使用CATIA绘制斜齿轮(直齿轮)的画法教程

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”。

（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：
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：
（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：
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。