15.6 齒條

  要求創(chuàng)建齒形可參數(shù)化的齒條，參見(jiàn)參見(jiàn)圖3-198和3-125.IPT。
        

 ◆創(chuàng)建基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
  齒條的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：長(zhǎng)度、寬度、高度、齒條模數(shù)。
  其中，隨著長(zhǎng)度的變化，具體的齒數(shù)也應(yīng)當(dāng)跟隨變化，不需要輸入具體齒數(shù)，也能確保布滿整根齒條；齒形的全部參數(shù)，僅依靠一個(gè)“模數(shù)”就可以完全確定。所有的參數(shù)應(yīng)當(dāng)能夠方便地輸入 和修改，造成一種完全的、用簡(jiǎn)單的幾個(gè)充要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)就能驅(qū)動(dòng)全部模型的結(jié)果。

  這種要求很典型，在 Inventor中也能順利地實(shí)現(xiàn)：開(kāi)始新零件。打開(kāi)“參數(shù)”功能，創(chuàng)建圖3-199所示的“用戶(hù)參數(shù)”，建立有關(guān)齒條需要控制的原始參數(shù)。
       

 ◆創(chuàng)建齒條基礎(chǔ)模型
  草圖直接引用原始參數(shù)中的“總長(zhǎng)”、“寬度”和“高度”。 在創(chuàng)建齒條總長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)尺寸時(shí)，點(diǎn)擊尺寸值編輯框右側(cè)的黑三角、之后在菜單中選定“列表參數(shù)”；接著，Inventor將彈出已設(shè)置的設(shè)計(jì)變量，選定“總長(zhǎng)”。
  拉伸草圖成實(shí)體，拉伸距離如上述過(guò)程，引用已有設(shè)計(jì)變量“厚度”。

 ◆創(chuàng)建齒溝草圖
  齒條的齒溝形狀，在齒輪設(shè)計(jì)規(guī)則中已經(jīng)具體規(guī)定了，我們就按照這些規(guī)定做就行了。
  在齒條側(cè)面上新建草圖，先繪制基礎(chǔ)輪廓（參見(jiàn)圖3-200左），之后作出齒根圓角，半徑尺寸設(shè)置為表達(dá)式“模數(shù)*0.15”。
   

  注意：在“二維圓角”界面中的黑三角，不能使用“列表參數(shù)”功能，可能是 者忘了寫(xiě)了。但是可以用鍵入變量名的方式進(jìn)行表達(dá)式引用。

  做齒條節(jié)線，用構(gòu)造線創(chuàng)建，標(biāo)好全部尺寸。將草圖與齒條基礎(chǔ)模型之間，用幾何約束實(shí)現(xiàn)正 確的關(guān)系，參見(jiàn)圖3-201。
          

 ◆創(chuàng)建齒溝特征

  拉伸-切削出齒溝。陣列齒溝特征形成全長(zhǎng)度的齒溝。陣列參數(shù)參見(jiàn)圖3-202。
         
  其中參數(shù)設(shè)置是：

  按“間距”陣列；相鄰間距為齒條節(jié) 距表達(dá)式“模數(shù)*3.14159265”；陣列數(shù)量 為表達(dá)式“總長(zhǎng)/(模數(shù)*3)”。這里沒(méi)有使 用真實(shí)節(jié)距，是為了確保陣列的數(shù)量相對(duì) 于齒條長(zhǎng)度“只多不少”。

 ◆驗(yàn)證

  打開(kāi)設(shè)計(jì)參數(shù)表，改變“用戶(hù)參數(shù)”中的某個(gè)或某幾個(gè)原始設(shè)計(jì)參數(shù)，確認(rèn)后將自動(dòng)更新模型， 所有結(jié)構(gòu)都能夠正確關(guān)聯(lián)改變。

        15.7 刻度

  在零件上刻度，是并不少見(jiàn)的需求，例如3-126.IPT和圖3-203。
             

  其中，刻度線不必按實(shí)際情況造型，反正也就是個(gè)表達(dá)而已。
  根據(jù)加工方法，可能有尖刀刻劃、腐蝕等工藝方法，我們就把它做成矩形槽子，參見(jiàn)其中的“短刻度”特征和草圖。之后將這條槽子陣列成100條，完成基礎(chǔ)刻度造型。

