理论教育 如何设计齿轮花键轴

如何设计齿轮花键轴

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:齿轮花键轴比上面的泵轴来说结构相对复杂,除了空心轴体外,其上分布有花键结构。主视图的轮廓线主要由直线组成,另外还有齿轮的外形轮廓线,由于轴零件具有对称性,所以先绘制齿轮花键轴轮廓线的一半,然后再使用镜像命令绘制完整的齿轮花键轴的轮廓线。重复“直线”命令,绘制齿轮花键轴右端的倒角,其端点坐标分别为结果如图8-78所示。图8-84 倒角及圆角后的轮廓线图8-85 镜像后的齿轮花键轴轮廓线填充剖面线。

如何设计齿轮花键轴

齿轮花键轴比上面的泵轴来说结构相对复杂,除了空心轴体外,其上分布有花键结构。根据国家标准和工程分析,为了将其表达清楚完整,可以将轴线水平放置的位置作为主视图的位置,用来表现其主要的结构;对于其局部细节,如花键部分,通常用局部视图、局部放大视图和剖面图来表现。选择绘图的比例为1:1,图幅为A1。图8-72所示是要绘制的齿轮花键轴零件图

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图8-72 齿轮花键轴零件图

光盘路径

光盘\动画演示\第8章\齿轮花键轴零件图.avi

操作步骤

978-7-111-48872-9-Chapter08-168.jpg调入样板图。单击“标准”工具栏中的“新建”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-169.jpg,弹出“选择样板”对话框,用户在该对话框中选择需要的样板图。本例选用A1样板图,其中样板图左下端点坐标为(0,0)。

978-7-111-48872-9-Chapter08-170.jpg绘制主视图。

978-7-111-48872-9-Chapter08-171.jpg绘制中心线。将“中心线”层置为当前层。根据图纸的大小及零件的尺寸确定零件图在图纸中的位置。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-172.jpg,其端点坐标分别为:(160,340)、(@210,0)。

978-7-111-48872-9-Chapter08-173.jpg绘制主视图的轮廓线。根据分析可以知道,该齿轮花键轴上有齿牙分布,所以该零件图比单一的齿轮轴相对要复杂一些。主视图的轮廓线主要由直线组成,另外还有齿轮的外形轮廓线,由于轴零件具有对称性,所以先绘制齿轮花键轴轮廓线的一半,然后再使用镜像命令绘制完整的齿轮花键轴的轮廓线。在绘制主视图的轮廓线的过程中需要用到直线、圆角及偏移等命令。

1)绘制外轮廓线。将“粗实线”层置为当前层。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-174.jpg,绘制轮廓线,其端点坐标为{(170,340),(@0,40),(@5,0),(@0,-1.75),(@3,0),(@0,1.75),(@25.8,0)(@0,5),(@59,0),(@0,-5),(@20,0)},结果如图8-73所示。

2)绘制连续线段,拾取图8-73中的点A为起点,然后坐标依次是:(@0,5),(@4,0),(@0,-2),(@55,0),最后再拾取图8-73中的点B,结果如图8-74所示。

绘制连续线段,端点依次为(363,340),(@0,33.75),(@-59,0)。

3)绘制圆弧。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“圆弧”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-175.jpg,绘制圆弧,命令行提示与操作如下:

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图8-73 绘制的轮廓线

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图8-74 绘制的轮廓线

结果如图8-75所示。

4)绘制左端第一处倒角线。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-179.jpg,其端点坐标分别为:(174,340)(@0,30)(@10<150),然后使用修剪命令修改图形,结果如图8-76所示。

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图8-75 绘制圆弧后的轮廓线

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图8-76 绘制左端第一处倒角后的图形

5)偏移直线。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“偏移”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-182.jpg,将图8-76中的直线1向右偏移24。

6)绘制左端第二处倒角线。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-183.jpg,其端点坐标分别为(203,340)(@0,21.5)(198,370),补全图形,结果如图8-77所示。重复“直线”命令,绘制齿轮花键轴右端的倒角,其端点坐标分别为(359,340)(@0,23.3)(363,365.6)结果如图8-78所示。

