8-2所示。

图8-2 绘制螺旋线

7.单击“标准”工具栏中的“窗口缩放”按钮，将螺旋线底面放大显示，如图8-3所示。

8.打开状态栏中的“正交”按钮和“对象捕捉”按钮，单击UCS工具栏中的按钮，调整坐标系的方向，使螺旋线的起点处在X轴上，如图8-4所示。

命令：_ucs

当前UCS名称：*没有名称*

指定UCS的原点或[面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/Z轴（ZA）]<世

界>：_3

指定新原点<0，0，0>： （捕捉螺旋线的圆心）

在正X轴范围上指定点<1.0000，0.0000，0.0000>： （捕捉螺旋线的起点）

在UCS XY平面的正Y轴范围上指定点<-0.7329，0.6804，0.0000>： （在Y轴的正方向任意位置单击）

9.单击“动态观察器”工具栏中的“自由动态观察”按钮，调整观察方向。

10.单击UCS工具栏中的按钮，将坐标系绕X轴旋转-90°。

命令：_ucs

当前UCS名称：*没有名称*

指定UCS的原点或[面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/Z轴（ZA）]<世

界>：_x

指定绕X轴的旋转角度<90>：-90↙ （输入绕X轴的旋转角度-90，回车）

11.利用“正多边形”命令绘制牙型的正三角形，如图8-5所示。

命令：_polygon （单击“绘图”工具栏中的“正多边形”按钮）

输入边的数目<4>：3↙ （输入边数3，回车）

指定正多边形的中心点或[边（E）]： （捕捉螺旋线的起点）

输入选项[内接于圆（I）/外切于圆（C）]<I>：↙ （回车，选择缺省选项“内接于圆”选项）

指定圆的半径：@0.5，0↙ （输入相对于正三角形中心的坐标，回车）

图8-3 放大显示螺旋线底面

图8-4 调整坐标系方向

图8-5 绘制等边三角形

12.单击UCS工具栏中的按钮，返回上一个坐标系。

13.单击“标准”工具栏中的“窗口缩放”按钮，回到上一个显示窗口。

14.利用“扫掠”命令沿螺旋线扫掠正三角形，创建出螺纹实体，如图8-6所示。

命令：_sweep （单击“建模”工具栏中的“扫掠”按钮）

当前线框密度： ISOLINES=4

选择要扫掠的对象： （单击正三角形）

找到1个 选择要扫掠的对象：↙ （回车，结束选择扫掠对象） 选择扫掠路径或[对齐（A）/基点（B）/比例（S）/扭曲（T）]： （单击螺旋线）

图8-6 螺纹实体

二、创建螺杆三维实体

1.单击“三维导航”工具栏中的“三维平移”按钮，调整显示窗口。

2.利用“圆柱体”命令创建两个圆柱实体，如图8-7所示。 命令：_cylinder（单击“建模”工具栏中的“圆柱体”按钮） 指定底面的中心点或[三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）/椭圆（E）]： （在适当位置单击） 指定底面半径或[直径（D）]：4.3↙ （输入底面半径4.3，回车） 指定高度或[两点（2P）/轴端点（A）]：60↙ （输入圆柱体高度60，回车）

图8-7 创建圆柱体

3.打开状态栏“对象捕捉”按钮，利用“三维移动”命令将螺纹三维实体和圆柱实体移动一起，如图8-8所示。

命令：_3dmove （单击“建模”工具栏中的“三维移动”按钮）

选择对象： （单击螺纹实体）

找到1个

选择对象：↙ （回车，结束选择三维移动对象）

指定基点或[位移（D）]<位移>： （捕捉螺旋线底面圆心）

指定第二个点或<使用第一个点作为位移>： （捕捉圆柱体底面圆心）

图8-8 移动三维实体

4.利用“并集”命令将两个圆柱体和螺纹实体合并，如图8-9所示。

命令：_union （单击“建模”工具栏中的“并集”按钮）

选择对象：

指定对角点： （用拾取框包围三个实体）

找到3个

选择对象：↙ （回车，结束选择合并对象）

图8-9 合并三维实体

5.利用“剖切”命令进行剖切，得到长度为50的螺杆三维实体，如图8-10所示。

命令：_slice （选择菜单“修改”→“三维操作”→“剖切”选项）

选择要剖切的对象： （单击合并后的三维实体）

找到1个

选择要剖切的对象：↙ （回车，结束选择要剖切的对象）

指定 切面 的起点或[平面对象（O）/曲面（S）/Z轴（Z）/视图（V）/XY/YZ/ZX/三点（3）]<三点>：YZ↙ （输入YZ，回车，剖切平面与YZ平面平行）

