阶梯轴在机械设备中比较常见,其主体造型可以采用“旋转”工具来创建,而阶梯轴上的键槽可以采用“键槽”工具,并结合建立的基准平面来辅助创建,轴上的环形槽采用“槽”工具创建,轴上的通孔采用“孔”工具创建。
本范例要完成的模型为某阶梯传动轴零件,其模型效果如图4-118所示。该实例中应用到旋转、基准面、键槽、环形槽(开槽)和孔特征。
图4-118 阶梯传动轴零件模型
该阶梯传动轴的设计方法和步骤如下。
步骤1 新建一个模型文件。
1)在“快速访问”工具栏上单击“新建”按钮,打开“新建”对话框。
2)在“模型”选项卡的“模板”列表中选择名称为“模型”的模板,在“新文件名”选项组的“名称”文本框中输入“bc_4_阶梯传动轴.prt”,并指定要保存到的文件夹。
3)在“新建”对话框中单击“确定”按钮。
步骤2 创建旋转实体特征。
1)在功能区的“主页”选项卡的“特征”面板中单击“旋转”按钮,打开“旋转”对话框。
2)在“截面”选项组中单击“绘制截面”按钮,弹出“创建草图”对话框。
3)在“创建草图”对话框中,将草图类型选项设置为“在平面上”,将平面方法选项设置为“自动判断”,草图方向参考选项默认为“水平”,在“设置”选项组中确保选中“创建中间基准CSYS”复选框和“关联原点”复选框,然后在“创建草图”对话框中单击“确定”按钮。
4)确保“轮廓”按钮处于被选中状态,绘制图4-119所示的闭合轮廓线。绘制图形并标注好尺寸后,单击“完成草图”按钮。自动返回到“旋转”对话框。
图4-119 绘制闭合的旋转截面
5)从“指定矢量”下拉列表框中选择“XC轴”图标选项,定义轴矢量并指定轴点通过坐标原点。也可以在“指定矢量”选择状态下(此时,可使“自动判断的矢量”图标选项处于选中状态),在图形窗口中单击长为142mm的那条与X轴平行且重合的长边来定义轴。
6)在“限制”选项组中,设置开始角度值为“0”,结束角度值为“360”。“偏置”选项组的偏值选项为“无”,而在“设置”选项组的“体类型”下拉列表框中确保选择“实体”选项,其他接受默认值。
7)在“旋转”对话框中单击“确定”按钮,创建的旋转实体特征如图4-120所示。
步骤3 创建一个基准平面。
1)在“特征”面板中单击“基准平面”按钮,打开“基准平面”对话框。
2)从“类型”选项组的下拉列表框中选择“XC-YC平面”,在“偏置和参考”选项组中选择“WCS”单选按钮,将偏置距离设置为“11”,如图4-121所示。
图4-120 创建旋转实体特征
图4-121 创建基准平面
3)在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮,从而创建一个新基准平面。此时可以将基准坐标系(0)隐藏。
步骤4 创建一个键槽。
1)在“特征”面板中单击“更多”|“键槽”按钮,打开“键槽”对话框。
2)在“键槽”对话框中选择“矩形槽”单选按钮。
3)选择步骤3刚创建的基准平面作为键槽放置面,系统弹出图4-122所示的对话框。此时若在模型窗口中显示键槽的默认侧方向,如图4-123所示,则需要在对话框中单击“翻转默认侧”按钮,以定义键槽将放置在基准平面的另一侧(上侧),如图4-124所示。
图4-122 出现的对话框
图4-123 显示键槽的默认侧方向
4)系统弹出“水平参考”对话框,如图4-125所示。在部件导航器的模型历史记录下右击“基准坐标系(0)”节点,从弹出的快捷菜单中选择“显示”命令,从而在图形窗口中显示该基准坐标系,从中选择X轴定义水平参考。
图4-124 “反向默认侧”的结果
图4-125 “水平参考”对话框
5)在弹出的“矩形键槽”对话框中分别设置“长度”“宽度”和“深度”值,如图4-126所示,单击“确定”按钮,弹出图4-127所示的“定位”对话框。
图4-126 定义矩形键槽参数
图4-127 “定位”对话框
6)在“定位”对话框中单击“水平”按钮,系统提示选择目标对象,单击图4-128所示的圆边,接着在弹出的“设置圆弧的位置”对话框中单击“相切点”按钮;系统提示选择刀具边,在键槽上单击要标注的一条圆弧边,如图4-129所示,并在弹出的“设置圆弧的位置”对话框中单击“圆弧中心”按钮,从而创建一个水平定位尺寸。
图4-128 选择目标对象和设置圆弧的位置
图4-129 选择刀具边创建水平定位尺寸
在“创建表达式”对话框的尺寸文本框中输入新值,如图4-130所示,单击“确定”按钮。
图4-130 修改定位尺寸
7)在“定位”对话框中单击“确定”按钮,接着关闭“矩形键槽”对话框,创建的第一个键槽特征如图4-131所示。
