知识目标：

1、能描述行星齿轮各零部件的结构特点及特征。

2、能说出圆柱齿轮正确啮合的条件。

3、能说明阵列组件的功能及创建的步骤和条件。

技能目标：

1、能根据行星齿轮图纸和实物图片准确分析产品结构特征。

2、能使用GC圆柱齿轮、拉伸、旋转、阵列特征等特征工具完成测行星齿轮各零部件的创建。

3、能使用组件添加及装配约束完成测行星齿轮的整体装配，并进行真实着色渲染。

4、能使用编辑爆炸及追踪线工具完成测行星齿轮爆炸图的创建。

思政目标：

1、能根据工作任务要求进行任务分析，养成细致分析的职业习惯。

2、能坚持独立完成行星齿轮的三维设计任务，树立吃苦耐劳的劳动精神。

3、能阅读交流行星齿轮设计与制造流程的相关素材，感悟精益求精的工匠精神。

任务背景：

行星齿轮，又称为行星传动，主要功能是实现动力的传递和分配。通过改变行星齿轮的输入、输出和固定元件，可以实现不同的传动比，从而满足各种工况的需求。最早的行星齿轮设计可以追溯到1895年，当时法国工程师阿尔芒（Armand）为汽车发明了一种行星齿轮变速器。随着科技的进步，行星齿轮在航空、航天、汽车、船舶等领域得到了广泛应用，成为了现代机械传动的重要组成部分。

1、行星齿轮的优点

行星齿轮作为一种高效的传动装置，具有许多优点。首先，它能够在较小的体积内实现较大的传动比，使得机械结构更加紧凑。其次，行星齿轮具有较高的传动效率，能够减少能量损失。此外，行星齿轮还具有良好的承载能力，可以在高速、高负荷的工况下稳定工作。正因为这些优点，行星齿轮在各种工业领域中发挥着重要作用，例如汽车变速箱、精密电机、工业机器人等。

2、行星齿轮的结构特点

行星齿轮主要由太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈四个基本部件组成。太阳轮与输入轴相连，内齿圈固定在外壳上，行星轮通过行星架与输出轴相连。在传动过程中，太阳轮、行星轮和内齿圈之间相互啮合，形成一个封闭的传动链。

图1 行星齿轮

（1）太阳轮（Sun gear）：

太阳轮是行星齿轮中的一个重要部件，通常是一个较小的齿轮，与输入轴相连。太阳轮的几何结构是一个中心有轴孔的齿轮，其齿数相对较少。在传动过程中，太阳轮的旋转带动行星轮围绕其旋转。太阳轮的主要功能是将输入的动力传递给行星轮，从而实现动力的分配和调整。

（2）行星轮（Planetary gear）：

行星轮是行星齿轮的核心部件，通常由一组相互啮合的齿轮组成。这些齿轮通过行星架（Planet carrier）连接在一起，形成一个整体。行星轮的几何结构特点是具有与太阳轮和内齿圈相互啮合的齿形。在传动过程中，行星轮既围绕太阳轮旋转，又在行星架的带动下进行自转。行星轮的主要功能是将太阳轮传递过来的动力进行分配，并在内齿圈的作用下实现变速传动。

（3）行星架（Planet carrier）：

行星架是连接并支撑行星轮的关键部件，通常由一个刚性的轴和一个轴承座组成。行星架的几何结构需要保证行星轮在其上能够平稳地旋转。在传动过程中，行星架的旋转方向和速度决定了行星轮的自转和公转状态。行星架的主要功能是将输入到行星轮的动力传递给输出轴，实现动力的输出和调整。

（4）内齿圈（Ring gear）：

内齿圈是行星齿轮中固定在外壳上的一个内齿齿轮。其几何结构特点是具有与行星轮相互啮合的内齿。在传动过程中，内齿圈的固定为行星轮提供了一个相对静止的参考点。内齿圈的主要功能是与行星轮啮合，实现动力的传递和调整，同时影响传动比的变化。

根据不同需求，行星齿轮可实现变速传动：通过改变输入、输出和固定元件，可以实现不同的传动比。例如，当太阳轮为输入，内齿圈为固定，行星架为输出时，可以实现减速传动；当行星架为输入，太阳轮为固定，内齿圈为输出时，可以实现增速传动。这种灵活性使得行星齿轮在各种工况下都能发挥出优越的性能。

引导问题1：

请结合任务背景和相关材料，写出和行星齿轮功能特点相关的精神蕴意？

请仔细阅读任务书，明确本次任务的工作要求。

引导问题2：

通过对任务背景及任务书的分析，你认为该产品有哪些零部件？每个零部件结构特征及相互之间的约束关系是什么？各零部件的特征对应的建模工具是什么？各部件的装配顺序是什么？（可以用思维导图进行分析）

