第一十三章 实战进阶范例
第一节 主动齿轮轴
本实战进阶范例要完成的机械零件是一个主动齿轮轴，其完成效果如图13-1所示。本范例的主要难点在于齿轮的构建，这需要应用到渐开线方程关系式。轴上齿轮的模数m为2，齿数Z为18，齿形角（压力角）α 为20°，精度等级为766GM。
图13-1 主动齿轮轴
本实战进阶范例—主动齿轮轴设计的操作步骤如下。
1．新建实体设计零件文件
1）在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮
，弹出“新建”对话框。
，弹出“新建”对话框。
2）在“类型”选项组中选择“零件”单选按钮，在“子类型”选项组中选择“实体”单选按钮，在“名称”文本框中输入“bc_13_1”，取消选中“使用默认模板”复选框，然后单击“确定”按钮，弹出“新文件选项”对话框。
3）在“模板”选项组中选择“mmns_part_solid”公制模板，然后单击“确定”按钮。
2．创建旋转特征作为轴的主体
1）在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“旋转”按钮
，打开“旋转”选项卡。默认时，“旋转”选项卡中的“实体”按钮
处于被选中的状态。
，打开“旋转”选项卡。默认时，“旋转”选项卡中的“实体”按钮处于被选中的状态。
2）打开“放置”面板，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
3）选择“FRONT（基准平面）”作为草绘平面，以“RIGHT（基准平面）”作为“右”方向参考，然后单击“草绘”按钮，进入草绘模式。
4）在功能区的“草绘”选项卡的“设置”面板中单击“草绘视图”按钮
，以定向草绘平面使其与屏幕平行。在“基准”面板中单击“中心线”按钮
，绘制一条所需的水平的几何中心线来作为旋转轴。接着在“草绘”面板中单击“线链”按钮
来绘制旋转剖面，完成的图形如图13-2所示。
，以定向草绘平面使其与屏幕平行。在“基准”面板中单击“中心线”按钮，绘制一条所需的水平的几何中心线来作为旋转轴。接着在“草绘”面板中单击“线链”按钮来绘制旋转剖面，完成的图形如图13-2所示。
图13-2 绘制旋转剖面等
单击“确定”按钮
，完成旋转剖面绘制并退出草绘模式。
，完成旋转剖面绘制并退出草绘模式。
5）默认的旋转角度为360°，在“旋转”选项卡中单击“完成”按钮
，创建的旋转实体特征如图13-3所示。
，创建的旋转实体特征如图13-3所示。
图13-3 创建旋转实体特征
3．以旋转的方式切除材料
1）单击“旋转”按钮
，打开“旋转”选项卡。
，打开“旋转”选项卡。
2）默认时，“旋转”选项卡中的“实体”按钮
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮
。
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮。
3）打开“放置”面板，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。在“草绘”对话框中单击“使用先前的”按钮，进入草绘模式。
4）在功能区的“草绘”选项卡的“设置”面板中单击“草绘视图”按钮
，以定向草绘平面使其与屏幕平行。
，以定向草绘平面使其与屏幕平行。
5）绘制如图13-4所示的旋转剖面（由两个长方形构成），并务必单击“基准”面板中的“中心线”按钮 
添加一条水平的几何中心线来作为旋转轴。注意相关线段的约束关系。然后单击“确定”按钮
。
添加一条水平的几何中心线来作为旋转轴。注意相关线段的约束关系。然后单击“确定”按钮。
图13-4 绘制旋转剖面等
6）默认的旋转角度为360°，在“旋转”选项卡中单击“完成”按钮
，结果如图13-5所示。
，结果如图13-5所示。
图13-5 旋转切除材料的效果
4．创建环形槽（退刀槽）
1）选择“环形槽”命令，打开一个菜单管理器。
2）在菜单管理器的“选项”菜单中选择“360”|“单侧”|“完成”命令。
3）系统提示选择或创建一个草绘平面。选择“FRONT（基准平面）”作为草绘平面。
4）在菜单管理器出现的“方向”菜单中选择“确定”选项，以接受查看草绘平面的默认方向。
5）在菜单管理器出现的“草绘视图”菜单中选择“默认”选项，进入内部草绘模式。
6）在功能区的“草绘”选项卡的“设置”面板中单击“参考”按钮