步骤5 隐藏之前创建的基准平面。
1)在图形区域中右击之前创建的基准平面的显示边框,弹出快捷菜单。
2)在快捷菜单中选择“隐藏”命令,如图4-132所示,从而将基准平面隐藏。
步骤6 创建将用于放置另一个键槽的新基准平面。
图4-131 创建的第一个键槽
1)在“特征”面板中单击“基准平面”按钮,打开“基准平面”对话框。
2)从“类型”选项组的下拉列表框中选择“XC-YC平面”,在“偏置和参考”选项组中默认选择“WCS”单选按钮,将偏置距离设置为“8”,如图4-133所示。
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图4-132 隐藏基准平面
图4-133 创建新基准平面
3)在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮。
步骤7 创建第二个键槽。
1)在“特征”面板中单击“更多”|“键槽”按钮,打开“键槽”对话框。
2)在“键槽”对话框中选择“矩形槽”单选按钮。
3)在图形窗口中选择步骤6所创建的基准平面作为键槽放置面,接着利用弹出来的对话框设置在基准平面的哪一侧放置键槽,如单击“翻转默认侧”按钮。
4)系统弹出“水平参考”对话框,如图4-134所示,单击“基准轴”按钮,在基准坐标系中选择X轴。
5)在“矩形键槽”对话框中设置的“长度”“宽度”和“深度”值,然后单击“确定”按钮,如图4-135所示。
图4-134 “水平参考”对话框
图4-135 “矩形键槽”对话框
6)系统弹出“定位”对话框。利用该“定位”对话框的标注工具(如“水平”按钮)创建所需的定位尺寸,然后修改其值,如图4-136所示。输入新值后单击“创建表达式”对话框中的“确定”按钮。具体定位操作可以参考本模型第一个键槽的定位操作。
7)在“定位”对话框中单击“确定”按钮,然后关闭“矩形键槽”对话框,创建的第二个键槽如图4-137所示。
图4-136 创建定位尺寸并对其值进行修改
图4-137 创建的第二个键槽
步骤8 隐藏基准平面。
1)在图形窗口中右击基准平面的显示边框。
2)在弹出的快捷菜单中选择“隐藏”命令,从而将基准平面隐藏。
步骤9 创建矩形的环形槽。
1)在“特征”面板中单击“更多”|“槽”按钮,打开“槽”对话框。
2)在“槽”对话框中单击“矩形”按钮。
3)选择图4-138所示的圆柱面(鼠标指针所指)作为放置面。
4)在“矩形槽”对话框中输入参数:槽直径为“27mm”,宽度为“3mm”,如图4-139所示,然后单击“确定”按钮。
图4-138 选择放置面
图4-139 设置矩形槽参数
5)选择图4-140所示的边(鼠标指针所指的边)作为目标边,接着指定刀具边,如图4-141所示。
图4-140 选择目标边
图4-141 指定刀具边
6)在弹出的图4-142所示的“创建表达式”对话框中输入尺寸值为“0”,单击“确定”按钮。
创建的矩形环形槽如图4-143所示。
图4-142 “创建表达式”对话框
图4-143 创建的矩形环形槽
步骤10 创建贯通小孔。
1)在“特征”面板中单击“孔”按钮,打开“孔”对话框。
2)在“孔”对话框中,从“类型”下拉列表框中选择“常规孔”选项,接着在“形状和尺寸”选项组的“形状”下拉列表框中选择“简单孔”选项。
3)在“位置”选项组中单击“绘制截面”按钮,弹出“创建草图”对话框,对该对话框中的选项及参数进行设置,如图4-144所示,然后单击“确定”按钮,进入草图绘制模式。
图4-144 创建草图
4)系统弹出“草图点”对话框,在“草图点”对话框中单击“点构造器”按钮,系统弹出“点”对话框,设置点位置坐标,如图4-145所示。设置好该点位置后,单击“点”对话框中的“确定”按钮,然后在“草图点”对话框中单击“关闭”按钮。
图4-145 指定点位置坐标
5)单击“完成草图”按钮。
6)在“孔”对话框的“方向”选项组中,从“孔方向”下拉列表框中选择“沿矢量”选项以指定合适矢量。接着在“形状和尺寸”选项组的“尺寸”栏中设置“直径”为“6mm”,并从“深度限制”下拉列表框中选择“贯通体”,如图4-146所示。
图4-146 定义孔方向、形状和尺寸
7)在“孔”对话框中单击“确定”按钮,创建的贯通小孔如图4-147所示。可以将产生的固定基准平面隐藏。
图4-147 创建的贯通小孔
步骤11 保存文件。
单击“保存”按钮将该模型文件保存。
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