漸開(kāi)線齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)中的重要零部件，在機(jī)械結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用，而漸開(kāi)線齒輪的繪制卻是機(jī)械制圖中的難點(diǎn)。二維軟件一般可以通過(guò)參數(shù)模塊進(jìn)行漸開(kāi)線繪制，而目前的三維軟件卻很難進(jìn)行漸開(kāi)線的精確繪制。在不要求齒輪漸開(kāi)線精度的情況下，三維軟件中一般采用圓弧代替和圓弧逼近的簡(jiǎn)化處理，但當(dāng)所繪制的漸開(kāi)線齒輪需要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真或者其他精度要求較高時(shí)，簡(jiǎn)化處理很難滿足精度要求，此時(shí)需要精確的繪制漸開(kāi)線。目前，三維軟件中的漸開(kāi)線一般采用的方法，一種是由曲面生成漸開(kāi)線，即曲面掃描和曲面放樣，另一種是差值法生產(chǎn)漸開(kāi)線，還有一種是程序法生產(chǎn)漸開(kāi)線，但這些方法在三維軟件中的實(shí)現(xiàn)都較為繁瑣。本文將介紹一種利用CAXA軟件參數(shù)功能，在CATIA中快速精確地繪制漸開(kāi)線齒輪的方法。

　　一、CAXA中繪制平面齒輪

　　CAXA電子圖版應(yīng)用越來(lái)越廣泛的一個(gè)重要原因是其將一些常用零件或者常用方法進(jìn)行模塊化，而漸開(kāi)線齒輪就是其中的一個(gè)模塊，所以在CAXA中繪制漸開(kāi)線齒輪簡(jiǎn)單易操作，具體操作步驟如下。

　　(1)點(diǎn)擊繪圖工具Ⅱ中的齒輪按鈕，彈出漸開(kāi)線齒輪齒形參數(shù)對(duì)話框(圖1)。

　　(2)在圖1所示的對(duì)話框中，選擇繪制外齒輪或內(nèi)齒輪，并填寫(xiě)繪制齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角及變位系數(shù)。同時(shí)根據(jù)所繪制齒輪的要求選擇參數(shù)一或者參數(shù)二。

　　(3)單擊圖1所示對(duì)話框中的“下一步”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖2所示對(duì)話框。在對(duì)話框的相應(yīng)位置填寫(xiě)齒輪的齒頂過(guò)渡圓角半徑和齒根過(guò)渡圓角半徑。如果畫(huà)整個(gè)齒輪，要選擇有效齒數(shù)并在框中填寫(xiě)所畫(huà)齒輪的齒數(shù)。如果起始角想轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，可在有效齒起始角處標(biāo)出。同時(shí)可以根據(jù)對(duì)漸開(kāi)線齒輪齒形精度的要求，填寫(xiě)精度要求。

　　(4)點(diǎn)擊圖2所示對(duì)話框的“預(yù)顯”按鈕，查看生成的齒輪狀態(tài)，如果滿足要求，單擊完成，并在CAXA界面中單擊，生成所要畫(huà)的齒輪，如圖3所示。

導(dǎo)入CATIA軟件#e#二、導(dǎo)入CATIA軟件

 

　　在CAXA中很容易繪制精度較高的平面漸開(kāi)線齒輪，而要將其轉(zhuǎn)換到CATIA中卻是關(guān)鍵。IGS格式是CAXA與CATIA的文件交流通道，因此可以將CAXA的二維圖形轉(zhuǎn)到CATIA的三維空間中，具體步驟如下。

　　(1)將CAXA漸開(kāi)線齒輪另存為IGS格式。目前的CATIA軟件打不開(kāi)中文文件名，所以另存后的文件必須用英文，如圖4所示。

 

　　(2)在CATIA中點(diǎn)擊文件中的打開(kāi)選項(xiàng)，彈出如圖5所示對(duì)話框，選擇IGS格式文件，點(diǎn)擊打開(kāi)按鈕，生成如圖6所示的圖形。因?yàn)槭瞧矫鎴D形導(dǎo)入三維空間中，所以圖形也在一個(gè)平面中，CATIA默認(rèn)為XOY平面，圖形元素也放置在幾何圖形集中。

 

　　(3)在歷史樹(shù)中的零部件幾何體上，點(diǎn)擊右鍵，選擇定義工作對(duì)象，如圖7所示，將后續(xù)的操作要素切換到零部件幾何體中。

 

　　(4)選擇XOY平面，單擊草圖，進(jìn)入草圖編輯狀態(tài)。

　　(5)全選導(dǎo)入的齒輪圖形，單擊投影三維元素，將圖形投影到XOY平面上，如圖8所示。

　　(6)右鍵點(diǎn)擊幾何圖形集，單擊“隱藏/顯示”選項(xiàng)，其中黃色的圖形即為CATIA中的草繪圖形。在CATIA中繪制三維圖形#e#三、在CATIA中繪制三維圖形

 

　　CATIA中草繪的圖形已有，后續(xù)的繪制工作就相對(duì)簡(jiǎn)單了。①退出草繪模式，進(jìn)入三維造型界面;②點(diǎn)擊拉伸按鈕，輸入所要繪制齒輪的厚度;③利用CATIA中三維造型特征，通過(guò)去除材料等方法，繪制齒輪的減重孔、軸孔和鍵槽，獲得完整而精確的漸開(kāi)線齒輪，如圖9所示，此繪制方法較為常見(jiàn)，這里就不再詳細(xì)贅述。

 

　　四、結(jié)論

　　利用CAXA中漸開(kāi)線齒輪的模塊，加上IGS格式的文件互換通道，可以快速精確地繪制漸開(kāi)線齒輪，大大減少漸開(kāi)線齒輪的繪制難度和繪制時(shí)間，可以方便有效地運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中。同時(shí)，此種方法不僅僅提供了快速繪制漸開(kāi)線齒輪的方法，而是提供了一種繪圖的思路，即利用各種軟件的各自優(yōu)勢(shì)，通過(guò)文件轉(zhuǎn)換的方式，獲取使用單一軟件無(wú)法繪制的圖形。