指定YZ平面上的点<0，0，0>：_from（ 单击“对象捕捉”工具栏中的“捕捉自”按钮）

基点： （捕捉实体可见端面圆心）

<偏移>：@0，0，5↙ （输入剖切面经过的点相对于基点的坐标，回车）

在所需的侧面上指定点或[保留两个侧面（B）]<保留两个侧面>： （捕捉实体不可见端面圆心）

命令：_slice （回车或选择菜单“修改”→“三维操作”→“剖切”选项）

选择要剖切的对象： （单击合并后的三维实体）

找到1个

选择要剖切的对象：↙ （回车，结束选择要剖切的对象）

指定切面的起点或[平面对象（O）/曲面（S）/Z轴（Z）/视图（V）/XY/YZ/ZX/三点（3）]<三点>：YZ↙（输入YZ，回车，剖切平面与YZ平面平行）

指定YZ平面上的点<0，0，0>：_from （单击“对象捕捉”工具栏中的“捕捉自”按钮）

基点： （捕捉实体不可见端面圆心）

<偏移>：@0，0，-5↙ （输入剖切面经过的点相对于基点的坐标，回车）

在所需的侧面上指定点或[保留两个侧面（B）]<保留两个侧面>： （捕捉实体可见端面圆心）

图8-10 螺杆三维实体

6.选择菜单“文件”→“另存为”选项，将创建的三维实体保存为“M10螺杆三维实体.dwg”。

三、创建头部三维实体

1.利用“正多边形”命令绘制正六边形。

命令：_polygon （单击“绘图”工具栏中的“正多边形”按钮）

输入边的数目<4>：6↙ （输入边数6，回车）

指定正多边形的中心点或[边（E）]： （在适当位置单击，指定正六边形的中心）

输入选项[内接于圆（I）/外切于圆（C）]<I>：↙ （回车，选择“内接于圆”选项）

指定圆的半径：@0，8↙ （输入光标相对于正六边形中心的坐标，回车）

2.绘制正六边形的内切圆，如图8-11所示。

命令：_circle（选择菜单“绘图”→“圆”→“相切、相切、相切”选项）

指定圆的圆心或[三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）]：_3p

指定圆上的第一个点：_tan到 （将光标移动正六边形的一条边上，出现切点捕捉标记后单击）

指定圆上的第二个点：_tan到 （将光标移动正六边形的另一条边上，出现切点捕捉标记后单击）

指定圆上的第三个点：_tan到 （将光标移动正六边形的第三条边上，出现切点捕捉标记后单击）

3.利用“拉伸”命令将正六边形拉伸为正六棱柱，如图8-12所示。

命令：_extrude （单击“建模”工具栏中的“拉伸”按钮）

当前线框密度： ISOLINES=4

选择要拉伸的对象： （单击正六边形为拉伸对象）

找到1个

选择要拉伸的对象：↙ （回车，结束选择拉伸对象）

指定拉伸的高度或[方向（D）/路径（P）/倾斜角（T）]：6.4↙ （输入拉伸高度6.4，回车）

图8-11 绘制正六边形及其内切圆

(www.xing528.com)

图8-12 拉伸六边形为六棱柱

4.利用“拉伸”命令将正六边形的内切圆拉伸为圆锥，如图8-13所示。

命令：_extrude （单击“建模”工具栏中的“拉伸”按钮）

当前线框密度：ISOLINES=4

选择要拉伸的对象： （单击正六边形的内切圆为拉伸对象）

找到1个

选择要拉伸的对象：↙ （回车，结束选择要拉伸的对象）

指定拉伸的高度或[方向（D）/路径（P）/倾斜角（T）]：T↙ （输入T，回车，选择“倾斜角”选项）

指定拉伸的倾斜角度<0>：60↙ （输入拉伸的倾斜角度60，回车）

指定拉伸的高度或[方向（D）/路径（P）/倾斜角（T）]：-10↙ （输入拉伸高度10，回车）

5.利用“缩放”命令将圆锥放大2.5倍，如图8-14所示（放大圆锥的比例越大越好，如果过小将使正六棱柱的高度在和圆锥做“交”运算后缩短。限于插图不宜过大，这里将缩放比例设置为2.5，读者在实际操作时不妨将缩放比例设置为3，甚至更大也可以）。

