2.5 曲轴实例
曲轴通常应用在动力装置（例如发动机等）中，它可以将往复的直线运动转化为旋转运动，也可以通过连杆结构将旋转运动转化为往复的直线运动。
下面通过一个实例讲解如何创建曲轴的三维实体模型。所要完成的曲轴三维实体模型如图2-53所示。
图2-53 发动机中的曲轴实体造型
在本实例中，主要通过综合应用常规的工具命令来创建曲轴的机构，所应用到的工具命令有拉伸工具、旋转工具、基准轴工具、倒圆角工具、镜像工具和扫描工具等。
具体的操作步骤如下。
步骤1：新建零件文件。
（1）在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮
，弹出“新建”对话框。
（2）在“类型”选项组中选择“零件”单选按钮，在“子类型”选项组中选择“实体”单选按钮；在“名称”文本框中输入HY_2_5；并取消勾选“使用默认模板”复选框，不使用默认的模板。
（3）在“新建”对话框中单击“确定”按钮，弹出“新文件选项”对话框。
（4）在“模板”选项组中选择mmns_part_solid选项。
（5）单击“确定”按钮，进入零件设计模式。
步骤2：以拉伸的方式创建一个圆柱体。
（1）单击“拉伸”按钮
，打开“拉伸”选项卡，默认选中“实心”按钮
。
（2）选择RIGHT基准平面作为草绘平面，快速地进入草绘模式中。
（3）绘制图2-54所示的剖面，单击“确定”按钮
。
（4）在“拉伸”选项卡上，输入拉伸深度值为83。
（5）单击“确定”按钮
，按〈Ctrl+D〉快捷键，模型如图2-55所示。
图2-54 绘制剖面
图2-55 创建的圆柱体
步骤3：拉伸切除材料。
（1）单击“拉伸”按钮
，打开“拉伸”选项卡。在“拉伸”选项卡上指定要创建的模型特征为“实心”按钮
，并单击“移除材料”按钮
。
（2）打开“放置”下滑面板，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
（3）选择FRONT基准平面作为草绘平面，以RIGHT基准平面作为“右”方向参考，单击对话框中的“草绘”按钮，进入草绘模式中。
（4）绘制图2-56所示的剖面，单击“确定”按钮
。
图2-56 绘制剖面
（5）在“拉伸”选项卡中单击“选项”按钮，打开“选项”下滑面板，从“侧1”和“侧2”下拉列表框中均选择
（穿透）选项，如图2-57所示。
图2-57 设置深度选项
（6）在“拉伸”选项卡中单击“确定”按钮
。按〈Ctrl+D〉快捷键，以默认的标准方向视角显示零件，如图2-58所示。
步骤4：创建扫描特征。
（1）单击“扫描”按钮
，功能区中出现“扫描”选项卡。
（2）在功能区的右部区域单击“基准”→“草绘”按钮
，弹出“草绘”对话框，选择FRONT基准平面作为草绘平面，默认以RIGHT基准平面为“右”方向参考，如图2-59所示，单击“草绘”按钮，进入草绘器。
（3）绘制图2-60所示的曲线，该曲线将用作扫描特征的原点轨迹线。单击“确定”按钮
，完成草绘并退出草绘器。
图2-58 切除材料结果
图2-59 指定草绘平面等
图2-60 绘制扫描轨迹线
（4）在“扫描”选项卡上单击出现的“退出暂停模式，继续使用此工具”按钮
。此时刚绘制的曲线被默认为原点轨迹。
（5）在“扫描”选项卡上单击选中“实心”按钮
、“保持截面不变”按钮
，并打开“参考”下滑面板，将“截平面控制”选项设置为“垂直于轨迹”，“水平/竖直控制”选项设置为“自动”，确保设置原点轨迹的起点箭头方向，如图2-61所示。
图2-61 在“扫描”选项卡上设置相关内容
（6）在“扫描”选项卡中单击“草绘（创建或编辑扫描截面）”按钮
，进入草绘器中，绘制图2-62所示的扫描截面，单击“确定”按钮
。
图2-62 绘制扫描剖面
（7）按〈Ctrl+D〉快捷键，以标准方向视角显示零件，此时可以看到动态预览效果如图2-63所示。单击“确定”按钮
，创建效果如图2-64所示。
图2-63 动态预览效果
图2-64 创建扫描实体特征
步骤5：创建拉伸特征。
（1）单击“拉伸”按钮
，打开“拉伸”选项卡，默认选中“实心”按钮
。
