catia-v5空间曲面类零件建模实例

1、第8章 空间曲面类零件建模【内容】本章将介绍在CATIA V5R12中进行空间曲面类零件建模的方法，主要练习复杂图形的草图绘制方法及拉伸成形、拉伸切割等特征造型工具的使用方法。【实例】实例1：创建空间曲面类零件蜗杆。实例2：创建空间曲面类零件链轮。实例3：创建空间曲面类零件齿轮。【目的】通过本章的学习，使用户了解在CATIA V5R12中进行简单的空间曲面类零件建模的方法，掌握空间曲面类零件建模的一般规律。8.1 阿基米德蜗杆在桌面上双击CATIA的快捷方式图标，进入CATIA系统的“product1”界面。或者从【开始】菜单中选择CATIA命令，运行该软件。单击“Start（开始）”下拉菜单

2、，依次选择“Mechanical Design（机械设计）”“Part Design（零件设计）”命令，进入零件设计模块。单击“View（视图）”下拉菜单，依次选择“Tree Expansion（展开模型树）”“Expand Second Level（展开二层模型树）”命令，将目录树展开，如图8.1所示。或者在进入零件设计模块后，在左边的模型树中逐一单击“+”号，将目录树展开，如图8.2所示。图8.1 模型树二层树展开图8.2 单击“+”号展开模型树阿基米德蜗杆是实际应用最广泛的一种蜗杆形式。这种蜗杆在其轴面内的形状为直线齿廓的齿条，与垂直轴线的平面的交线为阿基米德螺旋线。产生成形特征后的阿基

3、米德蜗杆外形如图8.3所示。其建模操作步骤如下：图8.3 阿基米德蜗杆1产生蜗杆本体（1）选择yz平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。在轮廓工具栏中，单击（中心线）工具，画水平中心线，作为形成蜗杆本体的旋转轴线。单击（折线）工具画折线，绘制完成的草图如图8.4所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示。图8.4 绘制草图图8.5 修改尺寸（2）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（旋转成形）工具，在窗口绘图区中显示如图8.6所示的旋转成形预览画面，并显示如图8.7所示的对话框。在对话框中设置“First ang

4、le（旋转角度）”为360°，单击“OK（确定）”按钮，完成旋转成形操作，结果如图8.8所示。图8.6 旋转成形预览画面.图8.7 “旋转成形”对话框图8.8 旋转成形结果（3）用鼠标选择欲产生倒角的棱边，如图8.9所示。单击特征工具栏中的（倒角）工具，在窗口中显示如图8.10所示的对话框，在对话框中选择“Mode（模式）”为“Length1/Angle（长度/角度）”，“Length1（长度）”为9mm，“Angle（角度）”为30°，选中“Reverse（反向）”选项可调整倒角方向，单击“OK（确定）”按钮，完成30°倒角设计。用同样的方法选择另一侧边线，完成

5、30°倒角设计，结果如图8.11所示。注意30°倒角存在倒角的方向问题，两侧不能同时选择进行倒角。完成倒角特征的蜗杆本体如图8.12所示。图8.9 选择需倒角的棱边图8.10 “倒角”对话框图8.11 在另一侧产生倒角图8.12 完成倒角特征的蜗杆本体2形成蜗杆螺旋面“Insert（插入）”下拉菜单，在其中选择“Axis System（轴系统）”命令，系统显示如图8.14所示的对话框，单击“OK（确定）”按钮，以默认值插入坐标系。图8.13 “插入”下拉菜单图8.14 “坐标系定义”对话框（2）单击参考元素工具栏中的（点）工具，绘制螺旋曲线的起始点，在窗口显示的对话框中输入

6、x坐标为0、y坐标为173mm、z坐标为26mm，如图8.15所示，单击“OK（确定）”按钮。设定的螺旋曲线起始点如图8.16所示。（3）在“Start（开始）”下拉菜单中，依次选择“Mechanical Design（机械设计）”“Wireframe and Surface Design（线框和曲面设计）”命令，进入曲面设计模块。单击线框工具栏中的“螺旋曲线定义”对话框。对话框中的“Start point（起始点）”参数通过单击所绘的起始点选定，选择“Axis（轴）”参数为y坐标轴，设定螺旋曲线螺距为、长度为100mm、然后单击“OK（确定）”按钮，即产生如图8.18所示的螺纹曲线。图8.1