，系统弹出“参考”对话框，添加如图13-6所示的两处轮廓线作为截面参考，然后在“参考”对话框中单击“关闭”按钮。
，系统弹出“参考”对话框，添加如图13-6所示的两处轮廓线作为截面参考，然后在“参考”对话框中单击“关闭”按钮。
图13-6 添加截面参考
7）在功能区的“草绘”选项卡的“基准”面板中单击“中心线”按钮
，绘制一条水平的几何中心线作为旋转轴，接着单击“线链”按钮
绘制开放的图形，如图13-7所示。
，绘制一条水平的几何中心线作为旋转轴，接着单击“线链”按钮 绘制开放的图形，如图13-7所示。
图13-7 绘制开放的图形
8）单击“确定”按钮
，创建的退刀槽如图13-8所示。
，创建的退刀槽如图13-8所示。
图13-8 完成退刀槽的创建
5．构建键槽
1）在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“拉伸”按钮
。
。
2）默认时，“拉伸”选项卡中的“实体”按钮
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮
。
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮。
3）打开“放置”面板，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
4）在功能区右侧区域单击“基准”|“平面”按钮
，弹出“基准平面”对话框。选择“FRONT（基准平面）”作为偏移参照，输入指定方向的平移值为“6”，如图13-9所示。然后在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮，创建默认名为“DTM1”的基准平面。
，弹出“基准平面”对话框。选择“FRONT（基准平面）”作为偏移参照，输入指定方向的平移值为“6”，如图13-9所示。然后在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮，创建默认名为“DTM1”的基准平面。
图13-9 创建基准平面
5）系统默认以刚创建的“DTM1（基准平面）”作为草绘平面，以“RIGHT（基准平面）”作为“右”方向参考，单击“草绘”对话框中的“草绘”按钮，进入草绘模式。
6）绘制如图13-10所示的拉伸剖面，单击“确定”按钮
。
。
图13-10 绘制拉伸剖面
7）在“拉伸”选项卡中单击“将拉伸的深度方向更改为草绘平面的另一侧”按钮
以获得所需的深度方向，并从“深度选项”下拉列表框中选择“穿透”选项
，此时拉伸切除特征的动态预览如图13-11所示。
以获得所需的深度方向，并从“深度选项”下拉列表框中选择“穿透”选项，此时拉伸切除特征的动态预览如图13-11所示。
图13-11 动态预览
8）在“拉伸”选项卡中单击“完成”按钮
，结果（完成键槽）如图13-12所示。
，结果（完成键槽）如图13-12所示。
图13-12 拉伸切除的结果（完成键槽）
6．创建倒角
1）在功能区的“模型”选项卡的“工程”面板中单击“边倒角”按钮
。
。
2）在“边倒角”选项卡中选择边倒角标注形式为“45×D”，并在“D”尺寸框中输入“2”。
3）按〈Ctrl〉键来选择如图13-13所示的3条边参照。
图13-13 选择要倒角的多条边参照
4）在“边倒角”选项卡中单击“完成”按钮
。
。
5）使用同样的方法，单击“边倒角”按钮
，选择边倒角标注形式为“45×D”，将“D”值设置为“1.5”，选择如图13-14所示的一条边参照，单击“完成”按钮
。
，选择边倒角标注形式为“45×D”，将“D”值设置为“1.5”，选择如图13-14所示的一条边参照，单击“完成”按钮。
图13-14 选择要倒角的一条边参照
7．创建外螺纹
1）在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“扫描”按钮
旁边的“下三角”按钮 ，单击“螺旋扫描”按钮
，打开“螺旋扫描”选项卡。
旁边的“下三角”按钮 ，单击“螺旋扫描”按钮，打开“螺旋扫描”选项卡。
2）在“螺旋扫描”选项卡中单击“实体”按钮
、“去除材料”按钮
和“使用右手定则”按钮
。
、“去除材料”按钮和“使用右手定则”按钮。
3）在“螺旋扫描”选项卡中打开“参考”面板，在“截面方向”选项组中选择“穿过旋转轴”单选按钮，如图13-15所示，接着单击“螺旋扫描轮廓”收集器右侧的“定义”按钮，系统弹出“草绘”对话框。
