Creo1.0实例宝典：参数化锥齿轮设计

范例概述：

本范例将创建一个由用户参数通过关系式控制的锥齿轮模型。首先创建用户参数，然后利用渐开线方程创建基准曲线，在基准曲线基础上创建拉伸曲面，再由拉伸曲面构建齿型槽轮廓，在旋转一特定角度后，通过扫描混合切削特征构造锥齿轮的齿型，最后再阵列。每一步创建的特征都由用户参数、关系式进行控制，这样最终的模型就是一个完全由用户参数控制的模型。通过编程的方法，将参数转化为输入提示，只要用户按提示输入模数、齿数、与之啮合的齿轮的齿数、齿宽，系统会马上生成符合要求的新产品。本范例较为复杂，希望读者通过本例加深理解参数化的设计方法。锥齿轮零件模型如图28.1所示。

Step1.新建并命名零件的模型为INSTANCE_C_S_GEAR。

Step2.创建用户参数：齿轮模数——m，齿轮齿数——z，与之啮合的齿轮的齿数——z_am，齿轮压力角——angle，齿轮宽度——b，分度圆锥角——long，分度圆直径——d，齿顶圆直径——da，齿根圆直径——df，基圆直径——db。

（1）单击功能选项卡区域中按钮。

（2）在选项区域中，选择对象类型为，然后单击按钮。

（3）在栏中输入参数名m，按回车键；在栏中，选取参数类型为“实数”；在栏中输入参数m的值4，按回车键。

（4）按同样方法创建用户参数z，设置为“实数”，初始值为50；创建用户参数z_am，设置为“实数”，初始值为40；创建用户参数angle，设置为“实数”，初始值为20；创建用户参数b，设置为“实数”，初始值为30；创建用户参数long，设置为“实数”，初始值为0；创建用户参数d，设置为“实数”，初始值为0；创建用户参数da，设置为“实数”，初始值为0；创建用户参数df，设置为“实数”，初始值为0；创建用户参数db，设置为“实数”，初始值为0。

（5）单击对话框中的按钮。

Step3.在零件模型中创建关系。

（1）在零件模块中，单击功能选项卡区域中按钮。

（2）在对话框的关系编辑区，键入如下关系式：

（3）单击对话框中的按钮。

Step4.创建图28.2所示的一组基准曲线。在操控板中单击“草绘”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，RIGHT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图28.3所示的截面草图（直径值可任意给出，以后将由关系式控制）。

图28.1 范例8

图28.2 基准曲线（建模环境）

图28.3 基准曲线（草绘环境）

Step5.在零件模型中创建关系。

（1）在零件模块中，选单击功能选项卡区域中按钮，此时系统弹出“关系”对话框。

（2）选择上一步所绘制的一组基准曲线，此时系统显示出这组基准曲线的所有尺寸参数符号，如图28.4所示（单击按钮，可以使模型尺寸值与名称之间进行切换）。

（3）在对话框中的关系编辑区，键入如下关系式：

（4）单击对话框中的按钮。完成关系定义后，单击“重新生成”按钮，再生模型。

Step6.通过渐开线方程创建图28.5所示的基准曲线。

图28.4 选取参数

图28.5 创建基准曲线

（1）在功能选项卡下拉菜单中选择命令。（2）在系统弹出的操控板中选取PRT_CSYS_DEF坐标系，并在下拉列表中选择选项。

（3）单击操控板中的按钮，在系统弹出的“方程”对话框中，输入渐开线方程，结果如图28.6所示；单击对话框中的按钮，完成基准曲线的创建。

图28.6 输入渐开线方程

Step7.创建图28.7所示的拉伸曲面。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，RIGHT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图28.8所示的截面草图；在操控板中定义拉伸类型为，输入深度值30.0（深度值可输入任意值，将来它由关系式定义）。

图28.7 创建拉伸曲面

图28.8 截面草图

Step8.在零件模型中创建关系。参考Step5的方法及图28.9，创建上一步拉伸曲面的深度关系式d4=b（由于尺寸符号会根据草绘情况不同有所变化，所以请读者在练习时多加注意）。Step9.延伸上一步创建的拉伸曲面，如图28.10所示。

（1）选取图28.11所示的边作为要延伸的边，单击功能选项卡区域中的按钮。

图28.9 选取参数

图28.10 延伸曲面

图28.11 选取边线

（2）在操控板的界面中，在下拉列表中选择选项；在操控板中输入延伸距离值10.0（此值可输入任意值，将来它由关系式定义）。

（3）单击“完成”按钮，完成延伸曲面的创建。

Step10.在零件模型中创建关系。参考图28.12，创建上一步延伸曲面的距离关系式d5=d0/2。完成关系定义后，单击“重新生成”按钮，再生模型。

Step11.创建图28.13所示的基准轴A_1。选取TOP和RIGHT基准平面为参考，均设置为。

Step12.创建基准点PNT0。单击按钮，选取图28.14中的基准曲线和曲面为参考，完成后单击按钮。

图28.12 选取参数

图28.13 创建轴A_1

图28.14 创建基准点PNT0

Step13.创建图28.15所示的基准平面DTM1。选取基准点PNT0和基准轴A_1为参考，均设置为，完成后大家按钮。

Step14.创建图28.16所示的基准平面DTM2。选取DTM1基准平面为参考，设置为，再选取基准轴A_1为参考，设置为，旋转角度值为20.0（此值可输入任意值，将来它由关系式定义）；完成后单击按钮。