7、5 “点定义”对话框图8.16 设定螺旋曲线起始点图8.17 “螺旋曲线定义”对话框图8.18 产生的螺纹曲线（4）在模型树上选择yz平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。在轮廓工具栏中，单击（折线）工具绘制草图，双击鼠标左键完成断面形状草图的绘制，结果如图8.19所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注并修改尺寸，结果如图8.20所示。图8.19 绘制断面草图图8.20 标注并修改调整尺寸（5）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。在“Start（开始）”下拉菜单中，依次选择“Mechanical Design（机械设计）”“Part Design（零件设计）”命令，

8、进入零件设计模块。单击特征工具栏中的（扫描切割）工具，系统显示“扫描切割”对话框，在“Profile（断面）”选项框中选择扫描断面，在“Center curve（扫描导线）”选项框中选择螺旋曲线，在“Profile control（轮廓控制）”选项栏的选项框中选择“Keep angle（保持角度）”进行扫描切割，可保证所形成的螺旋面轴向剖面内为直线齿廓形状。然后再选择水平Y轴作为扫描切割参考中心线，即完成扫描切割的设定，如图8.21所示。扫描切割预览画面如图8.22所示，此时系统将自动生成扫描切割实体，成形的蜗杆螺旋面如图8.23所示。图8.21 “扫描切割”对话框图8.22 扫描切割预览画面

9、图8.23 成形的蜗杆螺旋面3修补切削（1）产生基准面1平行于zx平面。首先在模型树中单击zx平面，以zx平面作为基准面，然后单击参考元素工具栏中的（参考平面）工具，系统显示如图对话框，在“Offset（偏移距离）”文本框中输入170mm，预览画面如图8.25所示，单击“OK（确定）”按钮，完成的基准面1就是一个相对zx坐标平面偏置的平面。图8.24 “参考平面”对话框图8.25 预览画面（2）在如图8.26所示的模型树上选择平面1作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示

10、。图8.26 选择平面1图8.27 画圆并修改尺寸（3）单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸切割）工具，系统显示如图8.28所示的预览画面，并在窗口中显示如图8.29所示的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“Dimension（特定距离）”，在“Depth（深度）”文本框中输入8mm，单击“OK（确定）”按钮，完成拉伸切割操作。图8.28 拉伸切割预览画面图8.29 “拉伸切割”对话框（4）产生基准面2平行于zx平面。首先在模型树中单击zx平面，以zx平面作为基准面，然后单击参考元素工具栏中的（参考平面）工具，系统显示如对话框，在“Offset（偏移距离）”文本

11、框中输入276mm，预览画面如图8.31所示，单击“OK（确定）”按钮，完成的基准面2就是一个相对zx坐标平面偏置的平面。图8.30 “参考平面”对话框图8.31 预览画面（5）在模型树上选择平面2作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注并修改尺寸，结果如图所示。使用特征工具栏中的（拉伸切割）工具完成蜗杆另一端面的修补切削，结果如图8.33所示。图8.32 标注并修改尺寸图8.33 修补切削结果（6）在“Tools（工具）”下拉菜单中，依次单击“Hide（隐藏）”“All Curves（所有曲线）”命令隐藏螺旋

12、线，结果如图8.34所示。图8.34 隐藏螺旋线4键槽的形成（1）产生基准面3平行于yz平面。首先在模型树中单击yz平面，以yz平面作为基准面，然后单击参考元素工具栏中的（参考平面）工具，系统显示如对话框，在“Offset（偏移距离）”文本框中输入。预览画面如图8.36所示，单击“OK（确定）”按钮，完成的基准面3就是一个相对yz坐标平面偏置的平面。图8.35 “平面定义”对话框图8.36 预览画面（2）在模型树上选择基准面3作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（折线）工具，从坐标原点开始画垂直、水平线。在草图绘制工具栏中，单击（相切圆弧）工具，绘制如图8.