  長(zhǎng)條的刻度，是在短刻度基礎(chǔ)上的延伸，參見(jiàn)“加長(zhǎng)刻度”特征 和草圖。文字草圖目前還不能陣列，只好一個(gè)一個(gè)地做出。參見(jiàn)圖3-204，用刻度線的槽底座草圖，用構(gòu)造線控制文字的位置和角度，拉伸成刻字。
          
   至于較長(zhǎng)的文字行（1/100mm）,應(yīng)當(dāng)用“凸雕”特征創(chuàng)建，參見(jiàn)圖3-205。
             
   對(duì)于這樣的圓錐面上的刻度，用貼圖的方法很難完成；對(duì)于平面上的刻度，可以設(shè) 法創(chuàng)建一個(gè)圖像文件，繪制出刻度，貼在面 上。但是這種貼圖在工程圖中很難處理。只 有“著色”的視圖才能看到貼圖，但這樣至少是不符合GB工程圖要求。

      15.8 類(lèi)螺旋結(jié)構(gòu)

  例如圖3-206和3-127.IPT，這是一種并不少見(jiàn)的零件結(jié)構(gòu)，它還不是Inventor概念上的螺旋掃掠所能完成的，所以這里稱(chēng)之為“類(lèi)螺旋”。對(duì)于在Inventor中建立這類(lèi)模型，會(huì)有幾種方法， 但是應(yīng)當(dāng)只有一種方法是最為接近真實(shí)的結(jié)果。我們需要分析可能的方法，找到最佳的解決方案。
     

 ◆幾何構(gòu)成需求分析

  這類(lèi)結(jié)構(gòu)的共性是：法截面呈矩形或梯形，與基礎(chǔ)圓柱之間有過(guò)渡圓角，外圓柱有公差；其路 徑是盤(pán)繞在圓柱或圓錐表面上，螺距多是變化的，變化的規(guī)則清晰。

 ◆螺旋掃掠的可能性分析

  用螺旋掃掠造型，因?yàn)闆](méi)有提供對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置而不可能。因?yàn)镮nventor的螺旋掃掠僅能在極 簡(jiǎn)單的參數(shù)下自動(dòng)創(chuàng)建路徑。而這些可能的參數(shù)不足以對(duì)應(yīng)目前的建模需要。

   結(jié)論是：不能完成。

 ◆凸雕的可能性分析

  參見(jiàn) 3-128.IPT，這是一個(gè)用凸雕機(jī)制完成的結(jié)果。從粗略的結(jié)果看還不錯(cuò)，但其中有兩點(diǎn)還是有些問(wèn)題：（參見(jiàn)圖3-207）
     

  首先，法截面輪廓不是矩形，而是兩側(cè)向心的結(jié)果，這是凸雕纏繞到圓柱面之后，其本身機(jī)制 造成的限制所致；其次，我們需要在凸雕的草圖中，既控制路徑、又控制截面，從結(jié)構(gòu)層次上看不 能各自獨(dú)立控制，也不太好。

  前面介紹過(guò)，凸雕的幾何構(gòu)成原理是：“基礎(chǔ)是草圖輪廓和現(xiàn)有特征，按要求向特征表面投影， 做出凸雕樣特征”。這是粗略的描述。若局限于“纏繞到圓柱面或者圓錐面”的凸雕特征，條件是：

 ◆原始基礎(chǔ)是具有單個(gè)的圓錐或圓柱表面的實(shí)體；

 ◆凸雕草圖，要在與圓錐或圓柱體相切的面上創(chuàng)建才反映實(shí)形；

 ◆特征參數(shù)要使“纏繞到面”有效，并選定這個(gè)圓錐面或者圓柱面；

 ◆將以與回轉(zhuǎn)軸線垂直的素線形成結(jié)果，特征側(cè)面向心收縮；

 ◆結(jié)果輪廓不能有“重疊”現(xiàn)象。

  這樣，Inventor將把草圖當(dāng)成“展開(kāi)”的表達(dá)，并將這個(gè)展開(kāi)表達(dá)“卷曲貼附”在指定的圓柱 或者圓錐面上，于是得到了結(jié)果特征在所指曲面上的邊界；之后按要求凸起或凹入，例如3-129.IPT。

