3.9 综合实例
1.M10螺母的绘制
设计要求
查询机械设计手册，M10为标准公制粗牙螺纹，螺距为1.5mm，螺母的参数如图3-175所示。
图3-175 M10螺母
螺母建模
设计思路
通过草图绘制正六边形，然后拉伸生成六棱柱螺母主体。通过圆锥体特征与六棱柱相交车削螺母棱角。通过附着特征在螺母中心打孔，倒斜角，创建内螺纹。
设计步骤
1）绘制正六边形草图
新建一模型文件，选择【菜单】→【插入】→【草图】命令，弹出图2-2所示的【创建草图】对话框，单击选择基准坐标系的X-Y平面为草图绘制平面，单击“确定”按钮，进入草图绘制环境。
选择【菜单】→【插入】→【草图曲线】→【多边形】命令，弹出【多边形】对话框，如图3-176所示，按图示输入半径和放置角，单击坐标原点，绘制正六边形，单击“关闭”按钮。
选择【菜单】→【文件】→【完成草图】命令，退出草图绘制环境，完成正六边形的草图绘制。
在视窗空白处单击鼠标右键，选择【定向视图】→【正三轴测图】命令，将视图方位调整成立体状态，如图3-177所示。
2）将正六边形拉伸成六棱柱
选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【拉伸】命令，弹出【拉伸】对话框，如图3-178所示，单击激活“截面线”栏，单击选择绘制的正六边形，单击激活“方向” 栏，单击选择Z轴，再按图示输入拉伸的开始与结束距离值，单击“确定”按钮，完成六棱柱的绘制，如图3-179所示。
图3-176 【多边形】对话框
图3-177 绘制正六边形草图
图3-178 【拉伸】对话框
图3-179 将正六边形拉伸生成六棱柱
3）钻螺纹底孔
选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【孔】命令，弹出【孔】对话框，如图3-180所示，单击激活“位置”栏，单击选择六棱柱的顶面，进入草图绘制环境，弹出图2-27所示的【草图点】对话框，单击【点】对话框按钮
，弹出图3-181所示的【点】对话框，按图示选择“两点之间”方法绘制点，依次单击正六边形的两个对角点，则中点位置确定，单击“确定”按钮，再关闭【草图点】对话框，此时发现草图中还有刚进入草图环境时单击的草图点，单击选中并按Delete键删除，只保留绘制的六棱柱顶面中心点即可。
选择【菜单】→【任务】→【完成草图】命令，退出草图绘制环境，完成打孔的位置点的绘制。
此时回到【孔】对话框，按图3-180所示设置参数与选项，单击“确定”按钮，完成螺纹底孔的绘制，如图3-182所示。
4）六棱柱车削棱角
选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【圆锥】命令，弹出【圆锥】对话框，如图3-183（a）所示，单击激活“指定矢量”栏，单击选择Z轴，单击激活“指定点”栏，单击选择螺纹底孔底圆圆心点，按图示设置其余参数与选项，单击“确定”按钮，完成六棱柱顶部棱角的车削。
图3-180 【孔】对话框
图3-181 【点】对话框
图3-182 绘制螺母螺纹底孔
用同样的方法完成六棱柱底部棱角的车削，其中【圆锥】对话框的设置如图3-183（b）所示，在“指定矢量”栏和“指定点”栏仍然分别选择Z轴和螺纹底孔底圆圆心点。
六棱柱棱角完成车削，如图3-184所示。
5）螺纹底孔倒斜角
选择【菜单】→【插入】→【细节特征】→【倒斜角】命令，弹出【倒斜角】对话框，如图3-185所示，按图示设置，单击选择螺纹底孔的上底圆和下底圆，单击“确定” 按钮，完成螺纹底孔的倒斜角绘制，如图3-186所示。
图3-183 【圆锥】对话框
图3-184 六棱柱车削棱角
图3-185 【倒斜角】对话框
6）螺纹底孔攻丝
选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【螺纹】命令，弹出【螺纹切削】参数对话框，如图3-187所示，单击选择螺纹底孔圆柱面，弹出图3-96所示的【螺纹切削】起始面对话框，单击选择六棱柱顶面作为螺纹起始面，弹出图3-97所示的【螺纹切削】方向对话框，观察自动识别的螺纹方向是否正确，箭头应指向实体，否则要单击“螺纹轴反向”按钮，单击“确定”按钮，返回图3-187所示的【螺纹切削】参数对话框，此时自动识别的螺纹参数通常是对的，单击“确定”按钮，完成螺纹底攻丝操作，如图3-188所示。