13、38所示的草图。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示。图8.37 选择相切圆弧工具图8.38 绘制草图图8.39 标注并修改尺寸（3）单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸切割）工具，系统显示如图8.40所示的预览画面，并在窗口中显示如图8.41所示的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“Up to next（成形至下一面）”，单击“OK（确定）”按钮，完成切除键槽造型设计，结果如图8.42所示。图8.40 拉伸切割预览画面图8.41 “拉伸切割”对话框图8.42 完成切除键槽造型5倒角特征（1）单击特征工具栏中的（倒圆角）工

14、具，用鼠标选择欲产生圆角处，选定的像素以红色显示，如图8.43所示，并显示如图8.44所示的对话框。在“Radius（半径）”文本框中输入2mm，指定圆角半径，单击“OK（确定）”按钮。用同样的方法完成另一端圆角的绘制。图8.43 选择欲产生圆角处图8.44 “倒圆角”对话框（2）单击特征工具栏中的（倒角）工具，系统显示如图8.45所示的对话框。在“Mode（模式）”对话框中选择“Length1/Angle（长度/角度）”，在“Length1（长度）”文本框中输入1mm，在“Angle（角度）”文本框中输入45°，用鼠标选择需倒角的边线，如图8.46所示。单击“OK（确定）”按钮，完

15、成倒角特征设计。图8.45 “倒角”对话框图8.46 选择需倒角的边线（3）实体造型结束后，在“Tools（工具）”下拉菜单中，依次单击“Hide（隐藏）”“All Plane（所有参考面）”、“All Axis System（所有轴系统）”命令，隐藏基准面与坐标系。完成的蜗杆实体造型如图8.47所示。图8.47 蜗杆实体造型 滚子链链轮在这里介绍链轮滚子直径为、链轮齿数为25的单排及双排链轮的三维实体建模的方法。 单排链轮产生成形特征后的单排链轮外形如图8.48所示。其建模操作步骤如下：1旋转成形链轮本体“File（文件）”下拉菜单，选择“New（新建）”选择“Part（零件）”选项，进入零

16、件设计模块。图8.48 单排链轮外形图8.49 “文件”下拉菜单图8.50 选择“零件”选项（2）在模型树上选择xy平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击草图绘制工具栏中的（几何约束）工具，启用几何约束。单击轮廓工具栏中的（中心线）工具，画水平中心线。单击（折线）工具，以坐标原点为起点绘制草图，双击鼠标左键完成草图绘制，绘制完成的草图如图8.51所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，结果如图8.52所示。再双击尺寸线修改尺寸，结果如图8.53所示。图8.51 草图绘制图8.52 标注尺寸图8.53 修改尺寸（3）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征

17、工具栏中的（旋转成形）工具，系统显示如预览画面，并在窗口中显示如对话框。在对话框中设置“First angle（旋转角度）”为360°，单击“OK（确定）”按钮，完成旋转成形操作，结果如图8.56所示。图8.54 旋转成形预览画面图8.55 “旋转成形”对话框图8.56 旋转成形结果2成形链轮轴面齿形（1）在模型树上选择xy平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（矩形）工具，在界面上选定起点位置，拖曳鼠标至对角线上的一点，单击鼠标左键完成矩形草图绘制，结果如图8.57所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图8.58所示。

18、图8.57 草图绘制图8.58 修改尺寸（2）单击轮廓工具栏中的（圆弧）工具，画一段圆弧，如图8.59所示。再单击（圆弧）工具，画另一段圆弧，如图8.60所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图8.61所示。（3）单击操作工具栏中的（剪切）工具，单击圆弧上部欲保留部分1处及直线上欲保留部分2处，选定的边线以高反差的颜色显示，并自动删除直线的多余部分。用同样的方法完成其它位置草图的修剪，结果如图8.63所示。图8.59 画一段圆弧图8.60 画另一段圆弧图8.61 修改尺寸（4）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（旋转成形

19、）工具，系统显示如对话框，在对话框中设置“First angle（旋转角度）”为360°，将鼠标指向圆柱外表面，系统以蓝色点划线显示旋转中心线，如图8.65所示，并显示如预览画面。单击鼠标左键选定中心线，单击“OK（确定）”按钮，完成旋转成形操作，结果如图8.67所示。图8.62 选择1、2处图8.63 草图修剪图8.64 “旋转成形”对话框图8.65 显示旋转中心线图8.66 旋转成形预览画面图8.67 旋转成形结果3链轮端面齿形绘制（1）选择如图8.68所示的端面作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。在如图8.69所示的草图绘制工具栏中，单击（几何模式）工具，启用