（2）单击“拉伸”选项卡的“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，然后单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
（3）选择图2-65所示的端面作为草绘平面，并默认以TOP基准平面为草绘方向参考，从“方向”下拉列表框中选择“上”方向参考，单击对话框中的“草绘”按钮，进入草绘模式。
图2-65 定义草绘平面及草绘方向
（4）绘制剖面，如图2-66所示，单击“确定”按钮
。
（5）在“拉伸”选项卡中选择
（对称）选项，如图2-67所示，并输入拉伸深度值为6。
（6）单击“确定”按钮
。按〈Ctrl+D〉快捷键，以默认的标准方向视角显示模型，如图2-68所示。
步骤6：创建拉伸特征。
（1）单击“拉伸”按钮
，打开“拉伸”选项卡，默认选中“实心”按钮
。
（2）在“拉伸”选项卡的“放置”下滑面板中单击“定义”按钮，系统弹出“草绘”对话框。
图2-66 绘制剖面
图2-67 设置选项和参数
图2-68 模型效果
（3）选择图2-69所示的端面作为草绘平面，并选择TOP基准平面为“上”方向参考，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。
图2-69 选择草绘平面并定义草绘方向
（4）选择绘图参考，绘制图2-70所示的剖面，单击“确定”按钮
。
（5）在“拉伸”选项卡中选择
（对称）选项，并输入拉伸深度值为6。
（6）单击“确定”按钮
。按〈Ctrl+D〉快捷键，以标准方向视角显示模型，效果如图2-71所示。
步骤7：创建旋转特征1。
（1）单击“旋转”按钮
，打开“旋转”选项卡，默认选中“实心”按钮
。
（2）单击“旋转”选项卡上的“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，接着单击该下滑面板上的“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
图2-70 绘制剖面
图2-71 创建拉伸特征
（3）选择FRONT基准平面作为草绘平面，默认以RIGHT基准平面为“右”方向参考，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。
（4）单击“基准”组中的“中心线”按钮
，首先绘制一条水平的中心线作为旋转轴，接着单击“草绘”组中的“线链”按钮
，绘制封闭的旋转剖面，如图2-72所示。单击“确定”按钮
，完成草绘并退出草绘器。
图2-72 草绘
（5）接受默认的旋转角度为360°，单击“确定”按钮
。按〈Ctrl+D〉快捷键以默认的标准方向视角显示模型，此时模型如图2-73所示。
步骤8：创建一根基准轴。
（1）单击“基准轴”按钮
，打开“基准轴”对话框。
（2）选择图2-74所示的圆柱曲面，设置其放置约束选项为“穿过”。
图2-73 创建旋转特征
图2-74 定义新基准轴
（3）单击“基准轴”对话框上的“确定”按钮，完成该基准轴的创建。
说明 创建基准轴是为了给后面的特征创建提供方便且直观明了的绘图参考。在实际设计工作中，要灵活应用各种基准特征，做到快速、流程简明地创建各种相关的实体特征或曲面特征等。
步骤9：创建另一根基准轴。
（1）取消选中该创建的基准轴，单击“基准轴”按钮
，打开“基准轴”对话框。
（2）选择图2-75所示的圆柱曲面，设置其放置约束选项为“穿过”。
图2-75 创建另一根基准轴
（3）单击“基准轴”对话框上的“确定”按钮，完成该基准轴的创建。
步骤10：创建旋转特征2。
（1）单击“旋转”按钮
，打开“旋转”选项卡，默认模型创建为
（实心）。
（2）选择FRONT基准平面作为草绘平面，快速且自动地进入草绘模式。此时可以单击“设置”组中的“参考”按钮
，打开“参考”对话框，选择相应的轴线作为绘图参考。
（3）单击“基准”组中的“中心线”按钮
，首先绘制一条水平的几何中心线作为旋转轴，接着单击“草绘”组中的“中心线”按钮