图3-186 螺母螺纹底孔倒斜角
图3-187 【螺纹切削】参数对话框
7）隐藏辅助特征
选择【菜单】→【编辑】→【显示和隐藏】→【显示和隐藏】命令，弹出图1-20所示的【显示和隐藏】对话框，单击“草图”和“基准”后面的减号 ，将所有的辅助特征草图和基准隐藏，只显示实体特征，单击“确定”按钮，完成M10螺母实体模型的创建，如图3-189所示。
图3-188 螺母内螺纹的绘制
图3-189 隐藏辅助特征的螺母
2.传动丝杠的绘制
设计要求
绘制φ26mm×6mm矩形齿传动丝杠，如图3-190所示。
图3-190 φ26mm×6mm矩形齿传动丝杠
设计思路
查询机械设计手册，φ26mm×6mm矩形齿传动丝杠丝牙截面形状为3mm×3mm的正方形。首先在螺旋线上草图绘制丝杠矩形丝牙截面线，然后沿螺旋线扫掠生成矩形丝牙。通过圆柱体特征生成丝杠主体及轴各部。通过草图拉伸相减操作以及阵列特征操作生成转把平台。通过键槽特征绘制轴端矩形键槽。
设计步骤
1）矩形丝牙截面线的绘制
打开支持文件“3-6.prt”，如图3-191所示，这是提前绘制的空间曲线螺旋线，参见4.2.7节。
图3-191 丝杠螺旋线
传动丝杠建模(https://www.daowen.com)
选择【菜单】→【插入】→【草图】命令，弹出【创建草图】对话框，如图3-192所示，选择草图类型为“基于路径”，单击选择螺旋线，位置随意；在“平面方位”栏的“方向”下拉列表中选择“垂直于路径”选项；在“草图方向”栏单击“选择水平参考”，在视图中选择螺旋线的轴向Y轴；最后单击“确定”按钮，此时选择了过某一点垂直于螺旋线的平面作为草图绘制平面，进入草图绘制环境。
选择【菜单】→【插入】→【草图曲线】→【矩形】命令，以两点方式绘制矩形，单击选择草图坐标原点为起点，绘制长、宽均为3mm的正方形，注意此时绘制的正方形要偏向螺旋线的外侧，如图3-193（a）所示。
选择【菜单】→【文件】→【完成草图】命令，退出草图绘制环境，完成矩形丝牙截面线的草图绘制。
在视窗空白处单击鼠标右键，选择【定向视图】→【正三轴测图】命令，将视图方位调整为立体状态，如图3-193（b）所示。
图3-192 【创建草图】对话框
图3-193 螺旋线上矩形丝牙截面线草图的绘制
2）矩形丝牙绘制
选择【菜单】→【插入】→【扫掠】→【扫掠】命令，弹出【扫掠】对话框，如图3-194所示，单击激活“截面”栏，单击选择草图绘制的正方形为截面线；单击激活“引导线”栏，单击选择螺旋线，单击激活“定位方法”栏，单击选择Y轴为强制方向，其余按图示设置，单击“确定”按钮，完成丝杠矩形丝牙的绘制，如图3-195所示。
图3-194 【扫掠】对话框
图3-195 丝杠矩形丝牙的绘制
3）丝杠杆的绘制
选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【圆柱体】命令，弹出【圆柱】对话框，如图3-196所示，单击激活“指定矢量”栏，单击选择Y轴，单击激活“指定点”栏，单击【点】对话框按钮
，弹出图3-197所示的【点】对话框，输入坐标值（0， -20，0），单击“确定”按钮，返回【圆柱】对话框，按图3-196设置，单击“确定”按钮，完成丝杠中心杆的绘制，如图3-198所示。此步可能会弹出图3-199所示的【圆柱】提示框，这是因为丝牙在扫掠成形过程中只有一条引导线会有方向误差，导致与圆柱体不能合并运算，此时将图3-196所示的【圆柱】对话框中的直径值设置得大一点即可，如20.1mm。
图3-196 【圆柱】对话框
图3-197 【点】对话框
图3-198 丝杠中心杆的绘制
图3-199 【圆柱】提示框
用同样的方法绘制圆柱体，中心轴矢量选择Y轴，注意还要单击反向按钮
，矢量指向左侧，放置点选择丝杆左侧端面的圆心，直径设置为30mm，高度设置为5mm。此时绘制的是丝杠中间凸台，如图3-200所示。
图3-200 丝杠中间凸台的绘制
用同样的方法绘制圆柱体，中心轴矢量选择Y轴，单击反向按钮