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图8-77 绘制左端第二处倒角后的图形

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图8-78 绘制右端倒角后的图形

7)绘制齿轮花键轴孔内连接线。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-186.jpg,绘制连接线,用光标拾取图8-78中的点A作为起点,下点坐标为(@153,0)。

8)绘制圆弧。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“圆弧”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-187.jpg,以图8-78中的点B起点,以步骤7)绘制的直线的端点为端点,绘制半径为2的圆弧,补全图形,结果如图8-79所示。

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图8-79 绘制中心孔后的轮廓线

9)绘制内部螺纹线。将“细实线”层置为当前层。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-189.jpg,绘制螺纹线,其端点坐标分别为(323,340)(@0,22.5)(@33,0),结果如图8-80所示。

10)绘制二级齿轮轮廓线。将“中心线”层置为当前层。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-190.jpg,绘制轮廓线,其端点坐标值为{(285,376),(@80,0)}

11)偏移直线。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“偏移”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-191.jpg,将图8-80的直线1向上偏移2.75,将图8-80的弧线2向右偏移2.75,结果如图8-81所示。

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图8-80 绘制内部螺纹线后的轮廓线

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图8-81 偏移后的轮廓线

12)延伸直线。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“延伸”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-194.jpg,命令行提示与操作如下:

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用同样的方法对图8-81的直线4进行延伸,结果如图8-82所示。

13)修剪对象。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“修剪”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-196.jpg,以图8-82中的直线2为剪切边,修剪图8-82中的弧线1,结果如图8-83所示。

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图8-82 延伸后的轮廓线

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图8-83 修剪后的轮廓线

按照设计要求对图形中相应的位置进行倒角及圆角操作,相应命令可以参照前面的介绍,结果如图8-84所示。

14)镜像图形。绘制好齿轮花键轴上半部分轮廓线后,单击“默认”选项卡“修改”面板中的“镜像”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-199.jpg,将图8-84所示的全部图形,以中心线为镜像线进行镜像,结果如图8-85所示。

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图8-84 倒角及圆角后的轮廓线

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图8-85 镜像后的齿轮花键轴轮廓线

978-7-111-48872-9-Chapter08-202.jpg填充剖面线。由于主视图为全剖视图,因此需要在该视图上绘制剖面线。将“剖面线”层置为当前层。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“图案填充”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-203.jpg,弹出“图案填充创建”选项卡,如图8-86所示。在该对话框中选择相应的设置,然后选择绘制剖面线的区域,剖面线绘制完毕。图8-87所示为绘制剖面线后的图形。

978-7-111-48872-9-Chapter08-204.jpg绘制左视图。

978-7-111-48872-9-Chapter08-205.jpg绘制中心线。将“中心线”层置为当前层。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-206.jpg,绘制轮廓线,其端点坐标值为{(510,340),(@120,0)};{(570,280),(@0,120)},如图8-88所示。

978-7-111-48872-9-Chapter08-207.jpg绘制轮廓线。

1)绘制圆。将“粗实线”层置为当前层。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“圆”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-208.jpg,以图8-88中两条中心线的交点为圆心,分别绘制半径为25和44.75的圆。

2)绘制直线。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-209.jpg,绘制直线,其端点坐标为(574,340)(@0,53)(@-8,0)。在对象捕捉模式下用鼠标拾取与水平中心线的垂直交点。

重复“直线”命令绘制直线,其端点坐标为(574,388)(@-8,0),结果如图8-89所示。

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图8-86 “图案填充创建”对话框

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图8-87 绘制剖面线的主视图

3)修剪对象。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“修剪”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-212.jpg,以取图8-89中的圆A和中心线1为剪切边,修剪图8-89中的直线2和直线3,结果如图8-90所示。

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图8-88 绘制的中心线

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图8-89 未修剪的外形轮廓线

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图8-90 剪切后的外形轮廓线

4)阵列键槽。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“环形阵列”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-216.jpg,进行圆周阵列操作,命令行提示与操作如下:

