3D设计与打印实训教程（机械制造）课件高三下机工社第一单元任务五 渐开线齿轮的设计与打印

第一单元 正向三维设计与3D打印 任务三渐开线齿轮的设计与打印 任务描述 齿轮在机械生产中应用非常的广泛，许多机械传动都是借助齿轮来完成的。利用三维设计软件，借助3D打印技术，可以实现齿轮的快速设计和制造。UG8.0软件自带了齿轮建模工具，可以很方便的对齿轮进行建模设计，下面这个任务，我们将利用UG8.0软件设计一款渐开线直齿圆柱齿轮，并通过3D打印进行制造。 UG设计方法与步骤 渐开线齿轮基本参数 名称 代号 计算公式 齿形角 α 标准齿轮为20° 齿数 z 通过传动比计算确定 模数 m 通过计算或结构设计确定 齿宽 s 在UG齿轮建模中，指的是齿轮的径向厚度 分度圆直径  d  d=mz 齿轮主体的创建 在部件导航器选项卡中选择基准坐标系，单击鼠标右键，选择“显示”命令，显示基准坐标系 齿轮主体的创建 执行“草图”命令 ，选择XOY平面为草图绘制平面，单击鼠标右键，选择“定向视图到草图”命令，进入草图绘制界面。 齿轮主体的创建 选择“圆柱齿轮建模”命令 ，弹出渐开线圆柱齿轮建模对话框，依次选择“创建齿轮”、“确定”、“直齿轮”、“外啮合齿轮”、“滚齿”、“确定”命令，进入渐开线圆柱齿轮参数设定对话框。在此对话框，名称设定为“chilun1”，模数设为“2”，牙数设为“30”，齿宽设为“10”，压力角为“20”，建模精度设为“中”，点击“确定”。 齿轮主体的创建 单击“拉伸”命令，距离选择52，完成立体坐标系V面和W面拉伸操作。 齿轮主体的创建 在矢量定义对话框，选择XOY平面齿轮创建平面，Z轴正方向为齿轮拉伸方向，单击“确定”，弹出选择点对话框，选择坐标原点为齿轮中心，单击“确定”，完成齿轮的建模操作。 齿轮主体的创建 齿轮模型 齿轮内部构造创建 单击“草图”命令 ，弹出创建草图对话框，选择XOY平面为草图绘制平面，单击右键，定向视图到草图 齿轮内部构造创建 单击“插入”命令、“草图曲线”命令，选择“多边形”，弹出多边形设置对话框，设置坐标原点为中心点，边数设为“6”，内切圆半径设为“5”，绘制齿轮中心六边形。 齿轮内部构造创建 单击“圆”命令 ，绘制如下图所示圆，直径为15，距离X轴距离0，距离Y轴距离15。单击“阵列”命令 ，弹出阵列曲线对话框，选择绘制的圆，布局设为“圆形”，原点为阵列原点，数量为“5”，节距角为“72”，单击确定，完成圆形的阵列操作， 建立立体坐标系轴 单击“拉伸”命令，距离55，布尔求和，完成Z轴的拉伸 齿轮内部构造创建 单击“拉伸”命令，弹出拉伸对话框，拉伸距离设定为“贯通”，布尔操作选择“求差”，单击确定，完成齿轮内部结构的创建。 STL模型的导出与检测 STL文件的导出。单击“文件>导出>STL”命令，弹出“快速成型”对话框，选择默认参数，单击确定，弹出“导出快速成型文件”对话框，根据需要设置保存的文件名和路径，单击“保存”，完成STL格式文件的输出 STL模型的导出与检测 STL模型文件的检测与修复。一般情况下，使用工业级软件设计的模型很少出现破面、共有边、共有面等错误，但安全起见，还是将STL模型导入netfabb软件检测一下，如图，只要不出现标志，模型就没问题。 渐开线齿轮模型的切片处理 立体坐标系模型设计完成之后，我们要将导出的STL模型导入切片软件进行切片处理，使得3D打印机能够识别一层层的文件，然后按照每一层的文件进行层层打印。 载入STL模型。打开切片软件，点击 ，弹出对话框，选择要载入的模型。调整模型，居中，放置到地板 打印参数设定 载入模型之后，根据需要对打印参数进行设定 层高 采用标准打印质量，层高设定为0.3mm，保证打印速度。 外壳 外周壳数量设定为2，封底层数和封顶层数设置为3，保证有足够的强度。 填充 填充设置为15%，在保证强度的同时，提高打印效率。 速度 打印速度设置为70mm/s，空走速度设置为120mm/s，这样既不影响打印质量，又能保证打印效率。 温度 按照PLA材料特点，为增加粘附力，设置为220℃。 打印路径的生成 打印参数设置完成后，点击确定，切片软件开始对模型进行切片处理，并估算打印时间和消耗耗材长度，这时，就可以开始正式打印了。 USB数据线连接打印 用USB数据线将打印机和电脑连上 USB数据线连接打印 启动打印机，确保打印平台已调平，已完成耗材进丝操作。点击菜单栏“打印”>“连接机器”命令，在弹出的对话框中，连接模式栏选择USB， 选择机器栏选择你的打印机类型, 再点击“连接”按钮， 启动USB连接，并将Gcode文件上传至机器端 USB数据线连接打印 成功将打印机与电脑连接后，在软件界面可以看到机器处于预热状态，预热完成后即开始打印 从U盘打印 将保存有Gcode文