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蜗杆轴的三维实体设计

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:蜗杆轴零件图如图6-18所示,本节将创建该零件的三维实体。绘图步骤一、创建蜗杆三维实体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”选项,新建一个图形文件。

蜗杆轴的三维实体设计

蜗杆零件图如图6-18所示,本节将创建该零件的三维实体。

绘图步骤

一、创建蜗杆三维实体

1.单击“标准”工具栏中的“新建”978-7-111-42015-6-Part03-626.jpg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.选择菜单“文件”→“另存为”选项,将图形保存为“直齿圆柱齿轮三维实体.dwg”。

3.单击“图层”工具栏中“图层特性管理器”978-7-111-42015-6-Part03-627.jpg按钮,在弹出的“图层特性管理器”对话框中创建“轮廓线”层,并将该图层设置为当前层,单击“确定”按钮。

4.利用“螺旋”命令绘制螺旋线

命令:_Helix(单击“建模”工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-628.jpg按钮)

圈数=3.0000扭曲=CCW

指定底面的中心点:(在适当位置单击)

指定底面半径或[直径(D)]<1.0000>:20↙ (输入螺旋底面半径20,回车)

指定顶面半径或[直径(D)]<20.0000>:↙ (回车,顶面和底面的半径相同)

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>:10↙ (输入圈数8,回车)

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

指定圈间距<0.2500>:6.28↙ (输入圈间距12.56,回车)

5.单击“标准”工具栏中的“窗口缩放”978-7-111-42015-6-Part03-629.jpg按钮,将图形放大显示。

6.单击“动态观察器”工具栏中的“自由动态观察”978-7-111-42015-6-Part03-630.jpg按钮,调整观察方向。

7.单击“视觉样式”工具栏中的“三维隐藏视觉样式”978-7-111-42015-6-Part03-631.jpg按钮,将图形显示为三维隐藏视觉样式。

8.打开状态栏中的“正交”978-7-111-42015-6-Part03-632.jpg按钮和“对象捕捉”978-7-111-42015-6-Part03-633.jpg按钮,单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-634.jpg按钮,调整坐标系的方向,将坐标系的原点移到螺旋线的底面圆心处,并使螺旋线的起点处在X轴上,如图11-10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<-0.7937,0.6083,0.0000>: (在Y轴的正方向任意位置单击)

978-7-111-42015-6-Part03-635.jpg

图11-10 绘制螺旋线并调整坐标系

9.单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-636.jpg按钮,将坐标系绕Y轴旋转-90°。

10.单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-637.jpg按钮,将坐标系绕X轴旋转-90°。

11.分别单击“绘图”工具栏中的“直线”978-7-111-42015-6-Part03-638.jpg按钮,在适当位置绘制与X轴平行的直线AB及倾斜线BC,C点相对于B的坐标为(@6<70)。

12.分别单击“修改”工具栏中的“偏移”978-7-111-42015-6-Part03-639.jpg按钮,沿Y轴正方向偏移直线AB,偏移距离分别为3mm和5mm。

13.分别单击“绘图”工具栏中的“直线”978-7-111-42015-6-Part03-640.jpg按钮和“对象捕捉”工具栏中的“临时追踪点捕捉”978-7-111-42015-6-Part03-641.jpg按钮,捕捉第一条偏移线与直线BC的交点H为临时追踪点,沿X轴负方向的追踪距离为3.14mm,捕捉到I点。绘制倾斜线IJ,J点相对于I点的坐标为(@3<110)。

14.单击“标准”工具栏中的“窗口缩放”978-7-111-42015-6-Part03-642.jpg按钮,将绘制的直线放大显示,如图11-11所示。

15.单击“修改”工具栏中的“延伸”978-7-111-42015-6-Part03-643.jpg按钮,将直线JI延伸到AB,如图11-12所示。

978-7-111-42015-6-Part03-644.jpg

图11-11 绘制直线

978-7-111-42015-6-Part03-645.jpg

图11-12 延伸直线

16.单击“修改”工具栏中的“修剪”978-7-111-42015-6-Part03-646.jpg按钮,修剪直线AB、BC、GF和KJ,修剪出的梯形即为蜗杆的齿形轮廓线。