20、几何模式。（2）单击轮廓工具栏中的（圆）工具画圆。单击（中心线）工具，画与垂直轴成60°的辅助线。然后单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，绘制完成的草图如图所示。图8.68 选择绘图平面图8.69 草图绘制工具栏图8.70 草图绘制（3）在草图绘制工具栏中单击（几何模式）工具，关闭几何模式。在轮廓工具栏中单击（圆弧）工具，以图8.71所示的虚圆与垂直轴的交点为圆心，画半径为的小圆弧。单击（圆弧）工具，画另一段圆弧，圆心在右端辅助线上。在约束工具栏中单击（约束）工具，标注尺寸，然后双击尺寸线，调整半径尺寸为，结果如图8.72所示。用同样的方法画左端圆弧，结果

21、如图8.73所示。图8.71 画小圆弧图8.72 画右端大圆弧图8.73 画左端大圆弧（4）按住<Ctrl>键移动鼠标选择小圆弧与左端大圆弧，然后单击约束工具栏中的（在对话框中设定约束）工具，在显示的“设定约束条件”对话框中选中“Tangency（相切）”约束条件，可完成小圆弧与左端大圆弧的相切，结果如图8.74所示。用同样的方法完成小圆弧与右端大圆弧的相切，结果如图8.75所示。注意：绘制圆弧的过程中不要自动添加其它相切约束，否则会造成图形无法修改。（5）用鼠标选择链轮实体边界，系统以红色显示所选择的边界线，单击操作工具栏中的（3D元素投影）工具，在图形外部单击鼠标左键，系统以黄

22、色显示其投影，如图8.76所示。（6）单击操作工具栏中的（剪切）工具，先用鼠标单击如图8.77所示的1处再单击2处，选定的边线以高反差的颜色显示，并自动删除多余的大圆弧处线条；用鼠标单击2处再单击1处，多余的小圆弧线条便被自动删除；单击1处再用鼠标单击如图8.78所示的3处，多余的圆弧线条及部分轮廓投影线便被自动删除。用同样的方法完成另一侧图形的修剪，形成全封闭图形，结果如图8.79所示。注意：图形多余线条的裁剪必须完全，否则，进行其它实体特征造型时，会出现错误提示。图8.74 完成相切约束图8.75 完成相切约束图8.76 链轮实体边界线投影图8.77 删除多余线条图8.78 删除多余线条图

23、8.79 全封闭图形4成形链轮齿形（1）单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸切割）工具，系统显示如对话框。在“Type（形式）”选项框中选择“Up to next（成形至下一面）”，系统显示预览画面。若预览画面中显示的拉伸切割方向正确，单击“OK（确定）”按钮，完成拉伸切割操作，结果。图8.80 “拉伸切割”对话框图8.81 拉伸切割预览画面图8.82 拉伸切割结果（2）在如图8.83所示的模型树上选择拉伸切割成形的实体，单击变换特征工具栏中的“设定阵列方式”对话框，在“Parameters（参数）”选项框中选择“Instance（s）&angular spac

24、ing（实体数与角度间隔）”，在“Instance（s）（阵列个数）”文本框中输入25，在“Angular Spacing（角度间隔）”°，然后再单击圆柱面作为参考面，此时系统将会显示阵列预览画面，如图8.85所示。若位置正确，单击“OK（确定）”按钮，圆形阵列结果如图8.86所示。图8.83 选择“”图8.84 “设定阵列方式”对话框图8.85 阵列预览画面图8.86 圆形阵列结果5拉伸切割中心孔（1）选择如图8.87所示的端面作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果

25、如图所示。单击轮廓工具栏中的（矩形）工具画矩形，绘制完成的草图如图8.89所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图8.90所示。图8.87 选择绘图平面图8.88 画圆并修改尺寸图8.89 画矩形（2）单击操作工具栏中的（剪切）工具，先单击如图8.91所示的1处再单击2处，选定的边线以高反差的颜色显示，并自动删除多余的大圆处线条。单击如图8.92所示的1处再单击3处，通过拉伸功能补全大圆弧，并自动删除多余的直线线条，结果如图8.93所示。图8.90 修改尺寸图8.91 选择边线1、2图8.92 选择边线1、3（3）单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特