  再如3-130.IPT中紅色的凹陷，草圖是20x20mm的正方形，形成凸雕特征之后，軸向尺寸仍舊 是20mm；而圓周向尺寸，在圓柱面上的弧長(zhǎng)也是20mm。這就是“卷曲貼附”的結(jié)果。至于凹陷底部， 則是“向心收縮”的結(jié)果，每條側(cè)面棱線都指向圓柱軸線。

  可見(jiàn)，用凸雕還是不很合適。

 ◆掃掠的可能性分析

  參見(jiàn) 3-131.IPT，這是用掃掠完成的結(jié)果。我們終于可以將路徑創(chuàng)建與截面創(chuàng)建各自獨(dú)立進(jìn)行了，而且法截面圖形也是正確的了。

  其中幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)是：

 ◆繪制展開(kāi)狀態(tài)下路徑的草圖，然后利用三維草圖的創(chuàng)建功能投影并纏繞在圓柱表面。這是 我們前邊曾經(jīng)用過(guò)的方法，不需要重新說(shuō)明了。

 ◆截面草圖要基于路徑的法面創(chuàng)建，并注意與法截面中的圓柱中心的關(guān)系。

 ◆關(guān)鍵的一點(diǎn)，是要在掃掠時(shí)使用內(nèi)圓柱面作為引導(dǎo)面，這將完全做到掃掠得結(jié)果構(gòu)成符合 我們的原始構(gòu)思，參見(jiàn)圖3-208。
     

 ◆外圓柱面需要最后來(lái)切割成形。
  可見(jiàn)，這種方法無(wú)論從幾何構(gòu)成、可控性、關(guān)聯(lián)性還是表達(dá)設(shè)計(jì)思維的直接性上看，都是目前最合適的方法了。

       15.9 另一個(gè)例子:圓柱上的導(dǎo)槽

  這是在直徑40mm，長(zhǎng)50mm的圓柱上的導(dǎo)槽設(shè)計(jì)。機(jī)構(gòu)是一個(gè)圓柱銷(xiāo)在8mm導(dǎo)槽中定位，拉動(dòng) 圓柱軸向移動(dòng)20mm，完成快速接近；之后轉(zhuǎn)過(guò)45°完成預(yù)夾緊；最后在轉(zhuǎn)角60°范圍內(nèi)最后夾緊。 夾緊角8°，各段交界處用R15過(guò)渡。參見(jiàn)圖3-209。
        

  這種設(shè)計(jì)很常見(jiàn)，一般來(lái)說(shuō)不會(huì)依靠模型完成制造，而是由另外的途徑提取路徑數(shù)據(jù)投入制造。 所以將路徑能單獨(dú)創(chuàng)建，則很有利于后期的處理。

  這種構(gòu)思的表達(dá)，同樣適合于使用前一個(gè)題目的模式，過(guò)程如下：

  以XY面和原點(diǎn)為基礎(chǔ)創(chuàng)建草圖，創(chuàng)建圓柱；在XY面上做草圖，投影端面，作為槽子路徑的展 開(kāi)；其中：變量“L_1d”是用戶(hù)參數(shù)，這是在1°轉(zhuǎn)角下圓柱展開(kāi)長(zhǎng)度的值。

  之后作出過(guò)渡圓角，完成路徑草圖；在圓柱端面作草圖，完成槽子輪廓；掃掠-切削，引導(dǎo)面為 外圓柱面；切削出槽子尾部的半圓柱，完成。

  結(jié)果參見(jiàn) 3-132.IPT�？梢�(jiàn)，這是很簡(jiǎn)潔的、直觀的過(guò)程，與設(shè)計(jì)構(gòu)思充分一致。結(jié)果也能順 利實(shí)現(xiàn)參數(shù)修改和模型跟隨。許多小型的這類(lèi)凸輪設(shè)計(jì)，從簡(jiǎn)化工藝和凸輪槽內(nèi)外圈運(yùn)行速度差不 大的角度考慮，都是在槽子法截面中將兩側(cè)做成平行。