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结果如图8-91所示。

5)修剪对象。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“修剪”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-218.jpg,以图8-91中的直线1和2为剪切边,修剪图8-91中的圆弧段A,结果如图8-92所示。

重复“修剪”命令,依次修剪图8-92中相应圆弧,结果如图8-93所示。

978-7-111-48872-9-Chapter08-219.jpg填充剖面线。将“剖面线”层置为当前层,填充剖面线,图8-94所示为设置好的“图案填充创建”选项卡,命令执行过程参照上面的介绍。填充后的图形如图8-95所示。

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图8-91 阵列后的外形轮廓线(www.daowen.com)

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图8-92 修剪后的外形轮廓线

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图8-93 完全修剪后的外形轮廓线

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图8-94 填充好的“图案填充和渐变色”对话框

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图8-95 填充后的左视图

978-7-111-48872-9-Chapter08-225.jpg绘制局部放大视图。在绘制局部视图前,首先应该分析一下哪些部分需要用局部视图来表示。对于该齿轮花键轴图形,需要绘制左视图,即键部剖视图,以查看配合关系,另外还要绘制出单键局部放大视图,以满足加工需要。

由于键部在主视图和左视图中的技术要求没有表达清楚,而且不便于标注尺寸,因此需要对单键进行局部放大,本例采用比例为2:1的剖视图来表达。以下为绘制局部放大视图的命令序列。

978-7-111-48872-9-Chapter08-226.jpg绘制竖直中心线。将“中心线”层置为当前层。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“直线”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-227.jpg,绘制中心线,其坐标为(520,110)(@0,50)。复制要放大的局部视图。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“复制”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-228.jpg,命令行提示与操作如下:

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978-7-111-48872-9-Chapter08-231.jpg放大局部视图

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结果如图8-96所示。

978-7-111-48872-9-Chapter08-233.jpg修剪对象。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“修剪”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-234.jpg,对直线1、3进行修剪。

978-7-111-48872-9-Chapter08-235.jpg删除对象。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“删除”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-236.jpg,对图8-96中的直线2进行删除,结果如图8-97所示。

978-7-111-48872-9-Chapter08-237.jpg倒圆角。单击“默认”选项卡“修改”面板中的“圆角”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-238.jpg,将图8-97中的直线1和直线2进行圆角操作,半径为2。

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图8-96 放大后的局部视图

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图8-97 修剪、删除后的局部视图

重复“圆角”命令,对右边的对象进行圆角操作,结果如图8-98所示。

978-7-111-48872-9-Chapter08-241.jpg绘制样条曲线。将“细实线”层置为当前层,绘制样条曲线,即局部剖视图的界线。单击“默认”选项卡“绘图”面板中的“样条曲线拟合”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-242.jpg,绘制如图8-99所示的样条曲线。

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图8-98 圆角操作后的局部视图

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图8-99 绘制样条曲线后的局部视图

978-7-111-48872-9-Chapter08-245.jpg填充剖面线。将“剖面线”层置为当前层,填充剖面线,图8-100为设置好的“图案填充和渐变色”对话框,命令执行过程参照上面的介绍。填充后的图形如图8-101所示。

978-7-111-48872-9-Chapter08-246.jpg标注齿轮花键轴。在图形绘制完成后,还要对图形进行标注,该零件图的标注包括齿轮参数表格的创建与填写、长度标注、角度标注、形位公差标注和填写技术要求等。

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图8-100 设置好的“图案填充和渐变色”对话框

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图8-101 填充后的局部剖视图

978-7-111-48872-9-Chapter08-249.jpg标注倒角。前面讲述了利用QLEADER命令进行引线标注的方法,这里采用另外一个命令LEADER命令进行引线标注。