26、征工具栏中的（拉伸切割）工具，系统显示如预览画面，并显示如的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“Up to next（成形至下一面）”，单击“OK（确定）”按钮，完成拉伸切割操作，结果如图8.96所示。图8.93 修剪草图图8.94 拉伸切割预览画面图8.95 “拉伸切割”对话框6倒角特征（1）产生圆角的链轮如图8.97所示。单击特征工具栏中的（倒圆角）工具，用鼠标选择欲产生圆角处，选定的边线以红色显示，如图8.98所示，并显示如图8.99所示的对话框。在“Radius（半径）”文本框中输入5mm，指定圆角半径，单击“OK（确定）”按钮。图8.96 拉伸切割结果图8.97 产生圆角的链

27、轮图8.98 选择欲产生圆角处（2）单击特征工具栏中的（倒角）工具，系统显示如图8.100所示的对话框，在“Mode（模式）”选项框中选择“Length1/Angle（长度/角度）”，在“Length1（长度）”文本框中输入1mm，在“Angle（角度）”文本框中输入45°，用鼠标选择需倒角的边线，如。单击“OK（确定）”按钮，完成倒角特征设计，结果如。图8.99 “倒圆角”对话框图8.100 “倒角”对话框（3）在“Tools（工具）”下拉菜单中，依次选择“Hide（隐藏）”“All Plane（所有参考面）”命令隐藏基准面，完成后的链轮实体造型如图8.103所示，最后将文件存盘。

28、图8.101 选择需倒角的边线图8.102 倒角特征图8.103 链轮实体造型 双排链轮产生成形特征后的双排链轮外形如图8.104所示。其建模操作步骤如下：（1）在“File（文件）”下拉菜单中选择“Open（打开）”命令，调出原已存盘的链轮，如图8.105所示。在“File（文件）”下拉菜单中选择“Save As（另存为）”命令另存文件。图8.104 双排链轮外形图8.105 单排链轮“”，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。在如图8.107所示的草图中，将尺寸60mm修改为80mm。修改后的草图如图8.108所示。图8.106 选择“”图8.107 原始草图图8.108 修改尺寸（3）

29、单击（退出）工具，退出草图绘制模块。完成后的链轮实体造型如。（4）产生基准面1平行于yz平面。在“Tools（工具）”下拉菜单中，依次选择“Show（显示）”“All Plane（所有参考面）”命令，显示基准面。在模型树中单击yz平面，以yz平面作为基准面，然后单击参考元素工具栏中的（参考平面）工具，系统显示如对话框，在“Offset（偏移距离）”文本框中输入39mm，预览画面如图8.111所示。单击“OK（确定）”按钮，即产生平行于yz平面的基准面1，结果如图8.112所示。图8.109 链轮实体造型图8.110 “参考平面”对话框图8.111 预览画面（5）在如图8.113所示的模型树中选

30、择链轮零件实体作为当前镜像的实体，显示画面如图8.114所示。图8.112 偏置平面图8.113 选择链轮零件实体图8.114 显示画面（6）单击特征工具栏中的（镜像）工具，系统显示如图8.115所示的对话框，选择基准面1作为镜像对称面，镜像预览画面如图8.116所示。单击“OK（确定）”按钮，完成镜像操作，结果如图8.117所示。图8.115 “镜像”对话框图8.116 镜像预览画面（7）在“Tools（工具）”下拉菜单中，依次选择“Hide（隐藏）”“All Plane（所有参考面）”命令隐藏基准面，完成后的双排链轮实体造型如图8.118所示，最后保存文件。图8.117 镜像结果图8.11

31、8 双排链轮的实体造型8.3 渐开线圆柱齿轮渐开线圆柱齿轮是最常用的传动件。渐开线圆柱齿轮轮齿的齿廓曲线为渐开线。渐开线的方程式可用直角坐标方程式和极坐标方程式表示，在这里应用于齿轮实体建模的过程中，使用极坐标方程式表示比较方便。渐开线的极坐标方程式为根据此方程式便可以进行渐开线齿廓曲线草图的绘制及渐开线圆柱齿轮造型设计（具体计算可查阅机械设计手册渐开线函数表）。在这里介绍模数为5mm、齿数为19的齿轮轴及相同模数、齿数为51的直齿圆柱齿轮的实体造型方法。 齿轮轴成形的齿轮轴如图8.119所示。其建模操作步骤如下：图8.119 齿轮轴1旋转成形齿轮本体“File（文件）”下拉菜单，在其中选择“