17.单击“标准”工具栏中的“缩放上一个”978-7-111-42015-6-Part03-647.jpg按钮,回到上一个显示窗口,如图11-13所示。

18.单击“修改”工具栏中的“移动”978-7-111-42015-6-Part03-648.jpg按钮,移动梯形。移动的基点为交点H,第二点为螺旋线的起点。

19.单击“修改”工具栏中的“删除”978-7-111-42015-6-Part03-649.jpg按钮,将直线DE删除,如图11-14所示。

978-7-111-42015-6-Part03-650.jpg

图11-13 绘制齿形轮廓线

978-7-111-42015-6-Part03-651.jpg

图11-14 移动齿形轮廓线

20.单击“绘图”工具栏中的“面域”978-7-111-42015-6-Part03-652.jpg按钮,将梯形创建为面域。

21.双击单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-653.jpg按钮,返回绘制螺旋线时的坐标系。

22.单击“建模”工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-654.jpg按钮,利用“扫掠”命令将梯形面域沿螺旋线扫掠。

23.单击“修改”工具栏中的“删除”978-7-111-42015-6-Part03-655.jpg按钮,将螺旋线删除,得到齿形三维实体,如图11-15所示。

24.利用“圆柱体”命令创建蜗杆齿根圆柱体,如图11-16所示。

命令:_cylinder(单击“建模”工具栏中的“圆柱体”978-7-111-42015-6-Part03-656.jpg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)]:11.6↙ (输入圆柱体底面半径11.6,回车)

指定高度或[两点(2P)/轴端点(A)]:70↙ (输入圆柱体高度70,回车)

978-7-111-42015-6-Part03-657.jpg

图11-15 扫掠出齿形三维实体

978-7-111-42015-6-Part03-658.jpg

图11-16 创建齿根圆柱体

25.单击“建模”工具栏中的“三维移动”978-7-111-42015-6-Part03-659.jpg按钮,将圆柱体和齿形三维实体移到一起,移动的基点为圆柱体可见端面的圆心,第二点的坐标为(0,0,-2)。

26.单击“建模”工具栏中的“并集”978-7-111-42015-6-Part03-660.jpg按钮,将圆柱体和齿形三维实体合并,得到蜗杆三维实体,如图11-17所示。

27.分别单击“建模”工具栏中的“圆柱体”978-7-111-42015-6-Part03-661.jpg按钮,以蜗杆齿根圆柱体的两个端面的圆心为底面圆心,创建两个半径为20mm,高度分别为15mm和-15mm的圆柱体,如图11-18所示。

978-7-111-42015-6-Part03-662.jpg

图11-17 合并实体

978-7-111-42015-6-Part03-663.jpg

图11-18 创建两个圆柱体

28.单击“建模”工具栏中的“差集”978-7-111-42015-6-Part03-664.jpg按钮,将蜗杆三维实体与两个圆柱体做差集运算,得到蜗杆轴中长度为40mm的蜗杆三维实体,如图11-19所示。

二、创建蜗杆轴三维实体

1.单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-665.jpg按钮,将坐标系绕Y轴旋转-90°。

2.单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-666.jpg按钮,将坐标系绕X轴旋转-90°。

3.选择菜单“视图”→“三维视图”→“平面视图”→“当前UCS”选项,单击“标准”工具栏中的“窗口缩放”978-7-111-42015-6-Part03-667.jpg按钮,将三维实体放大显示,如图11-20所示。

978-7-111-42015-6-Part03-668.jpg

图11-19 蜗杆三维实体

978-7-111-42015-6-Part03-669.jpg

图11-20 将三维实体显示为平面视图

4.单击“标准”工具栏中的“打开”978-7-111-42015-6-Part03-670.jpg按钮,打开图形文件“蜗杆轴.dwg”,并关闭“标注”层、“点画线”层和“细实线”层。

5.单击“标准”工具栏中的“复制”978-7-111-42015-6-Part03-671.jpg按钮,将蜗轮轴主视图中的下半部分图形以及长圆复制到粘贴板。

6.选择菜单“窗口”→“蜗杆轴三维实体.dwg”选项,将该图形切换为当前图形。单击“标准”工具栏中的“粘贴”978-7-111-42015-6-Part03-672.jpg按钮,在适当位置单击,将复制到粘贴板的图形粘贴到当前图形中。(www.xing528.com)

