使用CATIA绘制斜齿轮(直齿轮)的画法教程.doc

斜齿轮（直齿轮）的制作方法第一步：设置catia，通过工具（tools）基础结构（options）显示（relation），勾选“参数”和“关系”选项。如图1-1和1-2所示：（英文版） （图1-2） （中文版）（图1-2）然后，单击“确定”。第二步：单击“开始”形状创成式外形设计，将会出现“新建零件”窗口，如图2-1，对自己的零件进行命名（注：零件名称只能是英文、下划线和数字，如：xiechilun），单击“确定”，即进入工作界面。 （图2-2）（图2-1）第三步：对齿轮的各项参数进行输入。参考：斜齿圆柱齿轮中有如下参数及参数关系，不涉及法向参数齿数 Z 20 整数模数 m 4 实数压力角 a 20deg 角度齿顶圆半径rk = r+m 长度分度圆半径r = m*z/2 长度基圆半径 rb = r*cosa 长度齿根圆半径rf = r-1.25*m 长度螺旋角beta 角度齿厚depth 长度单击界面中的“知识工程”中的“f(x)”,如图3-1所示，进入参数输入界面，如图3-2所示。（图3-1）输入参数具体步骤：（齿数（整数）、模数（实数）、压力角（角度）、齿厚（长度）螺旋角（角度）五个是需要数值的，其他值由公式计算。下面以齿数z为例。）如图3-2（1） 选择参数类型，为整数；（2） 点击左侧“新类型参数”；（必须先选择参数类型）（3） 输入参数名称z；（4） 输入参数值20；（5） 同样方法输入模数和压力角；（注意更改参数类型）（图3-2）其他四个参数（rk、rf、r和rb）只需执行前三步即可，无需输入数值，可由稍后添加的公式得出；公式的编辑步骤（以rk为例）：（5）单击右侧的“添加公式” 或是 双击参数rk，将会出现“公式编辑器”窗口，如图3-3所示，在黑色框内输入公式：r+m。单击“确定”，即完成对“rk”的公式的编辑，其值变为“44mm”。其他三个参数的公式也如此。最终应为图3-2所示。（图3-3）此时打开特征树的“关系”，将会发现四个公式，如图3-4所示。（图3-4）第四步：建立一组X，Y,关于参数t的函数，方程为：x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad) y=(rb*cos(t*PI*1rad)+(rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad)（1） 单击“知识工程”中从左向右第四个图标右下角的三角，如图4-1所示，选中fog按钮，然后出现“法线曲线 编辑器”窗口，将“发现曲线 的名称”改为x(以便以后使用),如图4-2所示，然后单击“确定”。 （图4-1） （图4-2） （2） 出现“规则编辑器”窗口，在右侧将参数类型改为“长度”，单击“新类型参数”，将“形式参数”改为“x”，再将参数类型改为“实数”，单击“新类型参数”，将“形式参数”改为“t”，在左边的编辑栏输入公式：x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)，如图4-3所示。然后单击“确定”。同理，建立一个关于“y”的函数。最终在特征树的“关系”中看到如图4-4所示。 （图4-3）（图4-4）第五步：在xy平面画一个点，坐标为（0，0），以此点为圆心在xy平面上建立齿根圆。（1）建立“点”，单击图5-1，“1”处图标，出现“点定义”，将X,Y,Z坐标都设置为0，单击“确定”。点创建完成。（2）单击“圆命令”，如图5-1，“2”处所示。（图5-1）出现“圆定义”窗口，如图5-2所示，中心选择刚才创建的点1，支持面选择XY平面，在“圆限制”中选择“全圆”。（图5-2）半径，右键选择“编辑公式”，在右侧的“全部 的成员”中双击rf（齿根圆），单击“确定”。同理，建立齿顶圆（rk）和分度圆（r）。如图5-3所示。（图5-3）第六步： 画齿廓，在xy平面上作点。“点类型”选择“平面上”，平面选择XY平面，坐标H右键编辑公式，在中间的“参数 的成员”中选取最后一个“Law”双击右侧“Law 的成员”中的“关系X”单击左侧“词典”中的“法则曲线”双击右侧“Law-Evaluate（实数）；实数”在上面的框中括号中输入“0.1”，单击“确定”（要是出现其他窗口单击是即可）；坐标V的建立方法同坐标H。