1)设置引线标注样式。由于倒角引线端部没有箭头,所以在标注倒角时,首先应修改标注样式。单击“默认”选项卡“注释”面板下拉菜单中“标注样式”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-250.jpg,弹出“标注样式管理器”对话框,如图8-102所示,在“样式”一栏中选择“引线”项,再单击“修改”按钮,弹出“修改标注样式”对话框,在该对话框可以修改标注样式的直线、符号和箭头、文字及位置等参数,此时单击“符号和箭头”选项卡,用来设置引线的样式,单击右边的“箭头”选择为“无”,如图8-103所示。

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图8-102 “标注样式管理器”对话框

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图8-103 设置好的“修改标注样式”对话框

2)引线标注。以标注齿轮花键轴右端“C2”倒角为例说明倒角的标注,命令行提示与操作如下:

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此时AutoCAD弹出“文字编辑器”选项卡,在其中按照要求设置好文字的格式,并输入文字的内容,如图8-104所示,然后单击“确定”按钮,结果如图8-105所示。

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图8-104 “文字格式”对话框

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图8-105 标注的倒角

978-7-111-48872-9-Chapter08-257.jpg标注表面粗糙度

1)绘制表面粗糙度符号,如图8-106所示。

2)设置表面粗糙度值的文字样式。单击“默认”选项卡“注释”面板下拉菜单中“文字样式”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-258.jpg,弹出“文字样式”对话框,在其中设置标注的表面粗糙度值的文字样式,如图8-107所示。

3)设置块属性。在命令行输入命令DDATTDEF,执行后,弹出“属性定义”对话框,如图8-108所示。按照图中所示进行填写和设置。

填写完毕后,单击“拾取点”按钮,返回绘图区域,用鼠标拾取图8-106中点A,即CCD符号的右下角,返回“属性设置”对话框,单击“确定”按钮,完成属性设置。

4)创建表面粗糙度符号块。单击“默认”选项卡“块”面板下拉菜单中的“创建”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-259.jpg,AutoCAD弹出“块定义”对话框,按照图中所示进行填写和设置,如图8-109所示。

填写完毕后,然后单击“拾取点”按钮,此时返回绘图区域,用鼠标拾取图8-106中的点B,此时返回“块定义”对话框,再单击“选择对象”按钮,选择图8-106所示的图形,此时返回“块定义”对话框,最后单击“确定”按钮完成块定义。

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图8-106 绘制的表面粗糙度符号

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图8-107 “文字样式”对话框

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图8-108 “属性定义”对话框

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图8-109 “块定义”对话框

5)插入表面粗糙度符号。单击“默认”选项卡“块”面板下拉菜单中的“插入”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-264.jpg,弹出“插入”对话框,在“名称”下拉选项中选择“粗糙度”一项,如图8-110所示。

然后单击“确定”按钮,命令行提示与操作如下:

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图8-111 为使用该命令方式插入表面粗糙度符号。

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图8-110 “插入”对话框

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图8-111 插入的表面粗糙度符号

978-7-111-48872-9-Chapter08-268.jpg标注文字。此处主要是技术要求的标注,将“文字”层置为当前层,单击“默认”选项卡“注释”面板中的“多行文字”按钮978-7-111-48872-9-Chapter08-269.jpg,命令行提示与操作如下:

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此时AutoCAD会弹出“文字编辑器”选项卡,在其中设置需要的样式、字体和高度,然后再键入技术要求的内容,如图8-112所示。

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图8-112 “文字格式”对话框

978-7-111-48872-9-Chapter08-272.jpg其他标注。除了上面介绍的标注外,本例还需要标注线性、半径、直径、角度等参数,以及创建与填写齿轮参数表格和标注形位公差。这里不再详细介绍,可以参照其他实例中相应的介绍。创建与填写齿轮参数表格和标注形位公差可以参照上节的介绍。

978-7-111-48872-9-Chapter08-273.jpg填写标题栏。标题栏是反应图形属性的一个重要信息来源,用户可以在其中查找零部件的材料、设计者及修改等信息。其填写与标注文字的过程相似,这里不再赘述,图8-113所示为填写好的标题栏。

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图8-113 填写好的标题栏

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