轮廓及剖面建立规律与应用

上节基础性地介绍了二维线型的建立方法和典型案例的建立规律，对于实际产品来说，在外轮廓或者剖面建立过程中不能仅仅单纯依靠二维线型工具来实现，需要综合性地使用Rhino软件中的其他工具命令来辅助实现最终的目标。接下来通过齿轮的二维轮廓及截面线型的建立来了解相关的规律，这样能在以后的工作中有所借鉴，举一反三地去应用。齿轮的参数信息量比较大，具体的名称和参数规范需要在建立之前进行一下了解，如图3-41所示。齿轮的二维线型是很典型的复杂建立案例，基本上涵盖了平日建线工作中常用和常见的命令和方法。

图3-41 齿轮参数及名称

首先建立齿轮轮廓线中较重要的两个圆形，圆心为视图的坐标中心点，分别以齿顶圆和齿根圆的尺寸50mm和35mm为半径，建立起两个同心圆曲线，如图3-42所示，它们实际上包含了齿轮的轮廓边线。下面通过一系列操作将其从两个圆形曲线中提取出来。

图3-42 建立齿根圆和齿顶圆

分别以同心圆圆心为起点建立两条辅助直线段，一条与小圆相交，另一条与大圆相交，并且使用“旋转”工具分别将直线段旋转6°和13°（该角度可以根据不同齿轮齿数调整变化），如图3-43所示。调整完以后，长直线段与大圆相交的点为齿尖外边线的左端点，短直线段与小圆相交的点为齿根部的左端点位置。

图3-43 建立辅助线

接下来将刚建立的两条直线段围绕圆心的垂直方向进行镜像复制，这里需要把正交和捕捉打开，如图3-44所示。注意观察，两条长直线段之间所夹着的圆弧曲线就是齿尖的边线，可以使用“修剪”命令，将大圆曲线和两个直线段全部选中，然后在大圆上不需要的曲线上单击鼠标左键，修剪下所需要的齿尖的边线弧形曲线，如图3-45所示。

图3-44 辅助线镜像

图3-45 分割外齿曲线

使用“内插点曲线”工具并打开“捕捉”工具，在齿尖边线左端点和齿根左交点处建立一条曲线，如图3-46所示，轮齿边线并非是一条直线，实际上是带有一定弧度的曲线，这样才能保证齿轮在啮合时顺利入齿和出齿，具体可查齿轮制图规范标准。打开刚刚建立的曲线上的控制点，将其调整为一定弧度的曲线形状，如图3-47所示，并将调整完的曲线进行镜像复制，建立另外一条对称边线。

轮齿轮廓曲线基本建立完毕后，就要解决齿根处的曲线建立。将之前建立的短的辅助直线段使用“环行阵列”命令进行复制，选择同心圆圆心为阵列中心点，输入复制的数目以及环行阵列角度360°，最终右击鼠标或按“Enter”键，结束操作后就可以看到呈发散状的多个线段，如图3-48所示，接下来使用“修剪”命令将刚刚复制的直线段和小圆选中，只保留齿根处的曲线，在其他圆形曲线段内单击鼠标左键将其修剪掉即可。这样经过一系列操作后就得到了所需要的齿根曲线，如图3-49所示。

图3-46 建立齿尖边线(www.xing528.com)

图3-47 调整边线弧度

图3-48 辅助线环行阵列

图3-49 分割齿根间曲线

将之前建立的轮齿的三条曲线选中，同样执行环行阵列复制，注意复制数目要与刚才所做的环行阵列一致，命令执行结束后齿轮的轮廓线型就出现在视图中，如图3-50所示。同时还需要选择“曲线”工具栏中的“曲线圆角”命令，将齿尖和齿根处的曲线相交处倒成合适大小的倒角，如图3-51所示。这样所有齿轮的曲线及细节就都处理完毕了。

图3-50 复制轮齿曲线环行阵列

最后将所有建立的齿轮曲线段全部选中，执行“接合”命令，将其合并为一条完整的轮廓曲线，如图3-52所示。为了更清晰地看到齿轮的轮廓曲线效果，可将其拉伸成立体形态，如图3-53所示。在练习的时候做出轮廓曲线就可以了。这个案例综合性地应用了Rhino软件中的多个命令，在建立类似复杂曲线轮廓或截面时候都需要分析其形状特征和处理方法，在熟练掌握工具命令的使用基础上，能用最快最简捷的方式将其建立出来，并且在细节尺寸和精度等方面也要符合规范要求。虽然在建立曲线轮廓的过程中比较辛苦，但是当后期在曲线基础上建立起精美的数字产品模型时，一切辛苦就没有白费，都是值得的。

图3-51 处理细节倒角

图3-52 齿轮完整二维线型效果

图3-53 齿轮立体阴影效果