32、New（新建）”“Part（零件）”选项，进入零件设计模块。图8.120 “文件”下拉菜单图8.121 选择“零件”选项（2）在模型树上选择xy平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（中心线）工具，画水平中心线。单击（折线）工具，以坐标原点为起点绘制草图，双击鼠标左键完成草图绘制，结果如图8.122所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图8.123所示。图8.122 绘制草图（3）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（旋转成形）工具，系统显示如预览画面，并在窗口中显示如对话框。在对话框中设置“Fi

33、rst angle（旋转角度）”为360°，单击“OK（确定）”按钮，完成旋转成形操作，结果如图8.126所示。图8.123 修改尺寸图8.124 旋转成形预览画面图8.125 “旋转成形”对话框2渐开线齿形草图绘制（1）建立基准面1平行于zx平面。首先选择模型树中的zx坐标平面作为基准面，单击参考元素工具栏中的（参考平面）工具，系统显示如对话框，在“Offset（偏移距离）”文本框中输入155mm，预览画面如图8.128所示，单击“OK（确定）”按钮完成基准面1的偏移，结果如图所示。图8.126 旋转成形结果图8.127 “参考平面”对话框图8.128 预览画面图8.129 偏置平

34、面（2）在模型树中选择基准面1作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（中心线）工具，画水平、垂直中心线。在如图8.130所示的草图绘制工具栏中，单击（几何模式）工具。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画基圆、分度圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示。（3）在草图绘制工具栏中，单击（建构模式）工具。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画齿根圆、齿顶圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，结果如图所示。图8.130 草图绘制工具栏图8.131 画基圆、分度圆图8.132 画齿根圆、齿顶圆（4）单击轮廓工具栏中的（样条曲线）工具，

35、用描点法画曲线，。为了便于观察，单击轮廓工具栏中的（中心线）工具，将各点与坐标原点连线。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注各点与水平轴的夹角（将极角增大90°，成为与水平轴的夹角）及线段的长度尺寸，按各点的极坐标值修改尺寸，结果如图所示。（5）单击轮廓工具栏中的（中心线）工具，过坐标原点画一条直线作为渐开线齿廓的对称中心线，单击约束工具栏中的（约束）工具，标注直线与垂直轴的夹角，再修改尺寸，确定渐开线齿廓的对称中心线位置，结果如图8.135所示。（6）单击操作工具栏中的（镜像）工具，用鼠标选择用描点法画成的渐开线渐开线齿廓形状。单击轮廓工具栏中的（直线）工具，将坐标原点与基圆上的点

36、连线，形成小齿轮齿廓的直线部分，如图8.137所示。（7）单击操作工具栏中的（剪切）工具，单击直线上部欲保留部分1处及齿根圆上欲保留部分2处，选定的边线以高反差的颜色显示，并自动删除多余部分。单击部欲保留部分1处及齿顶圆上欲保留部分3处，多余部分线条便被自动删除。用同样的方法完成其它位置草图的修剪，最后形成的齿形如图8.140所示。图8.133 用描点法画曲线图8.134 修改尺寸图8.135 渐开线齿廓的对称中心线图8.136 渐开线齿廓形状图8.137 形成齿廓直线部分图8.138 删除多余线条图8.139 删除多余线条图8.140 完成草图修剪3齿轮轮齿成形（1）草图绘制完成后，单击（退

37、出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸成形）工具，系统显示如图所示的预览画面，并在窗口中显示如图8.142所示的对话框。在“Type（形式）”选项框中选择“Dimension（特定距离）”，在“Length（长度）”文本框中输入76mm。若预览画面中显示的拉伸方向正确，单击“OK（确定）”按钮，完成拉伸成形操作，结果如图8.143所示。（2）单击特征工具栏中的（倒圆角）工具，用鼠标选择两端的齿根轮廓线，选定的轮廓线以红色显示，如图8.144所示。系统显示如图8.145所示的对话框，在“Radius（半径）”文本框中输入1mm，指定圆角半径，单击“OK（确定）”按钮。用同样的方法对

