用AutoCAD繪制齒輪嚙合近似軸測(cè)圖的一種方法

韓 柏，王張捷

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127）

近年來雖然計(jì)算機(jī)三維模型圖已很常見，但由于軸測(cè)圖易學(xué)易畫，因此作為輔助圖樣其仍有較多應(yīng)用。本文介紹一種利用AutoCAD繪圖軟件，繪制表達(dá)齒輪嚙合關(guān)系的近似軸測(cè)圖的操作方法和步驟，作圖簡(jiǎn)捷，限于篇幅僅以標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪為例。

1 作圖分析

在工程實(shí)踐中，軸測(cè)圖一般可近似地繪出（如圓的軸測(cè)投影等），這樣既可方便繪圖提高效率，又可繞開障礙，避免一些畫法上的難題，利用計(jì)算機(jī)繪圖也是如此。繪制齒輪軸測(cè)圖的關(guān)鍵，是其端面要繪制出分布于輪緣上的各個(gè)輪齒。利用AutoCAD二維視圖繪圖命令，繪制齒輪嚙合關(guān)系近似軸測(cè)圖的一個(gè)辦法是：在畫出齒輪端面實(shí)際形狀后，將其存儲(chǔ)為圖塊，然后利用塊的輸出縮放比例及旋轉(zhuǎn)功能，通過插入即可得到齒輪端面的近似軸測(cè)投影。據(jù)此，再根據(jù)齒輪的厚度尺寸，就能夠繪制齒輪完整的軸測(cè)圖。在分別繪制出兩個(gè)配對(duì)齒輪軸測(cè)圖后，通過移動(dòng)使其成為齒輪副，然后對(duì)圖形進(jìn)行修剪等編輯操作，即可完成齒輪嚙合近似軸測(cè)圖的繪制。

2 畫法步驟

在創(chuàng)建一張新圖并確定線型建立圖層后即可開始繪圖。

2.1 繪制齒輪端面正投影圖

首先確定出齒輪的分度圓、齒頂圓、齒根圓等三個(gè)直徑以及孔、鍵槽等結(jié)構(gòu)尺寸。

（1）用圓命令繪制出分度圓、齒頂圓、齒根圓3個(gè)同心圓；選擇“點(diǎn)樣式”后在分度圓上畫出一個(gè)點(diǎn)；將分度圓周進(jìn)行兩倍于齒數(shù)的等分。

（2）畫出適當(dāng)?shù)膱A弧，代替真實(shí)的齒廓曲線（如漸開線等）并通過鏡像操作，近似繪制出一個(gè)齒的齒廓形狀。注意：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪上述齒廓曲線，必須通過分度圓周上的等分點(diǎn)（如圖1所示）。

（3）將畫好的一個(gè)齒廓進(jìn)行環(huán)形陣列；對(duì)圖線進(jìn)行修剪；刪除3個(gè)同心圓及等分點(diǎn)等多余圖線。

（4）再畫出輪轂處的軸孔及鍵槽等結(jié)構(gòu)，即完成齒輪的端面正投影圖。注意：由于在不同的軸測(cè)圖中，圓的軸測(cè)投影（橢圓）有不同的畫法，為了使鍵槽的位置在不同的齒輪端面軸測(cè)圖中都位于正上方，因此在畫鍵槽時(shí)，其位置應(yīng)有不同的考慮。這里分別畫出了鍵槽的兩個(gè)不同位置（如圖2所示）。

重復(fù)上述步驟，另繪制出配對(duì)齒輪的端面圖（具體作圖時(shí)可將已有的齒廓形狀復(fù)制，以方便作圖）。

圖1 齒輪的一個(gè)齒廓

圖2 齒輪端面形狀圖

2.2 繪制齒輪的近似軸測(cè)圖

（1）將齒輪端面圖存儲(chǔ)為塊。使用創(chuàng)建圖塊命令，定義不同圖塊名稱，分別建立齒輪的兩個(gè)端面形狀圖塊。

（2）通過插入圖塊得到齒輪端面近似軸測(cè)圖。其中：將X比例因子設(shè)為0.58，Y比例因子設(shè)為1，旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為30°，插入圖2a所示圖塊得到的圖形，即為齒輪端面的正等軸測(cè)投影；將X比例因子設(shè)為0.33，Y比例因子設(shè)為1，旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為7°10'，插入圖2b所示圖塊得到的圖形，即為齒輪端面的正二等軸測(cè)投影；將X比例因子設(shè)為0.33，Y比例因子設(shè)為1.06，旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為7°10'，插入圖2b所示圖塊得到的圖形，即為齒輪端面的斜二等軸測(cè)投影（如圖3所示）。

圖3 齒輪端面形狀近似軸測(cè)投影

（3）繪制齒輪整體軸測(cè)圖。根據(jù)齒輪厚度及相應(yīng)的軸向伸縮系數(shù)，確定出齒輪在其軸線（軸測(cè)軸X1）方向上的厚度尺寸，用復(fù)制命令復(fù)制出齒輪端面軸測(cè)投影；使用直線及復(fù)制命令作出各軸向棱線；使用修剪命令對(duì)多余圖線進(jìn)行修剪刪除，即可得到齒輪整體近似軸測(cè)圖（如圖4所示）。

圖4 兩個(gè)配對(duì)齒輪近似正等軸測(cè)圖

2.3 繪制齒輪嚙合的近似軸測(cè)圖

圖5 齒輪嚙合近似軸測(cè)圖

沿軸測(cè)軸Y1方向（可根據(jù)角度畫出輔助線），將兩個(gè)齒輪軸測(cè)圖通過移動(dòng)使其成為嚙合狀態(tài)；對(duì)圖形進(jìn)行修剪等編輯操作，即可完成齒輪嚙合近似軸測(cè)圖的繪制（如圖5所示）。

3 結(jié)束語

若采用傳統(tǒng)的尺規(guī)手工繪制齒輪及其嚙合軸測(cè)圖，即使近似畫出，也是十分繁瑣和相當(dāng)困難的，而現(xiàn)在可以利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件的相關(guān)功能，使這一繪圖過程得以實(shí)現(xiàn)，并且相當(dāng)便捷。雖然軸測(cè)圖的立體效果和視覺感受，略遜于計(jì)算機(jī)三維模型，但如前所述，其繪圖命令簡(jiǎn)單易學(xué)，一般人員也可掌握，因此利用AutoCAD的基本繪圖功能繪制軸測(cè)圖，仍具有一定實(shí)際意義。

[1]大連理工大學(xué)工程畫教研室.機(jī)械制圖（第5版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]曾令宜.AutoCAD2000工程繪圖教程[M].北京：高等教育出版社，2001.