图13-15 在“参考”面板中操作
4）选择“FRONT（基准平面）”作为草绘平面，默认以“RIGHT（基准平面）”为“右”方向参考，如图13-16所示，单击“草绘”按钮。
图13-16 指定草绘平面
5）单击“草绘视图”按钮
以定向草绘平面使其与屏幕平行。在功能区“草绘”选项卡的“基准”面板中单击“中心线”按钮
，在水平绘图参考线上指定两点来绘制一条水平的几何中心线，接着在“草绘”面板中单击“线链”按钮
，绘制如图13-17所示的一段直线段。然后在“约束”面板中单击“重合”按钮
，选择刚绘制的直线段和相应的轮廓线，并标注尺寸和修改尺寸，结果如图13-18所示。在“草绘”选项卡中单击“确定”按钮
。
以定向草绘平面使其与屏幕平行。在功能区“草绘”选项卡的“基准”面板中单击“中心线”按钮，在水平绘图参考线上指定两点来绘制一条水平的几何中心线，接着在“草绘”面板中单击“线链”按钮，绘制如图13-17所示的一段直线段。然后在“约束”面板中单击“重合”按钮，选择刚绘制的直线段和相应的轮廓线，并标注尺寸和修改尺寸，结果如图13-18所示。在“草绘”选项卡中单击“确定”按钮。
图13-17 绘制一段直线段
图13-18 应用重合约束和尺寸约束
6）在“螺距值”文本框
中输入螺距值为“1.5”。
中输入螺距值为“1.5”。
7）在“螺旋扫描”选项卡中单击“创建或编辑扫描截面”按钮
，单击“草绘视图”按钮
以定向草绘平面使其与屏幕平行。接着绘制如图13-19所示的牙型横截面。
，单击“草绘视图”按钮以定向草绘平面使其与屏幕平行。接着绘制如图13-19所示的牙型横截面。
图13-19 绘制普通螺纹的牙型截面
8）在功能区的“草绘”选项卡中单击“确定”按钮
。
。
9）在“螺旋扫描”选项卡中单击“确定”按钮
。完成创建的外螺纹效果如图13-20所示。
。完成创建的外螺纹效果如图13-20所示。
图13-20 完成外螺纹
8．以拉伸的方式切除出一个通孔
1）在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“拉伸”按钮
。
。
2）默认时，“拉伸”选项卡中的“实体”按钮
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮
。
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮。
3）打开“放置”面板，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
4）选择“FRONT（基准平面）”作为草绘平面，以“RIGHT（基准平面）”作为“右”方向参考，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。
5）确保使草绘平面与屏幕平行后，绘制如图13-21所示的一个圆，然后单击“确定”按钮
。
。
图13-21 绘制拉伸切除的剖面
6）在“拉伸”选项卡中打开“选项”面板，从“侧1”下拉列表框中选择“
”，接着从“侧2”下拉列表框中也选择“
”。
”，接着从“侧2”下拉列表框中也选择“ ”。
7）在“拉伸”选项卡中单击“完成”按钮
，创建如图13-22所示的一个通孔。
，创建如图13-22所示的一个通孔。
图13-22 拉伸切除出的通孔
9．建立齿轮参数
1)在功能区的“模型”选项卡中单“模型意图”|“参数”按钮
，或者在功能区的“工具”选项卡的“模型意图”面板中单击“参数”按钮 
，打开“参数”对话框。
，或者在功能区的“工具”选项卡的“模型意图”面板中单击“参数”按钮 ，打开“参数”对话框。
2)在“参数”对话框中单击“添加新参数” 
，添加一个新参数。接着再分别单击4次“添加新参数”
，即在本例中一共添加5个新参数。
，添加一个新参数。接着再分别单击4次“添加新参数” ，即在本例中一共添加5个新参数。
3)分别修改新参照名称及其相应的数值、说明，如图13-23所示。
图13-23 定义新参数
4)在“参数”对话框中单击“确定”按钮，完成用户自定义参数的建立。
10．草绘定义分度圆、基圆、齿根圆和齿顶圆的圆
1)在功能区的“模型”选项卡的“基准”面板中单击“草绘”按钮
，弹出“草绘”对话框。
，弹出“草绘”对话框。