7.选择菜单“格式”→“图层工具”→“图层匹配”选项,利用“图层匹配”命令将粘贴的图形的图层修改为“轮廓线”层。

8.单击“修改”工具栏中的“缩放”978-7-111-42015-6-Part03-673.jpg按钮,将粘贴的图形缩小0.5倍,如图11-21所示。

978-7-111-42015-6-Part03-674.jpg

图11-21 复制粘贴图形

9.单击“修改”工具栏中的“删除”978-7-111-42015-6-Part03-675.jpg按钮,将蜗杆齿顶线、视图内的竖直轮廓线删除。

10.单击“修改”工具栏中的“修剪”978-7-111-42015-6-Part03-676.jpg按钮,修剪圆角边轮廓线及右侧第二个倒角处竖直轮廓线,结果如图11-22所示。

978-7-111-42015-6-Part03-677.jpg

图11-22 编辑图形

11.单击“修改”工具栏中的“合并”978-7-111-42015-6-Part03-678.jpg按钮,将中间两条水平轮廓线合并。

12.单击“绘图”工具栏中的“直线”978-7-111-42015-6-Part03-679.jpg按钮,将左右两侧的竖直轮廓线的上端点连接起来。

13.单击“修改”工具栏中的“移动”978-7-111-42015-6-Part03-680.jpg按钮,将长圆移到水平连线上,移动的基点是长圆的圆心,第二点为在水平连线上捕捉的垂足,如图11-23所示。

978-7-111-42015-6-Part03-681.jpg

图11-23 合并轮廓线、连线、移动长圆

14.选择菜单“格式”→“图层工具”→“图层匹配”选项,利用“图层匹配”命令将粘贴、编辑后的图形的图层修改为“轮廓线”层。

15.单击“绘图”工具栏中的“面域”978-7-111-42015-6-Part03-682.jpg按钮,将视图中除了长圆的封闭图形创建为面域。

16.单击“建模”工具栏中的“旋转”978-7-111-42015-6-Part03-683.jpg按钮,将面域绕左右两侧的竖直轮廓线的上端点的连线旋转360°,如图11-24所示。

978-7-111-42015-6-Part03-684.jpg

图11-24 旋转面域

17.双击“标准”工具栏中的“缩放上一个”978-7-111-42015-6-Part03-685.jpg按钮,回到显示平面视图前的显示窗口。

18.单击“视觉样式”工具栏中的“三维线框视觉样式”978-7-111-42015-6-Part03-686.jpg按钮,将三维实体显示为三维线框视觉样式,如图11-25所示。

978-7-111-42015-6-Part03-687.jpg

图11-25 三维实体显示为三维线框视觉样式

19.单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-688.jpg按钮,返回上一个坐标系。

20.单击“建模”工具栏中的“三维旋转”978-7-111-42015-6-Part03-689.jpg按钮,将长圆绕X轴旋转90°。

21.利用“拉伸”命令将三个长圆拉伸为平键。

命令:_extrude( 单击“建模”工具栏中的“拉伸”978-7-111-42015-6-Part03-690.jpg按钮)

当前线框密度:ISOLINES=4

选择要拉伸的对象: (单击长圆)

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)]:5↙ (输入拉伸高度-5,回车)

22.单击“标准”工具栏中的“打开”978-7-111-42015-6-Part03-691.jpg按钮,打开图形文件“M10螺杆三维实体.dwg”。

23.单击“标准”工具栏中的“复制”978-7-111-42015-6-Part03-692.jpg按钮,将螺杆三维实体复制到粘贴板。

24.选择菜单“窗口”→“蜗杆轴三维实体.dwg”选项,将该图形切换为当前图形。单击“标准”工具栏中的“粘贴”978-7-111-42015-6-Part03-693.jpg按钮,在适当位置单击,将复制到粘贴板的图形粘贴到当前图形中。

25.单击UCS工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-694.jpg按钮,返回上一个坐标系。

26.单击“修改”工具栏中的“缩放”978-7-111-42015-6-Part03-695.jpg按钮,将粘贴的图形缩小0.5倍,即将螺杆的直径缩小为5mm,如图11-26所示。

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图11-26 拉伸长圆为平键实体,复制粘贴螺杆实体并缩小