Step15.在零件模型中创建关系。参考图28.17，创建上一步基准平面的旋转角度关系式d15=90/z，单击“重新生成”按钮，再生模型。

Step16.创建图28.18所示的曲面的镜像。选取拉伸曲面为镜像源单击功能选项卡区域中的按钮，选取DTM2基准平面为镜像平面；单击按钮，完成镜像特征的创建。

图28.15 创建基准平面DTM1

图28.16 创建基准平面DTM2

图28.17 选取参数

图28.18 镜像曲面

Step17.创建图28.19所示的拉伸曲面。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，RIGHT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图28.20所示的截面草图；定义拉伸类型为，输入深度值30.0（深度值可输入任意值，将来它由关系式定义）。

图28.19 创建拉伸曲面

图28.20 截面草图

Step18.在零件模型中创建关系。参考图28.21，创建上一步拉伸曲面深度关系式d16=b。

Step19.创建图28.22所示的合并曲面。选取要合并的两个曲面，单击功能选项卡区域中的按钮，确认箭头方向为保留部分，如图28.22a所示；单击“完成”按钮。

图28.21 选取参数

图28.22 合并曲面

Step20.继续合并曲面。将上一步合并的曲面与Step17创建的拉伸曲面进行合并，如图28.23所示。

Step21.创建基准点PNT1。单击按钮，选取图28.24所示的基准曲线和基准平面DTM2为参考，系统在它们的交点处创建一个基准点。

图28.23 合并曲面

图28.24 创建基准点PNT1

Step22.创建图28.25所示的基准轴A_2。选取PNT1基准点为参考，设置为，再选取DTM2基准平面为参考，设置为；单击按钮。

Step23.创建图28.26所示的实体拉伸特征。在操控板中单击“拉伸”按钮，选取FRONT基准平面为草绘平面，RIGHT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图28.27所示的截面草图；定义拉伸类型为，输入深度值30.0（深度值可输入任意值，将来它由关系式定义）。

图28.25 创建基准轴A_2

图28.26 创建拉伸特征

图28.27 截面草图

Step24.在零件模型中创建关系。参考图28.28，创建上一步拉伸实体的深度关系式d17=b。

图28.28 选取参数

图28.29 创建拉伸曲面

Step25.创建图28.29所示的拉伸曲面。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，RIGHT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图28.30所示的截面草图；操控板中定义拉伸类型为，输入深度值30.0（深度值可输入任意值，将来它由关系式定义）。

说明：图28.30所示的参考边线是以最外侧的圆为参考对象。

图28.30 截面草图

Step26.在零件模型中创建关系。参考图28.31，创建上一步拉伸曲面中的深度关系式d18=b。

Step27.进行图28.32所示的曲面旋转复制操作。

（1）选取Step20所创建的合并曲面及Step25所创建的拉伸曲面为复制源。

（2）单击功能选项卡区域中的“复制”按钮，然后再单击该区域“粘贴”节点下的命令。

（3）在弹出的操控板中按下“相对选定参考旋转特征”按钮，选取基准轴A_2为参考轴。

（4）输入旋转角度值-20.0（此角度值可输入任意值，将来它由关系式定义）；单击“完成”按钮。

Step28.在零件模型中创建关系。参考图28.33创建上一步旋转曲面的角度关系式d14=long。

(www.xing528.com)

图28.31 选取参数

图28.32 复制曲面

图28.33 选取参数

Step29.创建图28.34所示的基准曲线。在操控板中单击“草绘”按钮；选取DTM2基准平面为草绘平面，FRONT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，选取基准点PNT1及基准轴A_1为参考，绘制图28.35所示的截面草图（角度值可任意给出，以后将由关系式控制）。

Step30.在零件模型中创建关系。参考图28.36，创建上一步基准曲线的角度关系式d15=long。

图28.34 创建基准曲线

图28.35 截面草图

图28.36 创建关系

Step31.创建图28.37所示的实体旋转特征。在操控板中单击“旋转”按钮；选取DTM2基准平面为草绘平面，FRONT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，选取图28.38所示的三条边线及A_1轴为参考绘制特征截面（要绘出中心线）；选择旋转类型为，在角度文本框中输入角度值360.0。

图28.37 创建旋转特征

图28.38 截面草图

Step32.创建图28.39所示的扫描混合切削特征。

（1）单击功能选项卡区域中的按钮，确认“实体”按钮和“移除材料”按钮被按下。

（2）定义扫描轨迹：选取图28.40所示的曲线（即Step29所创建的基准曲线）为扫描的轨迹。

（3）创建扫描混合特征的第一个截面。

①在“扫描混合”操控板中单击按钮，在弹出的界面中接受系统默认的设置。

②定义第一个截面定向。单击文本框中的字符，然后选取图28.41所示的基准轴A_1，接受图28.41所示的箭头方向。

③定义截面的位置点。单击文本框中的字符，选取图28.42所示的轨迹的开始端点作为截面在轨迹线上的位置点。

图28.39 创建扫描混合切削特征

图28.40 选取扫描轨迹

图28.41 定义扫描方向

图28.42 选取轨迹线的开始端

④将“截面1”的角度值设置为0.0.