绘制一条竖直的中心线作为绘图参考，注意水平的几何中心线需要被约束为与之前创建的一根基准轴（如图2-76所示的A_3轴线）重合；单击“草绘”组中的“线链”按钮
，绘制封闭的旋转剖面，如图2-76所示。单击“确定”按钮
，完成草绘并退出草绘器。
图2-76 绘制的图形
说明 绘制的第一条几何中心线将默认作为旋转特征的旋转轴，这需要读者特别注意和掌握。旋转剖面的实线图形必须位于旋转轴的同一侧。
（4）接受默认的旋转角度为360°，在“旋转”选项卡中单击“确定”按钮
，模型效果如图2-77所示。
图2-77 完成该旋转特征的模型效果
步骤11：创建旋转特征3。
（1）单击“旋转”按钮
，打开“旋转”选项卡，默认选中“实心”按钮
。
（2）单击“旋转”选项卡上的“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，接着单击该下滑面板上的“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
（3）单击“草绘”对话框上的“使用先前的”按钮，进入草绘模式。
（4）单击“基准”组中的“中心线”按钮
，绘制一条水平的几何中心线作为旋转轴，注意水平的几何中心线需要被约束为与之前创建的一根基准轴（如图2-78所示的A_4轴线）重合；接着单击“草绘”组中的“中心线”按钮
绘制一条竖直的中心线作为绘图参考；单击“草绘”组中的“线链”按钮
绘制封闭的旋转剖面，如图2-78所示。单击“确定”按钮
，完成草绘并退出草绘模式。
图2-78 草绘剖面
（5）接受默认的旋转角度为360°，在“旋转”选项卡中单击“确定”按钮
，所创建的旋转特征效果如图2-79所示。
步骤12：镜像特征。
（1）按〈Ctrl〉键的同时，在模型树上选择要镜像的多个特征，如图2-80所示。
图2-79 创建该旋转特征的效果
图2-80 选择要镜像的多个特征
（2）单击“镜像”按钮
，打开“镜像”选项卡。
（3）选择RIGHT基准平面作为镜像平面。
（4）单击“镜像”选项卡上的“确定”按钮
，完成镜像操作，按〈Ctrl+D〉快捷键，以默认的标准方向视角显示零件，显示效果如图2-81所示。
图2-81 镜像效果
步骤13：创建拉伸特征。
（1）单击“拉伸”按钮
，打开“拉伸”选项卡，默认选中“实心”按钮
。
（2）在“拉伸”选项卡的“放置”下滑面板中单击“定义”按钮，系统弹出“草绘”对话框。
（3）选择图2-82所示的零件面作为草绘平面，接受默认的草绘方向参考，然后单击“草绘”按钮，进入草绘模式。
（4）绘制图2-83所示的拉伸剖面，单击“确定”按钮
。
（5）在“拉伸”选项卡中，输入拉伸的深度值32，拉伸方向确保为由实体向外。
图2-82 指定草绘平面及草绘方向
图2-83 草绘剖面
（6）单击“确定”按钮
。完成该拉伸操作后的曲轴模型如图2-84所示。
图2-84 曲轴效果
步骤14：创建拉伸特征。
（1）单击“拉伸”按钮
，打开“拉伸”选项卡，默认选中“实心”按钮
（2）在“拉伸”选项卡的“放置”下滑面板中单击“定义”按钮，系统弹出“草绘”对话框。
（3）选择图2-85所示的零件面作为草绘平面，接受默认的草绘方向参考，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。
图2-85 选择零件面定义草绘平面
（4）指定绘图参考，绘制图2-86所示的拉伸剖面，单击“确定”按钮
。
（5）在“拉伸”选项卡中输入拉伸的深度值6，拉伸方向确保为由实体向外。
（6）在“拉伸”选项卡中单击“确定”按钮
，创建结果如图2-87所示。
图2-86 绘制剖面
图2-87 创建的拉伸特征
步骤15：倒圆角。
（1）单击“倒圆角”按钮
，打开“倒圆角”选项卡。
（2）在“倒圆角”选项卡上设置当前倒圆角集的半径为3。
（3）按住〈Ctrl〉键选择要倒圆角的多条边参考，可以参看图2-88所示的以粗线显示的轮廓边线。
图2-88 倒圆角
（4）在“倒圆角”选项卡中单击“确定”按钮
。
至此，完成本例曲轴的建模操作，建模结果如图2-89所示。
图2-89 完成的曲轴模型