命令：_scale （单击“修改”工具栏中的“缩放”按钮）

选择对象： （单击圆锥为缩放对象）

找到1个

选择对象：↙ （回车，结束选择缩放对象）

指定基点： （捕捉圆锥的顶点为基点）

指定比例因子或[复制（C）/参照（R）]<1.0000>：2.5↙ （输入比例因子2.5，回车）

6.利用“交集”命令将两个正六棱柱实体和圆锥实体做交集运算，得到头部实体，如图8-15所示。

命令：_intersect （单击“建模”工具栏中的“交集”按钮）

选择对象： （单击正六棱柱）

找到1个

选择对象： （单击圆锥）

找到1个，总计2个

选择对象：↙ （回车，结束“交集”命令）

图8-13 将内切圆拉伸为圆锥

图8-14 放大圆锥

图8-15 “交”运算结果

四、创建螺栓三维实体

1.利用“用户坐标系”命令调整坐标系原点的位置。 命令：_ucs （单击UCS工具栏中的按钮）

当前UCS名称：*没有名称*

指定UCS的原点或[面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/Z轴（ZA）]<世

界>：_o

指定新原点<0，0，0>： （捕捉内切圆的圆心）

2.利用“三维移动”命令将螺杆三维实体和头部三维实体移动一起。

命令：_3dmove（单击“建模”工具栏中的“三维移动”按钮）

选择对象： （单击螺杆三维实体）

找到1个

选择对象：↙ （回车，结束选择三维移动对象）

指定基点或[位移（D）]<位移>： （捕捉螺杆三维实体可见端面的圆心）

指定第二个点或<使用第一个点作为位移>：0，0，6.4↙ （输入第二点的坐标，回车）

3.利用“并集”命令将螺杆实体和头部实体合并，创建出六角头螺栓三维实体，如图8-16所示。

命令：_union （单击“建模”工具栏中的“并集”按钮）

选择对象： （单击头部实体）

找到1个

选择对象： （单击螺杆实体）

找到1个，总计2个

选择对象：↙ （回车，结束选择合并对象）

图8-16 创建M10×50螺栓三维实体

4.单击“修改”工具栏中的“复制”按钮，复制出4个M10×50螺栓三维实体。

5.单击“修改”工具栏中的“缩放”按钮，将复制出的三个螺栓三维实体缩小0.4倍，得到三个M4×20的螺栓三维实体。

6.分别利用“剖切”命令剖切三个M4×20的螺栓三维实体，得到长度分别为10、12和18的螺栓三维实体，如图8-17所示。

图8-17 创建不同规格的螺栓三维实体

命令：_slice （选择菜单“修改”→“三维操作”→“剖切”选项）

选择要剖切的对象： （单击其中一个M4螺栓三维实体）

找到1个

选择要剖切的对象：↙ （回车，结束选择要剖切的对象）

指定 切面 的起点或[平面对象（O）/曲面（S）/Z轴（Z）/视图（V）/XY/YZ/ZX/三点（3）]<三点>：YZ↙ （输入YZ，回车，剖切平面与YZ平面平行）

指定YZ平面上的点<0，0，0>：_from （单击“对象捕捉”工具栏中的“捕捉自”按钮）

基点： （捕捉螺杆顶面圆心）

<偏移>：@0，0，-10↙ （输入剖切面经过的点相对于基点的坐标，回车）

在所需的侧面上指定点或[保留两个侧面（B）]<保留两个侧面>： （在螺栓头部捕捉点）

命令：_slice （回车或选择菜单“修改”→“三维操作”→“剖切”选项）

选择要剖切的对象： （单击其中一个未切割的M4螺栓三维实体）

找到1个

选择要剖切的对象：↙ （回车，结束选择要剖切的对象）

指定 切面 的起点或[平面对象（O）/曲面（S）/Z轴（Z）/视图（V）/XY/YZ/ZX/三点（3）]<三点>：YZ↙ （输入YZ，回车，剖切平面与YZ平面平行）

指定YZ平面上的点<0，0，0>：_from （单击“对象捕捉”工具栏中的“捕捉自”按钮）

基点： （捕捉螺杆顶面圆心）

<偏移>：@0，0，-8↙ （输入剖切面经过的点相对于基点的坐标，回车）

在所需的侧面上指定点或[保留两个侧面（B）]<保留两个侧面>： （在螺栓头部捕捉点）

命令：_slice （回车或选择菜单“修改”→“三维操作”→“剖切”选项）

选择要剖切的对象： （单击未切割的M4螺栓三维实体）

找到1个

选择要剖切的对象：↙ （回车，结束选择要剖切的对象）

指定 切面 的起点或[平面对象（O）/曲面（S）/Z轴（Z）/视图（V）/XY/YZ/ZX/三点（3）]<三点>：YZ↙ （输入YZ，回车，剖切平面与YZ平面平行）

