使用catia绘制斜齿轮(直齿轮)的画法教程.doc

斜齿轮（直齿轮）的制作方法斜齿轮（直齿轮）的制作方法第一步：第一步：设置 catia，通过工具工具（tools）——基础结构基础结构（options）——显示显示 （relation），勾选“参数参数”和“关系关系”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：第二步：单击“开始开始”——形状形状——创成式外形设计创成式外形设计，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“确定确定”，即进入工作界面图 2-2）（图 2-1）第三步：第三步：对齿轮的各项参数进行输入参考参考：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 齿数齿数 Z Z 2020 整数整数 模数模数 m m 4 4 实数实数 压力角压力角 a a 20deg20deg 角度角度 齿顶圆半径齿顶圆半径 rkrk = = r+mr+m 长度长度 分度圆半径分度圆半径 r r = = m*z/2m*z/2 长度长度 基圆半径基圆半径 rbrb = = r*cosar*cosa 长度长度 齿根圆半径齿根圆半径 rfrf = = r-1.25*mr-1.25*m 长度长度 螺旋角螺旋角 betabeta 角度角度 齿厚齿厚 depthdepth 长度长度单击界面中的“知识工程知识工程”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：（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）如图3-23-2（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（图3-23-2））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+mr+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（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：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：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：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：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：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：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。