27.单击“标准”工具栏中的“窗口缩放”978-7-111-42015-6-Part03-697.jpg按钮,将缩小后的螺杆实体放大显示。

28.单击“建模”工具栏中的“圆柱体”978-7-111-42015-6-Part03-698.jpg按钮,以缩小后的螺杆实体可见端面的圆心为底面圆心,创建半径为2mm,高度为-3mm的圆柱体。

29.利用“拉伸面”命令将圆柱体端面拉伸为圆锥体,如图11-27所示。

命令:_solidedit (单击“实体编辑”工具栏中的978-7-111-42015-6-Part03-699.jpg按钮,启动“拉伸面”命令)

实体编辑自动检查:SOLIDCHECK=1

输入实体编辑选项[面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)]<退出>:_face

输入面编辑选项[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/颜色(L)/材质(A)/放弃

(U)/退出(X)]<退出>:_extrude

选择面或[放弃(U)/删除(R)]: (单击圆柱体可见端面的圆周)

找到2个面。 (圆柱面也被选中)

选择面或[放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]:R↙ (输入R,回车,选择“删除”选项)

删除面或[放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]: (单击圆柱面的任意一条素线)

找到1个面,已删除1个。

删除面或[放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]:↙ (回车,结束选择删除面)

指定拉伸高度或[路径(P)]:11↙ (输入拉伸高度11,回车)

指定拉伸的倾斜角度<0>:60↙ (输入拉伸倾斜角度60,回车,)

已开始实体校验。

已完成实体校验。

输入面编辑选项[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/颜色(L)/材质(A)/放弃(U)/退出(X)]<退出>:↙ (回车,结束“面编辑”命令)

实体编辑自动检查:SOLIDCHECK=1

输入实体编辑选项[面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)]<退出>:↙ (回车,结束“实体编辑”命令)

978-7-111-42015-6-Part03-700.jpg

图11-27 创建圆柱体并将其端面拉伸为圆锥体

30.单击“标准”工具栏中的“缩放上一个”978-7-111-42015-6-Part03-701.jpg按钮,回到上一个显示窗口。

31.分别单击“建模”工具栏中的“三维移动”978-7-111-42015-6-Part03-702.jpg按钮,将平键实体沿X轴方向移动3.5mm。将蜗杆实体与旋转后得到的回转体移到一起,蜗杆实体可见端面的圆心与旋转后得到的回转体的可见端面圆心的相对坐标为(@0,0,50)。将螺杆实体、拉伸后的圆柱体与旋转后得到的回转体移到一起,拉伸得到的圆锥体底面圆心与旋转后得到的回转体的不可见端面圆心的相对坐标为(@0,0,-13),如图11-28所示。

978-7-111-42015-6-Part03-703.jpg

图11-28 调整三维实体之间的相对位置

32.单击“建模”工具栏中的“并集”978-7-111-42015-6-Part03-704.jpg按钮,将蜗杆实体与旋转后得到的回转体合并。

33.单击“建模”工具栏中的“差集”978-7-111-42015-6-Part03-705.jpg按钮,将合并后的三维实体与平键实体、螺杆实体及拉伸后的圆柱体做差集运算,得到蜗杆轴三维实体,如图11-29所示。

978-7-111-42015-6-Part03-706.jpg

图11-29 蜗杆轴三维实体

34.单击“动态观察器”工具栏中的“自由动态观察”978-7-111-42015-6-Part03-707.jpg按钮,调整观察方向。

35.单击“视觉样式”工具栏中的“三维隐藏视觉样式”978-7-111-42015-6-Part03-708.jpg按钮,将蜗杆轴三维实体显示为三维隐藏视觉样式,如图11-30所示。

978-7-111-42015-6-Part03-709.jpg

图11-30 将蜗杆轴三维实体显示为三维隐藏视觉样式

36.设置渲染目标,创建并应用新材质,创建纯白色渲染视图。

37.单击“渲染”工具栏中的“渲染”978-7-111-42015-6-Part03-710.jpg按钮,即可对蜗杆轴三维实体进行渲染,如图11-31所示。

38.单击“标准”工具栏中的“保存”978-7-111-42015-6-Part03-711.jpg按钮,保存创建的三维实体。

完成创建蜗杆轴三维实体。

978-7-111-42015-6-Part03-712.jpg

图11-31 渲染蜗杆轴三维实体

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