38、另一端进行倒圆角操作。图8.141 拉伸成形预览画面图8.142 “拉伸成形”对话框图8.143 拉伸成形结果图8.144 选择轮廓线图8.145 “倒圆角”对话框（3）在模型树上选择拉伸成形的实体，单击变换特征工具栏中的“设定阵列方式”对话框，在“Parameters（参数）”选项框中选择“Instance（s）&angular spacing（实体数与角度间隔）”，在“Instance（s）（阵列个数）”文本框中输入19，在“Angular Spacing（角度间隔）”文本框中输入°，然后单击圆柱面作为参考面，此时系统将会显示阵列预览画面，如图8.147所示。若位置正确，

39、单击“OK（确定）”按钮，圆形阵列结果如图8.148所示。图8.146 “设定阵列方式”对话框图8.147 阵列预览画面4键槽成形（1）产生基准面3平行于yz平面。首先在模型树中选择yz平面，以yz平面作为基准面，然后单击参考元素工具栏中的（参考平面）工具，系统显示如对话框，在“Offset（偏移距离）”文本框中输入23mm，系统显示如图8.150所示的预览画面。单击“OK（确定）”按钮，产生的基准面3就是一个相对yz坐标平面偏置的平面，如图8.151所示。图8.148 圆形阵列结果图8.149 “参考平面”对话框图8.150 预览画面图8.151 产生基准面3（2）在模型树上选择基准面2作为

40、绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（相切圆弧）工具，绘制草图，结果如图8.153所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图8.154所示。图8.152 选择相切圆弧工具图8.153 绘制草图图8.154 标注并修改尺寸（3）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸切割）工具，系统显示如图8.155所示的预览画面，并在窗口中显示如图8.156所示的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“Up to next（成形至下一面）”，单击“OK（确定）”按钮，完成切除键槽造型设计，结果如图8.1

41、57所示。图8.155 拉伸切割预览画面图8.156 “拉伸切割”对话框5倒角特征（1）单击特征工具栏中的（倒圆角）工具，用鼠标选择欲产生圆角处，选定的像素以红色显示，如图8.158所示。系统显示如图8.159所示的对话框，在“Radius（半径）”文本框中输入2mm，指定圆角半径，单击“OK（确定）”按钮。用同样的方法完成另一端圆角的绘制。图8.157 切除键槽造型图8.158 选择欲产生圆角处（2）单击特征工具栏中的（倒角）工具，系统显示如图8.160所示的对话框，在“Mode（模式）”选项框中选择“Length1/Angle（长度/角度）”，在“Length1（长度）”文本框中输入1mm

42、，在“Angle（角度）”文本框中输入45°，用鼠标选择需倒角的边线，如图8.161所示。单击“OK（确定）”按钮，完成倒角特征设计。（3）实体造型结束后，在“Tools（工具）”下拉菜单中，依次选择“Hide（隐藏）”“All Plane（所有参考面）”、“All Axis System（所有轴系统）”命令隐藏基准面与坐标系，完成后的齿轮轴实体造型如图8.162所示。图8.159 “倒圆角”对话框图8.160 “倒角”对话框图8.161 选择需倒角的边线图8.162 齿轮轴实体造型 大齿轮成形的齿轮如图8.163所示。其建模操作步骤如下：1拉伸成形齿轮本体“File（文件）”下拉菜

43、单，选择“New（新建）”“Part（零件）”选项，进入零件设计模块。图8.163 齿轮实体造型图8.164 “文件”下拉菜单图8.165 选择“零件”选项（2）选择yz平面作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画齿根圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示。（3）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸成形）工具，系统显示预览画面，并在窗口中显示如图8.167所示的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“Dimension（特定距离）”，在“Length（长度）”文本框

44、中输入65mm。若预览画面中显示的拉伸方向正确，单击“OK（确定）”按钮，拉伸成形结果如图8.168所示。图8.166 画齿根圆并标注图8.167 “拉伸成形”对话框图8.168 拉伸成形结果2渐开线齿形草图绘制（1）选择如图8.169所示的端面作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（中心线）工具，画水平、垂直中心线。单击草图绘制工具栏中的（几何模式）工具，启用几何模式。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画基圆、分度圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示。（2）单击草图绘制工具栏中的（几何模式）工具，关闭几何模式。单击轮廓工