指定YZ平面上的点<0，0，0>：_from（单击“对象捕捉”工具栏中的“捕捉自”按钮）

基点： （捕捉螺杆顶面圆心）

<偏移>：@0，0，-2↙ （输入剖切面经过的点相对于基点的坐标，回车）

在所需的侧面上指定点或[保留两个侧面（B）]<保留两个侧面>：（在螺栓头部捕捉点）

7.单击“修改”工具栏中的“缩放”按钮，将复制出最后一个螺栓三维实体缩小0.6倍，得到三个M6×30的螺栓三维实体。

8.利用“剖切”命令剖切M6×30的螺栓三维实体，得到长度为10的螺栓三维实体，如图8-17所示。

命令：_slice （选择菜单“修改”→“三维操作”→“剖切”选项）

选择要剖切的对象： （单击其中一个M4螺栓三维实体）

找到1个

选择要剖切的对象：↙ （回车，结束选择要剖切的对象）

指定 切面 的起点或[平面对象（O）/曲面（S）/Z轴（Z）/视图（V）/XY/YZ/ZX/三点（3）]<三点>：YZ↙ （输入YZ，回车，剖切平面与YZ平面平行）

指定YZ平面上的点<0，0，0>：_from （单击“对象捕捉”工具栏中的“捕捉自”按钮）

基点： （捕捉螺杆顶面圆心）

<偏移>：@0，0，-20↙ （输入剖切面经过的点相对于基点的坐标，回车）

在所需的侧面上指定点或[保留两个侧面（B）]<保留两个侧面>： （在螺栓头部捕捉点）

五、渲染

1.单击“渲染”工具栏中的“高级渲染设置”按钮，系统弹出“高级渲染设置”选项板，在“渲染描述”选项栏的“目标”下拉列表中选择“视口”选项，在“输出尺寸”下拉列表中选择“1024×768”选项，如图8-18所示。

2.关闭“高级渲染设置”选项板后，单击“渲染”工具栏中的“材质浏览器”按钮，系统弹出如图8-19“材质浏览器”选项板。在“创建新材质”下拉菜单中选择“金属漆”选项，系统弹出如图8-20所示的“材质编辑器”选项板。单击“颜色”选项框，在弹出的“选择颜色”对话框中选择渲染的颜色，创建的“金属漆”材质便显示在材质浏览器中，如图8-21所示。在材质浏览器中单击创建的新材质并移动光标，将新材质拖到绘图区中所有螺栓三维实体上，重复拖动新材质5次，即可将“金属漆”材质应用于所有螺栓的三维实体上。关闭“材质浏览器”选项板和“材质编辑器”选项板。

图8-18 “高级渲染设置”选项板

图8-19 “材质浏览器”选项板

图8-20 “材质编辑器”选项板

图8-21 在材质浏览器中显示新材质

3.选择菜单“视图”→“命名视图”选项，系统弹出“视图管理器”对话框，如图8-22所示。

图8-22 “视图管理器”对话框

在视图查看栏选中“模型视图”，单击“新建”按钮，弹出的“新建视图”对话框的“视图名称”文本框中输入“渲染视图”，在“背景”下拉菜单中选择“纯色”选项，如图8-23所示。弹出如图8-24所示的“背景”对话框，单击“颜色”选项框，弹出的“选择颜色”对话框，并打开“真色彩”选项卡，在颜色栏任意单击后，将颜色滑块拖至最上方，即将背景颜色设置为“白色”，如图8-25所示。单击“确定”按钮，在“视图管理器”对话框中选中“渲染视图”，单击“置为当前”按钮，将“渲染视图”设置为当前视图。

图8-23 “新建视图”对话框

图8-24 “背景”对话框

图8-25 将颜色设置为白色

4.单击“渲染”工具栏中的“渲染”按钮，系统便开始在视口渲染螺栓三维实体，结果如图8-26所示。

图8-26 在视口渲染螺栓三维实体

5.“高级渲染设置”选项板中“渲染描述”选项栏的“目标”下拉列表中选择“视口”选项用于在绘图区进行渲染。如果选择“窗口”选项，将在弹出的“渲染”窗口内进行渲染，如图8-27所示。选择“渲染”对话框中的菜单“文件”→“保存”选项，可将渲染的三维实体保存为图像文件。

图8-27 在渲染窗口渲染螺栓三维实体

6.选择菜单“文件”→“另存为”选项，将创建的三维实体保存为“螺栓三维实体.dwg”。

完成创建螺栓三维实体。