使用CATIA绘制斜齿轮(直齿轮~)的画法教学教案.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”。