锥齿轮零件图如图5-41所示,本节将创建该锥齿轮的三维实体。
该齿轮的模数m=2,齿数z=30,分锥角δ=55°,分度圆的直径d=mz=60,齿顶圆的直径da=m(z+2cosδ)=62.2943,齿根圆直径df=m(z-2.4cosδ)=57.2468。
绘图步骤
1.单击标题栏中的“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”面板中的“图层特性管理器”按钮,在弹出的“图层特性管理器”对话框中创建“轮廓线”层。
3.打开状态栏中的“正交”按钮和“对象捕捉”按钮,将“轮廓线”层设置为当前层;单击“绘图”面板中的“圆”按钮,绘制3个同心圆,φ62.2943、φ60和φ57.2468,这3个圆分别是齿顶圆、分度圆和齿根圆。
4.单击“绘图”面板中的“直线”按钮,过同心圆的圆心O和φ62.2943的圆的上象限点A绘制一条辅助线OA,如图10-15所示。
5.单击“修改”面板中的“阵列”下拉面板中的“环形阵列”按钮,利用“环形阵列”命令将OA进行环形阵列。
6.在命令行输入Z后按<Enter>键,再输入W后按<Enter>键;利用“窗口缩放”命令将同心圆上象限点处的图形放大显示。
7.分别单击“绘图”面板中的“样条曲线”按钮,过交点B、C、D绘制一条样条曲线,过交点E、F、G绘制另一条样条曲线,如图10-16所示。
图10-15 绘制同心圆和辅助线
图10-16 利用样条曲线近似绘制齿廓
8.单击“修改”面板中的“修剪”按钮,修剪3个圆。
9.单击“修改”面板中的“删除”按钮,将所有直线删除,得到齿形的轮廓线BCDGFE,如图10-17所示。
10.将光标移到绘图区右上角的“视口立方体”ViewCube图标上,移动鼠标使该图标旋转,调整观察方向。
11.单击“绘图”面板中的“直线”按钮,过圆弧CF的中点H绘制与Z轴平行的直线HI,长度为11,如图10-18所示。
图10-17 修剪出齿廓
图10-18 调整观察方向、绘制直线
12.单击“修改”面板中的“删除”按钮,将圆弧CF删除,
13.单击“绘图”面板中的“面域”按钮,将由两条样条曲线和两条圆弧组成的封闭图形创建为面域。
14.单击“坐标”面板中的按钮,将坐标系绕Y轴旋转90°。
15.单击“修改”面板中的“旋转”按钮,将面域和直线HI绕基点H旋转55°,如图10-19所示。
16.利用“拉伸”命令拉伸面域,如图10-20所示。
图10-19 旋转面域和直线
图10-20 拉伸面域
17.分别单击“绘图”面板中的“直线”按钮,依次连接拉伸后得到的三维实体的两个端面中4条圆弧的中点JKLMJ,过J点绘制与Y轴平行的直线JN,长度为齿顶圆的半径31.1472,如图10-21所示。
18.单击“修改”面板中的“三维移动”按钮,将拉伸后得到的三维实体竖直向上移动。
19.在“视图”面板的视图下拉列表中选择“前视”选项,显示出与XY平面平行的图形,如图10-22所示。
图10-21 绘制直线
图10-22 显示平面视图
20.单击“修改”面板中的“偏移”按钮,向右偏移直线JN,偏移的距离为10.64,得到直线PQ。利用“偏移”命令向左偏移直线PQ,偏移距离分别为4,得到直线RS。
21.单击“绘图”面板中的“直线”按钮,利用“直线”命令连接端点NQ。
22.分别利用“偏移”命令向上偏移直线NQ,偏移距离分别为11和17。
23.单击“修改”面板中的“延伸”按钮,将直线ML和JK分别延伸到直线JN和RS上,交点分别为T、U,如图10-23所示。
24.单击“修改”面板中的“复制”按钮,复制直线MT、JN、JU、RS和NQ,得到直线M1T1、J1N1、J1U1、R1S1和N1Q1,如图10-24所示。
图10-23 偏移、延伸直线
图10-24 复制直线
25.分别单击“修改”面板中的“修剪”按钮和“删除”按钮,修剪和删除图10-23中的线条。
26.单击“修改”面板中的“倒角”按钮,在图10-23中绘制3个倒角,倒角距离为1,如图10-25所示。图中直线KL的倾斜角度比锥齿轮的齿根角大,需要修改。
27.单击“修改”面板中的“删除”按钮,将直线KL删除。
28.单击“修改”面板中的“拉长”按钮,输入dy后按<Enter>键,利用“拉长”命令中的“增量”选项,将直线TL延长0.3,得到新的端点L1。
29.单击“绘图”面板中的“直线”按钮,利用“直线”命令连接端点KL1,如图10-26所示。KL1的倾斜角度为51°26′,与锥齿轮的齿根线的倾斜角度极其接近。