2)选择“RIGHT（基准平面）”作为草绘平面，以“TOP（基准平面）”作为“左”方向参考，单击“草绘”对话框中的“草绘”按钮，进入草绘模式。注意单击“草绘视图”按钮
以定向草绘平面。
以定向草绘平面。
3)分别绘制4个同心的圆，如图13-24所示。这时候不必修改各圆的直径尺寸，因为接下去使用关系式来驱动这些直径尺寸。
图13-24 草绘4个圆
4)在功能区中打开“工具”选项卡，从“模型意图”面板中单击“关系”按钮
，系统弹出“关系”对话框。此时，草绘截面的各尺寸以变量符号显示。
，系统弹出“关系”对话框。此时，草绘截面的各尺寸以变量符号显示。
5)在“关系”对话框中的“关系”文本框中输入如下关系式。
sd0=m*(z+2*ha) /*齿顶圆直径
sd1=m*z /*分度圆直径
sd2=m*z*cos(PA) /*基圆直径
sd3=m*(z?2*ha?2*c) /*齿根圆直径
DB=sd2
输入好关系式的“关系”对话框如图13-25所示。
图13-25 设置关系式
6)在“关系”对话框中单击“确定”按钮。
7)在功能区中切换到“草绘”选项卡，单击“确定”按钮
，完成草绘并关闭“草绘”选项卡。
，完成草绘并关闭“草绘”选项卡。
11．生成渐开线
1)在功能区的“模型”选项卡中单击“基准”组溢出按钮，接着单击“曲线”命令旁的“三角展开”按钮 ，再从打开的曲线命令列表中选择“来自方程的曲线”命令，打开“曲线：从方程”选项卡。
2)从“坐标类型”
下拉列表框中选择“笛卡儿”选项，此时“参考”面板中的“坐标系”收集器处于活动状态，在图形窗口或模型树中选择PRT_CSYS_DEF基准坐标系。
下拉列表框中选择“笛卡儿”选项，此时“参考”面板中的“坐标系”收集器处于活动状态，在图形窗口或模型树中选择PRT_CSYS_DEF基准坐标系。
3)在“曲线：从方程”选项卡中单击“方程”按钮，系统弹出“方程”对话框。
4)在“方程”对话框的“关系”文本框中输入下列函数方程。
r=DB/2 /*r为基圆半径
theta=t*45 /*设置渐开线展角为从0～45°
x=0
y=r*sin(theta)?r*(theta*pi/180)*cos(theta)
z=r*cos(theta)+r*(theta*pi/180)*sin(theta)
完成输入函数方程的“方程”对话框如图13-26所示。
图13-26 定义渐开线方程
5)在“方程”对话框中单击“确定”按钮。
6)在“曲线：从方程”选项卡中，设置“自”值为0，“至”值为“1”，然后单击“完成”按钮
，完成创建的渐开线如图13-27所示。
，完成创建的渐开线如图13-27所示。
图13-27 完成创建渐开线
12．创建基准点
1)在功能区的“模型”选项卡的“基准”面板中单击“基准点”按钮
，打开“基准点”对话框。
，打开“基准点”对话框。
2)选择渐开线，按住〈Ctrl〉键的同时选择分度圆曲线，如图13-28所示。
图13-28 创建基准点PNT0
3)在“基准点”对话框中单击“确定”按钮，从而在所选两条曲线的交点处创建一个基准点PNT0。
13．创建通过基准点与圆柱轴线的参考平面
1)在功能区的“模型”选项卡的“基准”面板中单击“基准平面”按钮
，打开“基准平面”对话框。
，打开“基准平面”对话框。
2)选择圆柱轴线A_1，按住〈Ctrl〉键的同时选择基准点PNT0，如图13-29所示。
图13-29 创建基准平面DTM2
3)在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮，完成创建基准平面DTM2。
14．创建基准平面M_DTM
1)单击“基准平面”按钮
，打开“基准平面”对话框。
，打开“基准平面”对话框。
2)确保选中“DTM2（基准平面）”，按住〈Ctrl〉键的同时选择轴线A_1，接着在“基准平面”对话框的“旋转”框中输入“360/(4*z)”，按〈Enter〉键后，系统弹出一个对话栏，如图13-30所示，单击“是”按钮以要添加“360/(4*z)”作为特征关系，系统开始计算该关系式。
图13-30 创建基准平面
3)在“基准平面”对话框中，切换至“属性”选项卡，在“名称”文本框中将基准平面名称更改为“M_DTM”。
4)在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮。
15．镜像渐开线
1)选择渐开线，在功能区的“模型”选项卡的“编辑”面板中单击“镜像”按钮
，打开“镜像”选项卡。