（注意要选择“关系y”）然后再绘制几个点，比如选择t=0.1,，0.15，0.2,0.25,0.3,0.35,0.4时的几个点。（四个，五个都可以）如图6-1所示。（图6-1）然后再用空间曲线连接各点：（1） 选择“样条线”，如图5-1，“3”处。分别点选六个点连成一条空间曲线。然后再将这个曲线向内侧延伸，单击“操作”工作条中的“外插延伸”命令，如图6-2所示， （图6-2）在“外插延伸定义”窗口中，“边界”选择最内侧的点，“外插延伸的”选择这条曲线，单击“确定”。（2） 单击图5-1，“2”处的右下角的三角，选择“圆角”命令，分别点选“外插延伸.1”和圆1。注意点选的位置，如图6-3所示，同时注意圆角的位置，若果不是此图位置，请单击“下一个解法”，直至到此图所示。 （图6-3）半径，可以使用默认的“1mm”，也可以右键在框中输入“0.38*m”，这是直齿轮的经验公式。（3） 剪切。单击图6-2中的第二个图标的右下角的三角，选择“修剪”命令，分别点选点选“外插延伸”和刚刚创建的圆角。注意点选的位置，如图6-4所示， （图6-4）（图6-5）（4） 然后找到分度圆和外插延伸的交点。单击“线框”工具条的“相交”命令，如图6-5所示，然后点选分度圆和外插延伸，确定得到交点。（5） 再创建一个平面，单击“线框”工具条的“平面”命令，“平面类型”选择“通过点和直线”，点选择刚才创建的点，直线选择Z轴，确定。（6） 再创建一个平面，新平面与yz平面成一夹角，此次“平面类型”选择“与平面成一角度或垂直”，旋转轴选择Z轴，参考选择刚才创建的平面；角度，右键编辑公式在框中输入公式“-360deg/4/z” ，确定，再次确定，既得“平面2”。（7） 对称出齿轮另一侧。单击“操作”工具条的第五个图标的右下角的三角，选择“对称”命令，在“对称定义”窗口的“元素”框内选取“剪切1”，“参考”选取“平面2”，确定即可。（8） 修剪出齿轮的形状。单击“修剪”命令，将“模式”改为“段”，然后依次点选外插延伸曲线和它的对称出来的曲线，最后点选齿顶圆，点选位置如图6-6所示1、2、3， （图6-6）在单击“修剪”命令，修剪齿根圆，如图6-6所示4、5、6。最后隐藏分度圆。最终为如图6-7所示。 （图6-7）第七步： 做出另一端面的轮廓线。 （1）使用平移工具，创建轮廓线。“元素”选择“剪切3”或是齿轮轮廓，“方向”选择Z轴；距离，右键输入公式“depth”（就是齿厚），确定，再次确定； （2）使用旋转工具（与平移在一个里）。“元素”选择“平移1”，“轴线”选择Z轴；角度，右键输入公式“depth*tan(beta)/rk*57.3deg”，确定。如图7-1所示。 （图7-1）第八步：（1）创建齿根圆，方法如上，不再赘述。（2）过圆心做一条直线。点1选择圆心；点2，右键创建点在“点定义中的”“平面”选择YZ平面坐标H选择“0”坐标V右键编辑公式输入公式“depth”，确定，再次确定。（3）使用扫描工具创建齿坯。在“曲面”工具条中单击“扫掠”命令，在“扫掠曲面定义”窗口中的“轮廓”选择刚才建立的齿根圆，“引导曲线”选择刚才建立的直线，确定。结果如图8-1所示。 （图8-1）（4） 使用多截面曲面生成齿轮轮廓。在“曲面”工具条中单击“多截面曲面”命令，然后点选“剪切3”或是最初的齿轮轮廓单击闭合点1点选“旋转1”单击闭合点2.注意两个闭合点的选择一定要在齿形曲面上位置相对应，如图8-2所示。 （图8-2）第九步：生成实体的齿轮（1） 进入零件设计模块。开始机械设计零件设计。（2） 使用封闭曲面工具生成实体。在“基于曲面特征”的工具条中选择“封闭曲面”的命令，然后选择“扫掠1”，确定。同理，将单一的齿轮生成实体。如图9-1所示。 （图9-1）（3） 使用环形矩阵生成剩余的齿轮齿。在“特征变换”工具条中选择“环形矩阵”命令，在“定义圆形矩阵”中的“实例”右键编辑公式输入公式“z”；角度右键编辑公式输入公式“360deg/z”，确定；“参考元素”选择Z轴；“对象”选择“封闭曲面2”或是单一的齿轮齿（其实这个地方使用默认也可以），确定。如图9-2所示。（图9-2） 现在斜齿轮就已经生成了，最后只需要修改相应的一些参数，就能够直接生成所需要的齿轮了。只要把beta的值改为0deg就可以生成直齿圆柱齿轮了。