30.单击“绘图”面板中的“面域”按钮,将图10-26中的封闭图形创建为面域。
31.单击“建模”面板中的“旋转”按钮,将面域绕直线TP旋转360°,得到锥齿轮的齿根圆锥体(包括右侧凸台和内孔),如图10-27所示。
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图10-25 修剪、删除直线后绘制倒角
图10-26 拉长直线、绘制直线
图10-27 齿根圆锥体
32.单击“修改”面板中的“删除”按钮,将直线NS删除。
33.单击“修改”面板中的“偏移”按钮,在图10-24中向右上方偏移直线M1T1,偏移距离为1,如图10-28所示。
34.单击“修改”面板中的“修剪”按钮,修剪偏移出来的直线M1T1,得到直线M2V2。
35.单击“修改”面板中的“删除”按钮,将直线M1T1删除。
36.单击“绘图”面板中的“直线”按钮,连接端点J1R1。利用“直线”命令过端点M2连续绘制水平线M2M3(长度为1)、竖直线M3T2、水平线T2N2和竖直线N2V2,T2是M3T2与直线Q1N1延长线的交点,如图10-29所示。
图10-28 偏移、延伸直线
图10-29 绘制直线
37.单击“修改”面板中的“修剪”按钮,修剪出如图10-30所示的图形。
38.单击“绘图”面板中的“面域”按钮,将图10-30中两个封闭图形创建为面域。
39.单击“建模”面板中的“旋转”按钮,将两个面域绕直线T2N2旋转360°,得到锥齿轮两个端面圆锥体,如图10-31所示。
40.在命令行输入Z后按<Enter>键,再输入P后按<Enter>键,利用“缩放上一个”命令返回到上一个显示窗口,如图10-32所示。
图10-30 修剪直线
图10-31 端面圆锥体
图10-32 回到三维显示窗口,显示出所有三维实体
41.单击“修改”面板中的“三维移动”按钮,将齿根圆锥体和轮齿三维实体移到一起,如图10-33所示。移动的基点为齿根圆锥体大端面的上象限点,第二点的轮齿三维实体中齿根圆弧的中点。
42.利用“三维阵列”3darray命令,将轮齿绕齿根圆锥体的轴线做环形阵列,阵列数量为30。
43.单击“实体编辑”面板中的“并集”按钮,将阵列出来的轮齿三维实体和齿根圆锥体合并,如图10-34所示。
图10-33 移动三维实体
图10-34 三维阵列后合并实体
44.单击“修改”面板中的“三维移动”按钮,将两个端面圆锥体与合并后的三维实体移到一起,如图10-35所示。移动的基点为端点J1,第二点为最高轮齿(原始轮齿)的齿顶圆弧的中点。
45.单击“实体编辑”面板中的“差集”按钮,将合并后的三维实体中与两个端面圆锥体做差集运算,得到齿轮三维实体,如图10-36所示。
图10-35 移动三维实体
图10-36 差集运算结果
46.利用“长方体”命令创建挖键槽的长方体,如图10-37所示。
47.单击“修改”面板中的“三维移动”按钮,将长方体与齿轮三维实体移到一起,如图10-38所示。移动的基点为长方体的棱边ab的中点,第二点为齿轮可见端面上同心圆的圆心。
48.单击“实体编辑”面板中的“差集”按钮,从齿轮三维实体中减去长方体,挖出键槽,得到锥齿轮三维实体,如图10-39所示。
图10-37 创建长方体
图10-38 移动长方体
图10-39 挖出键槽
49.单击“模型视口”面板中“视口配置”下拉菜单中的“两个:垂直”按钮,创建两个垂直视口。
50.在绘图区空白处单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“缩放”选项,利用“实时缩放”命令调整图形大小。
51.在绘图区空白处单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“平移”选项,利用“实时平移”命令调整图形位置。
52.将光标移到绘图区右上角的“视口立方体”ViewCube图标上,移动鼠标使该图标旋转,调整观察方向。
53.设置渲染目标,创建并应用新材质,创建纯白色渲染视图。
54.分别单击“渲染”面板中的“渲染”按钮,对两个视口中的锥齿轮三维实体进行渲染,如图10-40所示。
图10-40 渲染锥齿轮三维实体
55.单击标题栏中的“保存”按钮,保存创建的三维实体。
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