，打开“镜像”选项卡。
2)选择“M_DTM（基准平面）”作为镜像平面参考。
3)在“镜像”选项卡中单击“完成”按钮
，镜像结果如图13-31所示。
，镜像结果如图13-31所示。
图13-31 镜像结果
16．以拉伸的方式切除出第一个齿槽
1)在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“拉伸”按钮
，打开“拉伸”选项卡。
，打开“拉伸”选项卡。
2)默认时，“拉伸”选项卡中的“实体”按钮
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮
。
处于被选中的状态，单击“去除材料”按钮。
3)选择“RIGHT（基准平面）”作为草绘平面，快速进入内部草绘模式。
4)在功能区的“草绘”选项卡的“设置”面板中单击“草绘视图”按钮
，从而定向草绘平面使其与屏幕平行。
，从而定向草绘平面使其与屏幕平行。
5)绘制如图13-32所示的剖面，单击“确定”按钮
。
。
图13-32 绘制用于拉伸切除的剖面
6)在“拉伸”选项卡中，从侧1的“深度选项”下拉列表框中选择“
”，确保能有效切除出齿槽结构。
”，确保能有效切除出齿槽结构。
7)在“拉伸”选项卡中单击“完成”按钮
，创建的第一个齿槽如图13-33所示。
，创建的第一个齿槽如图13-33所示。
图13-33 切除出第一个齿槽
17．阵列齿槽
1)确保选中第一个齿槽，在功能区的“模型”选项卡的“编辑”面板中单击“阵列”按钮
，打开“阵列”选项卡。
，打开“阵列”选项卡。
2)从“阵列”选项卡的“阵列类型”下拉列表框中选择“轴”选项，接着在模型中选择中心轴线A_1。
3)在“阵列”选项卡中单击“设置阵列的角度范围”按钮
，将阵列的角度范围设置为“360”（其单位默认为“°”），接着输入第一方向的阵列成员数为“18”，如图13-34所示。
，将阵列的角度范围设置为“360”（其单位默认为“°”），接着输入第一方向的阵列成员数为“18”，如图13-34所示。
图13-34 在“阵列”选项卡中设置阵列参数
4)在“阵列”选项卡中单击“完成”按钮
，完成该阵列操作。阵列齿槽的结果如图13-35所示。
，完成该阵列操作。阵列齿槽的结果如图13-35所示。
图13-35 阵列齿槽的结果
18．通过图层来管理曲线
1)在功能区中打开“视图”选项卡，从“可见性”面板中单击“层”按钮
，打开层树。
，打开层树。
2)在层树中选择“03___PRT_ALL_CURVES”层并单击鼠标右键，如图13-36所示，从弹出的快捷菜单中选择“隐藏”命令。
图13-36 隐藏曲线层
图13-37 “层属性”对话框
3)在层树适当位置处中单击鼠标右键，接着从弹出的快捷菜单中选择“保存状况”命令。
4)在功能区的“视图”选项卡的“可见性”面板中单击“层”按钮
，以取消选中该按钮，即退出层树显示状态。
，以取消选中该按钮，即退出层树显示状态。
19．创建倒角和倒圆角
1)在功能区中切换回“模型”选项卡，从“工程”面板中单击“边倒角”按钮
，打开“边倒角”选项卡。选择边倒角标注形式为“D×D”，并在“D”尺寸框中输入“0.5”，接着选择如图13-38所示的一条边参照。在“边倒角”选项卡中单击“完成”按钮
。
，打开“边倒角”选项卡。选择边倒角标注形式为“D×D”，并在“D”尺寸框中输入“0.5”，接着选择如图13-38所示的一条边参照。在“边倒角”选项卡中单击“完成”按钮。
图13-38 选择要倒角的边参照
2)在“工程”面板中单击“倒圆角”按钮
，设置当前倒圆角的半径为“0.5”，选择要倒圆角的边参照如图13-39所示，然后在“倒圆角”选项卡中单击“完成”按钮
。
，设置当前倒圆角的半径为“0.5”，选择要倒圆角的边参照如图13-39所示，然后在“倒圆角”选项卡中单击“完成”按钮。
图13-39 选择要倒圆角的边参照
20．保存文件
在“快速访问”工具栏中单击“保存”按钮
，在指定的目录下保存该零件文件。
，在指定的目录下保存该零件文件。
至此，完成该齿轮轴的创建，最后的模型效果如图13-40所示。
图13-40 完成的齿轮轴
Creo 2.0中文版完全自学手册
- 作者：
- 钟日铭
- 类别：
- 产品创新数字化
- 出版社：
- 机械工业出版社
- 出版时间：
- 2013.4
- 定价：
- ￥85.00
- 京东价：￥68.40
实际售价以e-works战略合作伙伴当日售价为准