齒輪減速機(jī)采用特征和參數(shù)化相結(jié)合的建模方法。下面以?xún)杉?jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速機(jī)為初始實(shí)例來(lái)說(shuō)明基于實(shí)例推理的齒輪減速機(jī)三維 CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)例建模方法。 1.1齒輪模塊實(shí)例的創(chuàng)建
      根據(jù)特征的分類(lèi)和特征的分解原則，將齒輪分解為如下特征：

(1)形狀特征
      齒槽特征：齒槽特征是由齒槽曲線(xiàn)生成齒槽曲面，再用齒槽切割齒輪胚體，用 Subtract 命令作布爾減運(yùn)算生成，如圖 3-3 所示。

 
  式中

在 UG NX 軟件中，通過(guò)當(dāng)前工作坐標(biāo)系創(chuàng)建漸開(kāi)線(xiàn)的方程式為： 式中
 
      陣列特征：將齒槽特征通過(guò)圓形陣列(CircularArray)，產(chǎn)生繞圓柱體均勻分布的一系列的齒槽特征，陣列個(gè)數(shù)等于該齒輪的齒數(shù)z ，如圖 3-4 所示特征Ⅰ。
        軸孔特征：它是與傳動(dòng)軸配合的特征。該特征既包括與傳動(dòng)軸配合的尺寸參數(shù)，又包括與鍵配合的尺寸參數(shù)，如圖 3-4 所示特征Ⅱ。結(jié)構(gòu)部分的特征：確定了分度圓、齒頂圓、齒根圓、齒寬等主要尺寸后，還需要進(jìn)一步確定輪緣、輪輻和輪轂等的結(jié)構(gòu)型式和尺寸?；鶞?zhǔn)特征：齒輪的基準(zhǔn)特征是建立齒輪的過(guò)程中用到的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)面。這些特征雖然不是齒輪實(shí)體特征的組成部分，但它們是齒輪實(shí)體建模過(guò)程中必不可少的部分，對(duì)齒輪的建模起著重要的作用。該特征是所有建模過(guò)程中必須要用到的。

(2)材料特征

      材料特征主要描述材料的類(lèi)型和性能、材料的熱處理等信息，特征概念較為寬廣。齒輪建模主要考慮的是形狀特征，其材料特征在建模這一塊并不重要。

(3)精度特征

      齒輪的一些尺寸精度或形位精度在加工和裝配時(shí)都有比較嚴(yán)格的要求。在允許的范圍內(nèi)屬于合格產(chǎn)品，否則被視為不合格或廢品。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，精度只是作為一項(xiàng)附加的要求表達(dá)在二維圖紙上，而在基于特征的設(shè)計(jì)中，精度是以特殊的形式存在于實(shí)體中。這時(shí)的模型已經(jīng)不僅僅是簡(jiǎn)單的幾何圖形，它已成為幾何圖形與工程語(yǔ)義的集合體。齒輪的尺寸公差、幾何公差以及表面粗糙度就是齒輪精度特征。

      按照漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn) JB179－83 的規(guī)定，齒輪的制造精度分為 12級(jí)。其中 1 級(jí)最高，12 級(jí)最低。一般機(jī)械中常用的齒輪精度等級(jí)為 6～8 級(jí)。齒輪精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)的用途、使用條件、傳遞功率、圓周速度等技術(shù)要求來(lái)決定，主要是根據(jù)齒輪圓周速度的大小來(lái)選擇，參見(jiàn)表 3-1。 (4)齒輪特征模型參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)

      要實(shí)現(xiàn)輪齒完全的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，就要運(yùn)用 UG NX 中的表達(dá)式和電子表格。表達(dá)式是定義特征的算術(shù)或條件公式語(yǔ)句[48]。利用表達(dá)式編輯器（ExpressionsEditor）可以為在齒輪中的表達(dá)式定義公式字符串。通過(guò)編輯公式，可以編輯用戶(hù)的模型參數(shù)。也可以利用表達(dá)式來(lái)參數(shù)化控制在一個(gè)零件的特征間的關(guān)系。電子表格是 UG NX 用于參數(shù)化建模的高級(jí)表達(dá)式編輯器，為 UG NX 與 Excel 之間提供一個(gè)集成接口，以便用表格驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)。建模電子表格可實(shí)現(xiàn)較多的功能，如提取和修改表達(dá)式、屬性；利用目標(biāo)搜尋與分析方法求若干幾何參數(shù)的最優(yōu)解；利用部件族功能快速設(shè)計(jì)具有相同結(jié)構(gòu)而不同尺寸的系列零件。因此對(duì)齒輪建模，首先執(zhí)行工具/表達(dá)式命令,在表達(dá)式對(duì)話(huà)框中設(shè)置齒輪建模過(guò)程中用到的參數(shù)，包括 m (模數(shù))、z (齒數(shù))、α(壓力角)、b（展開(kāi)角）等，按式（3-2）輸入公式，見(jiàn)圖 3-5，然后按規(guī)定步驟完成建模。       執(zhí)行工具/電子表格命令,打開(kāi) Excel，選擇抽取表達(dá)式命令，則模型中的表達(dá)式被抽取到電子表格中，見(jiàn)圖 3-6，修改 Excel 表中的 m、z 等，即可生成結(jié)構(gòu)相同尺寸不同的齒輪，擴(kuò)充實(shí)例庫(kù)內(nèi)容。 1.2傳動(dòng)軸模塊實(shí)例的創(chuàng)建

      傳動(dòng)軸是減速機(jī)的核心零件之一，其上安裝有齒輪，起傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的作用。輸入軸與外部原動(dòng)機(jī)相聯(lián)，接受外部傳遞過(guò)來(lái)的扭矩及運(yùn)動(dòng)。輸出軸為轉(zhuǎn)矩輸出軸，通過(guò)齒輪配合將小扭矩、高轉(zhuǎn)速的輸入轉(zhuǎn)化為大扭矩、低轉(zhuǎn)速的輸出，輸出軸與外部工作機(jī)相聯(lián)。

(1)形狀特征
      根據(jù)功能不同，將傳動(dòng)軸分為輸入軸、中間軸和輸出軸。根據(jù)特征的分解原則，可將傳動(dòng)軸的形狀特征按功能分解如下。如圖 3-7 所示為輸出軸。