45、具栏中的（圆）工具画齿根圆、齿顶圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，结果如图所示。图8.169 选择绘图平面图8.170 画基圆、分度圆图8.171 画齿根圆、齿顶圆（3）单击轮廓工具栏中的（样条曲线）工具，用描点法绘制曲线，描点法选点的多少将影响渐开线的准确程度，选择的点数可随意确定。（4）使用机械设计手册中的渐开线函数表查阅并计算各点的极坐标值，如表8.1所示。双击如图8.173所示曲线上的点，在如图8.174所示的对话框的极坐标文本框内输入新值，直接改动点的位置即可。用描点法画出的渐开线如图8.175所示。图8.172 用描点法绘制曲线图8.173 双击曲线上的点图8.174

46、输入点的极坐标值表8.1各点的极坐标值取点极径rb /mm极角/°P190P2P3P4P5P6P7（5）单击轮廓工具栏中的（中心线）工具，将坐标原点与渐开线在分度圆上的点连线，并过坐标原点画一条中心线作为渐开线齿廓的对称中心线，如图8.176所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注两中心线间的夹角，再修改尺寸，确定渐开线齿廓的对称中心线位置，结果如图8.177所示。图8.175 用描点法画曲线图8.176 画中心线图8.177 标注两中心线间的夹角（6）单击操作工具栏中的（镜像）工具，单击用描点法绘制的渐开线渐开线齿廓形状。（7）单击操作工具栏中的（剪切）工具，单击上欲保留部分1处

47、及齿根圆上欲保留部分2处，选定的边线以高反差的颜色显示，并自动删除多余部分。单击圆弧上部欲保留部分3处及渐开线上欲保留部分1处，多余部分线条被自动删除。用同样的方法完成其它位置草图的修剪，结果如图8.181所示。图8.178 形成渐开线齿廓图8.179 选择1、2处边线图8.180 选择1、3处边线3齿轮轮齿成形（1）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸成形）工具，系统显示如图所示的预览画面，并在窗口中显示如图8.183所示的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“Dimension（特定距离）”，在“Length（长度）”文本框中输入65mm。若预

48、览画面中显示的拉伸方向正确，单击“OK（确定）”按钮，完成拉伸成形操作。图8.181 草图修剪结果图8.182 拉伸成形预览画面图8.183 “拉伸成形”对话框（2）在模型树上选择拉伸成形的实体，单击变换特征工具栏中的“设定阵列方式”对话框，在“Parameters（参数）”选项框中选择“Instance（s）&angular spacing（实体数与角度间隔）”，在“Instance（s）（阵列个数）”文本框中输入51，在“Angular Spacing（角度间隔）”°，然后单击圆柱面作为参考面，此时系统将会显示阵列预览画面，如图8.185所示。若位置正确，单击“OK（确定

49、）”按钮，圆形阵列结果如图8.186所示。图8.184 “设定阵列方式”对话框图8.185 阵列预览画面图8.186 圆形阵列结果4凸台成形（1）选择如图8.187所示的端面作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画圆。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示。图8.187 选取绘图平面图8.188 绘制草图并标注尺寸（2）草图绘制完成后，单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸成形）工具，系统显示如图所示的预览画面，并在窗口中显示如图8.190所示的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“D

50、imension（特定距离）”，在“Length（长度）”文本框中输入15mm。若预览画面中显示的拉伸方向正确，单击“OK（确定）”按钮。拉伸成形结果如图8.191所示。5中心孔成形（1）选择如图8.192所示的端面作为绘图平面，单击（草图绘制）工具，进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的（圆）工具画圆，单击（矩形）工具画矩形，绘制完成的草图如图8.193所示。单击约束工具栏中的（约束）工具，标注尺寸，再双击尺寸线修改尺寸，结果如图所示。图 拉伸成形预览画面图8.190 “拉伸成形”对话框图8.191 拉伸成形结果图8.192 选择绘图平面图8.193 草图绘制图8.194 修改尺寸（2）单击操作工具栏中的（剪切）工具，用鼠标选择欲保留部分，选定的边线以高反差的颜色显示，并自动删除多余部分，形成全封闭图形，结果如图8.195所示。（3）单击（退出）工具，退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的（拉伸切割）工具，系统显示如图8.196所示的对话框。在“Type（类型）”选项框中选择“Up to next（成形至下一面）”，预览画面。若预览画面中显示的拉伸切割方向不正确，则显示提示框。单击对话框中的“Reverse Direction（反向）”按钮，然后单击“OK（确定）”按钮，完成拉伸切割操作。图8.195 形成全封闭图形图8.196 “拉伸