，矢量指向左侧，放置点选择丝杠凸台的左侧端面圆心，直径设置为24mm，高度设置为30mm。此时绘制的是丝杠左侧转把，如图3-201所示。
用同样的方法绘制圆柱体，中心轴矢量选择Y轴，矢量指向右侧，放置点选择丝杠右侧端面的圆心，直径设置为16mm，高度设置为20mm。此时绘制的是丝杠键槽轴，如图3-202所示。
图3-201 丝杠左侧转把的绘制
图3-202 丝杠键槽轴的绘制
4）转把平台的绘制
选择【菜单】→【插入】→【草图】命令，弹出图2-2所示的【创建草图】对话框，选择草图类型为“在平面上”，单击选择转把左侧端面为草图绘制平面，单击“确定”按钮，进入草图绘制环境。
选择【菜单】→【插入】→【草图曲线】→【矩形】命令，以两点方式绘制矩形，在动态坐标栏中均输入“10”，如
，然后在动态对话框中均输入“20”，如
，绘制一正方形，如图3-203（a）所示。
选择【菜单】→【文件】→【完成草图】命令，退出草图绘制环境。
在视窗空白处单击鼠标右键，选择【定向视图】→【正三轴测图】命令，将视图方位调整成立体状态，如图3-203（b）所示。
选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【拉伸】命令，弹出【拉伸】对话框，如图3-204所示，单击激活“截面线”栏，单击选择草图绘制的正方形，单击激活“方向” 栏，单击选择Y轴正向拉伸，其余按图示设置，单击“确定”按钮，完成一个丝杠转把平台的绘制，如图3-205所示。
选择【菜单】→【插入】→【细节特征】→【倒斜角】命令，弹出【倒斜角】对话框，如图3-206所示，单击选择刚绘制的转把平台右侧圆弧进行倒斜角，其余按图示设置，单击“确定”按钮，如图3-207所示。
选择【菜单】→【插入】→【关联复制】→【阵列特征】命令，弹出【阵列特征】对话框，如图3-208所示，单击激活“选择特征”栏，选择转把平台特征和倒斜角特征，单击激活“指定矢量”栏，单击选择Y轴，单击激活“指定点”栏，单击选择转把左侧端面圆心点，其余按图示设置，单击“确定”按钮，完成丝杠转把平台和倒斜角的圆形阵列复制，如图3-209所示。
图3-203 为丝杠转把平台绘制辅助草图曲线
图3-204 【拉伸】对话框
图3-205 一个丝杠转把平台的绘制
图3-206 【倒斜角】对话框
图3-207 转把平台弧边倒斜角
图3-208 【阵列特征】对话框
图3-209 丝杠转把平台的绘制
5）矩形键槽的绘制
选择【菜单】→【插入】→【基准／点】→【基准平面】命令，弹出【基准平面】对话框，如图3-210所示，单击激活“选择对象”栏，单击选择丝杠右侧传动键轴圆柱面，单击激活“指定点”栏，单击其右侧下拉箭头选择象限点
，单击传动键轴的右侧端圆顶部位置，单击“确定”按钮，完成传动键轴圆柱面顶部基准平面的绘制，如图3-211所示。
图3-210 【基准平面】对话框
图3-211 传动键轴圆柱面顶部基准平面的绘制
选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【键槽】命令，弹出图3-79所示的【槽】对话框，单击“矩形槽”单选按钮，单击“确定”按钮，弹出图3-80所示的【矩形键槽】放置面对话框，单击选择刚绘制的基准平面，弹出图3-212所示的键槽创建方向确认对话框，单击“确定”按钮，弹出图3-48所示的【水平参考】对话框，单击选择Y轴，弹出图3-213所示的【矩形键槽】参数对话框，按图示设置，单击“确定”按钮，弹出图3-55所示的【定位】对话框，这里自动识别的是圆柱面中心位置，不需要另行定位，单击“确定”按钮，完成丝杠矩形键槽的绘制，如图3-214所示。
图3-212 键槽创建方向确认对话框
图3-213 【矩形键槽】参数对话框
矩形键槽的绘制也可以通过绘制键槽截面草图曲线拉伸与丝杠轴体求差集的方法完成。
6）隐藏辅助特征
选择【菜单】→【编辑】→【显示和隐藏】→【显示和隐藏】命令，弹出图1-20所示的【显示和隐藏】对话框，单击“草图” “曲线”和“基准”后面的减号 ，将所有的辅助特征草图、空间曲线和基准都隐藏，只显示实体特征，单击“确定”按钮，完成矩形齿传动丝杠的绘制，如图3-215所示。
图3-214 丝杠矩形键槽的绘制
图3-215 矩形齿传动丝杠（隐藏辅助特征）
