2.4 花键轴实例
通常将具有花键结构的轴零件称之为花键轴。在介绍如何创建花键轴的三维模型之前，先来了解一下花键连接的一些基础知识。
花键连接是由内花键和外花键组成的，它在强度、工艺和使用方面具有很多优点，比如连接受力均匀、齿根处应力集中较小、轴与彀的强度削弱少、可以承受较大的载荷、轴上零件与轴的对中性好（这对高速及精密机器很重要），以及导向性较好等。花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接。
花键连接可以用于静连接或动连接。如果按照花键结构的齿形不同进行分类，则可以分为标准化的矩形花键和渐开线花键两大类。
在进行花键结构的设计时，需要根据设计要求按照标准选取花键的齿数、尺寸、配合等相关参数。
本实例要完成的花键零件为花键轴，其三维模型如图2-31所示。
图2-31 花键轴
本实例主要知识点：花键结构的建模方法，尤其是“扫描”工具命令的使用方法。
具体的建模步骤如下。
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_4；并取消勾选“使用默认模板”复选框以不使用默认模板。
（3）在“新建”对话框上单击“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：以旋转的方式创建轴的基本体。
（1）单击“旋转”按钮
，打开“旋转”选项卡，默认创建实体特征。
（2）选择FRONT基准平面作为草绘平面，以默认方向参考等设置自动进入草绘模式。
（3）绘制图2-32所示的旋转剖面和水平旋转中心线，在完成标注需要的尺寸及修改尺寸后，单击“确定”按钮
。
（4）接受默认的旋转角度为360°，在“旋转”选项卡上单击“确定”按钮
，按〈Ctrl+D〉快捷键，此时创建的旋转特征以默认的标准方向视角显示，如图2-33所示。
图2-32 绘制剖面
图2-33 创建的旋转特征
步骤3：创建倒角特征。
（1）单击“边倒角”按钮
，打开“边倒角”选项卡。
（2）在“边倒角”选项卡上选择边倒角标注形式为45×D，在D尺寸框中输入1.5。
（3）结合〈Ctrl〉键在模型中选择图2-34所示的几处边线。
图2-34 选择要倒角的边参考
（4）在“边倒角”选项卡上单击“确定”按钮
。
步骤4：创建键槽结构。
（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“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，单击该面板上的“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。
（3）在功能区右侧区域打开“基准”工具列表，接着从该列表中单击“基准平面”按钮
，打开“基准平面”对话框，选择TOP基准平面作为偏移参考，设置偏移距离为11，如图2-35所示，然后单击“确定”按钮，完成创建基准平面DTM1。
（4）系统自动以DTM1基准平面作为草绘平面，接受默认的方向参考，单击“草绘”对话框上的“草绘”按钮，进入草绘模式。
（5）绘制图2-36所示的剖面，单击“确定”按钮
。
（6）在键盘上按〈Ctrl+D〉快捷键，接着在“拉伸”选项卡上确保单击选中“移除材料”按钮
，并从深度选项下拉列表框中选择
（穿透）选项，注意模型中的箭头方向如图2-37所示。
图2-35 创建基准平面DTM1
图2-36 绘制剖面
图2-37 模型显示
（7）在“拉伸”选项卡上单击“确定”按钮
，完成该键槽结构的创建，如图2-38所示。
图2-38 完成键槽的创建
步骤5：创建其中一个花键槽。
（1）在功能区“模型”选项卡的“形状”组中单击“扫描”按钮
，打开“扫描”选项卡。
（2）在“扫描”选项卡上分别单击“实心”按钮
、“移除材料”按钮
和“保持截面不变”按钮
，如图2-39所示。
（3）在功能区的右侧区域打开“基准”列表，接着单击“草绘”按钮
，系统弹出“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，单击“草绘”按钮，进入内部草绘器。
图2-39 “扫描”选项卡
（4）绘制图2-40所示的曲线，单击“确定”按钮
。
图2-40 绘制曲线
（5）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
，如图2-41所示。
图2-41 在“扫描”选项卡上进行操作
（6）系统默认选择刚完成绘制的曲线作为原点轨迹，通过在图形窗口中单击箭头图标的方式改变原点轨迹的起点箭头方向。所需的起点箭头方向如图2-42所示，并注意“参考”下滑面板中的相关设置。
（7）在“扫描”选项卡上打开“选项”下滑面板，进行图2-43所示的设置。接着在“扫描”选项卡上单击“草绘（创建或编辑扫描截面）”按钮
，进入草绘器中。
（8）绘制图2-44所示的扫描剖面，单击“确定”按钮
。
图2-42 指定原点轨迹及其起点箭头方向
图2-43 “选项”下滑面板
图2-44 绘制扫描剖面
（9）按〈Ctrl+D〉快捷键，此时可以看到默认的两个箭头方向如图2-45所示。
（10）在“扫描”选项卡上单击“确定”按钮
，完成图2-46所示的一处花键槽。
图2-45 两个箭头方向
图2-46 创建其中的一处花键槽
步骤6：以阵列的方式创建其余花键槽。
（1）单击“阵列”按钮
，打开“阵列”选项卡。
（2）在“阵列”选项卡中，从阵列类型下拉列表框中选择“轴”选项。
（3）在模型中选择特征轴A_1。
（4）在“阵列”选项卡中单击“设置阵列的角度范围”按钮
，接着设置其角度范围为360°，输入第一方向的阵列成员数为6，如图2-47所示。
图2-47 设置阵列参数
（5）在“阵列”选项卡上单击“确定”按钮
，阵列结果如图2-48所示。
图2-48 完成花键结构
步骤7：创建标准螺纹孔。
（1）在功能区“模型”选项卡的“工程”组中单击“孔”按钮
，打开“孔”选项卡。
（2）在“孔”选项卡上单击“创建标准孔”按钮
，接着在“螺钉尺寸”
框中选择M8x1，输入钻孔深度值为25，并选中“添加埋头孔”按钮
。
（3）在“孔”选项卡上单击“形状”按钮，打开“形状”下滑面板，设置图2-49所示的形状尺寸参数。
（4）在“孔”选项卡中单击“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，在模型中选择特征轴A_1作为第1个放置参考，放置类型选项默认为“同轴”，接着按住〈Ctrl〉键的同时在模型中选择另一个放置参考，即选择图2-50所示的端面。
（5）在“孔”选项卡上单击“确定”按钮
，创建的螺纹孔特征如图2-51所示。
步骤8：建立层来管理标准孔注释。
（1）在导航区的模型树上方单击“显示”按钮
，接着从打开的下拉列表中选择“层树”命令，则导航区切换到层树显示模式。
（2）在层树上方单击“层”按钮
，从打开的下拉菜单中选择“新建层”选项，打开“层属性”对话框。
（3）在“名称”文本框中输入note，接着在模型中单击螺纹孔的注释信息。
图2-49 定义形状
图2-50 定义放置参考
图2-51 创建标准螺纹孔特征
（4）单击“层属性”对话框的“确定”按钮。
（5）在层树中右击NOTE层，从弹出的快捷菜单中选择“隐藏”命令。单击“图形”工具栏中的“重画当前视图”按钮
刷新画面，此时模型中的孔注释已经被隐藏起来了，如图2-52所示。
图2-52 隐藏了孔注释
（6）在层树上方单击“显示”按钮
，接着从打开的下拉列表中选择“模型树”选项，切换回模型树显示模式。
至此，完成了本花键轴的创建。