根据以上分析，你认为该产品的三维建模需要哪些步骤？请把你的计划写出来。

在做完计划之后，请严格执行工作计划，主动完成任务。在任务实施过程中，做好每个步骤的记录可以随时检查出现的问题，请根据你的实施过程填写下表。

在学习过程中可先按照工作过程的示范性操作进行训练，也可在操作过程中根据自己的具体情况参考关键步骤的做法。

    表2 任务操作流程示范

知识点1：齿轮装配啮合的条件

在齿轮装配时，确保齿轮之间正确啮合是非常重要的。对于圆柱渐开线齿轮来说，一对齿轮能够配合的条件包括：

模数和齿数匹配：两个啮合的齿轮必须具有相同的模数（模数是齿轮齿廓尺寸的一个基本参数，与齿轮的直径和齿数有关）。模数相同的齿轮可以保证齿轮的齿廓形状一致，从而实现良好的啮合。模数和齿数决定了其各自分度圆的尺寸，配对齿轮的分度圆相切。

压力角：齿轮的压力角（通常为20°或25°）必须相同，这样才能保证齿轮在啮合时能够正确传递力和运动。

齿隙：在齿轮啮合时，配对齿轮的齿顶和齿根之间有一定的齿隙，这是为了补偿齿轮的制造误差、热膨胀以及磨损。齿隙过大会导致传动不平稳，过小则会增加磨损。

以上三个条件在齿轮三维建模时均已确定，那么在进行装配时要先对齿轮之间的分度圆进行约束（相切），再进行啮合齿的齿面约束（接触）即可完成一对齿轮的约束，如下图所示。

图2 齿轮三维装配的约束条件

知识点2：渐开线齿轮啮合工具

对于齿轮的啮合，NX在齿轮建模的GC齿轮工具里集成了齿轮啮合的功能，用户可在同一个建模空间分别创建完配对的齿轮，再进行齿轮啮合。

NX建模模块的GC齿轮工具进行齿轮啮合，其一般使用步骤为：选择齿轮操作方式（点选齿轮啮合）→确定→指定齿轮啮合关系（分别设置主动齿轮driving gear，从动齿轮driven gear，）→指定齿轮中线连线向量（可以通过矢量构造器指定）→确定，查看啮合结果。

图3 GC齿轮啮合工具操作步骤

知识点3：阵列组件

当组件装配时有多个重复的零件，且之间的分布符合一定的阵列布局特点，那么该对象的装配可以先完成其中一个零件或一组零件的子装配，然后其他的再进行组件的阵列，例如如本项目中的三组行星齿轮轴及标准件。

NX装配模块提供的阵列组件工具类似于建模使用的阵列特征工具，其一般使用步骤为：选择要阵列的组件（可以是单个或者多个）→指定阵列布局类型（可选圆形、线性、参考）→确定阵列布局对应的条件，并输入相关参数→预览并确定阵列特征。

图4 阵列组件

“一份耕耘、一分收获！”，相信你在前面的工作实施中付出的诸多努力，会带来丰富的收获，当然你也遇到了许多考验，请你根据下面的任务报告书呈现你的工作成果，并对工作过程中困扰你的问题（如：产品分析问题、特征操作错误等）进行总结，为下次更好的完成任务做好准备。

专业技能、职业素养和思政素质是一个人职业生涯成败的关键因素，本次工作任务的评价按照学习任务综合评价表的内容进行，请你按照表中的评价条目及标准客观地完成对自己和其他同学的任务评价。

“评价不是为了证明,而是为了改进”，希望你能通过评价发现自己的优劣势，在以后的工作中不断改进，成为“更好的自己”。

任务总结：

阵列特征

本次建模任务的产品对象为测行星齿轮，其外形结构基本都为板式结构，要先创建其主要特征，再创建其他特征。

你的经验总结(可在下面增加你的总结内容)

拓展任务：

“学无止境，挑战自我”，请根据本次所学知识和技能，完成以下拓展任务。

基于本项目改进型四行星齿轮

通过本项目的行星齿轮设计，相信大家已经熟悉行星齿轮的功能与结构，在工业应用中行星齿轮会根据实际需求改变结构设计，本次拓展任务是一款改进型行星齿轮，请结合本次任务的经验，参照下面提供的行星齿轮相关资料，制定工作计划，完成行星齿轮各零部件三维建模、组件装配和渲染，并提交设计资料（包括三维模型、装配体、渲染效果图、设计说明等）。