⑤单击按钮，进入草绘环境；绘制图28.43所示的截面，然后单击按钮。

图28.43 混合特征的第一个截面图形

（4）创建扫描混合特征的第二个截面。

①在“截面”界面中单击按钮。

②定义第二个截面定向。单击文本框中的字符，选取图28.44所示的基准轴A_1，接受图28.44所示的方向。

③定义截面的位置点。单击文本框中的字符，选取图28.45所示的轨迹线的结束端点作为截面在轨迹线上的位置点。

④在“截面”界面中，将“截面2”的角度值设置为0.0。

⑤单击按钮，系统进入草绘环境，绘制和标注图28.46所示的截面图形。

图28.44 定义扫描方向

图28.45 选取轨迹线的结束端点

图28.46 第二个截面图形

（5）单击“完成”按钮，完成扫描混合特征的创建。

Step33.创建图28.47所示的旋转切削特征。在操控板中单击“旋转”按钮；单击“移除材料”按钮；选取DTM2基准平面为草绘平面，FRONT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图28.48所示的截面草图；旋转类型为，旋转角度值为360.0。

图28.47 创建旋转切削特征

图28.48 截面草图

Step34.创建图28.49所示的旋转切削特征。在操控板中单击“旋转”按钮；单击“移除材料”按钮；选取DTM2基准平面为草绘平面，FRONT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图28.50所示的截面草图；旋转类型为，旋转角度值为360.0。

Step35.创建图28.51所示的旋转复制特征。

（1）单击功能选项卡节点下的命令。

（2）在弹出的菜单管理器对话框中，选择命令。

图28.49 创建旋转切削特征

图28.50 截面草图

图28.51 复制特征

（3）选择Step32创建的扫描混合切削特征，然后选择命令。

（4）在菜单中选择命令。

（5）先选择命令，再选取默认坐标系PRT_CSYS_DEF作为旋转方向参考。

（6）选择命令，以图28.52所示的方向为正方向；在提示下，输入角度值10.0（角度值可任意给出，以后将由关系式控制），然后选择命令。

（7）在菜单中选择命令。

（8）单击“组元素”对话框中的按钮。

Step36.在零件模型中创建关系。参考Step5的方法及图28.53，创建上一步旋转复制特征的角度关系式d41=360/z。完成关系定义后，单击“重新生成”按钮，再生模型。

图28.52 选取方向

图28.53 选取参数

Step37.创建图28.54所示的特征阵列。

（1）在模型树中右击Step35创建的旋转复制特征，选择命令。

（2）选取图28.55中的引导尺寸7.2；在操控板中输入第一方向的角度增量值7.2，输入第一方向的阵列个数40；单击“完成”按钮。

注意：此处的角度增量值及阵列个数都可随意输入，将来它由关系式定义。

Step38.在零件模型中创建关系。参考Step5的方法及图28.56，创建上一步阵列的角度增量及阵列实例个数关系式：

完成关系定义后，单击“重新生成”按钮。

图28.54 阵列特征

图28.55 选取引导尺寸

图28.56 选取参数

Step39.应用编程的方法进行参数的输入控制，以达到快速设计新产品的目的。

（1）单击功能选项卡节点下的命令。

（2）在菜单管理器中选择命令，系统弹出“记事本”界面。

（3）如图28.57所示，在编辑器的INPUT和END INPUT语句之间加入以下内容：

图28.57 输入程序

M NUMBER

"请输入标准直齿圆锥齿轮的模数："

Z NUMBER

"请输入标准直齿圆锥齿轮的齿数："

Z_AM NUMBER

"请输入与之啮合的标准直齿圆锥齿轮的齿数："

B NUMBER

"请输入标准直齿圆锥齿轮的齿宽："

（4）完成后存盘退出；在系统弹出的“确认”对话框中，单击按钮。

Step40.验证程序设计效果。

（1）在完成上一步操作后，系统弹出的菜单，选择命令。

（2）在出现的输入菜单界面中选中M、Z、Z_AM、B这四个复选框，然后选择命令。

（3）在系统提示时，输入2。

（4）在系统提示时，输入30。

（5）在系统提示时，请输入25。

（6）在系统提示时，输入20。

Step41.此时系统开始生成模型，新模型如图28.58所示。保存零件模型文件。

图28.58 新模型