FreeCAD傻瓜教程-涡轮蜗杆的快速绘制FCGear工作台的使用方法

起因：涡轮蜗轴的组合，是一种比较简单且高效的传动结构。可以实现减速、加速、转动角度的放大、缩小等应用。 如何绘制呢？我搜索了不少教程，看起来都挺复杂的，对于小白来说有点像天书。这里介绍和记录一下利用FreeCAD 的外部工作台--FCGear Workbench 来进行参数化绘制齿轮类结构模型的操作。希望能够帮到有需要的人。

本文全部内容完全免费，设置的是“全部可见”的，如果变成了VIP可见的，请发起对引起这一变化的 CHu Sheng 的诅咒，并第一时间发消息给作者提醒更改！！

一、FCGear Workbench 的安装

参考我之前的文章： FreeCAD傻瓜教程-钣金工作台SheetMetal的安装和简单使用_autocad sheet metal tools-CSDN博客

Gear工作台的地址： GitHub - looooo/freecad.gears: a gear module for freecad

二、初步的使用方法

如下图，1. 先切换到gear 工作台， 2.再使用工具创建你要的零件的模型，3.选中模型，4.修改模型的参数。

备注： 其实FreeCAD的许多工作台都是用Python开发的，这些模型的构件，都是通过参数化的绘制来实现的，工作台只是提供了一个对于使用者比较友好的可视化UI而已!! 

三、参数的含义

1. 基本参数（Basic Parameters）

• accuracy（精度）

  • 解释：控制齿轮建模的精度等级（未显示具体值）。

• numpoints（点数）

  • 解释：用于生成齿轮轮廓的离散点数量（当前为20，值越高轮廓越平滑）。

• simple（简化模式）

  • 解释：若为 true，可能使用简化算法生成齿轮（当前为 false，即完整建模）。

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2. 齿轮几何尺寸（Gear Dimensions）

• base（基圆）

  • 解释：基圆直径（未显示具体值，是齿轮渐开线的基础）。

• height（高度）

  • 解释：齿轮的厚度（当前为5.00 mm）。

• module（模数）

  • 解释：齿轮的基本尺寸参数（当前为1.00 mm，决定齿轮大小和齿距）。

• num_teeth（齿数）

  • 解释：齿轮的齿数（当前为15齿）。

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3. 计算参数（Computed Parameters）

• addendum_diameter（齿顶圆直径）

  • 解释：齿轮外径（当前为17.00 mm）。

• angular_backlash（角度侧隙）

  • 公式：0.00 * (backlash / pitch diameter * 360 / π)

  • 解释：齿轮啮合时的角度间隙（当前为0，表示无侧隙）。

• pitch_diameter（分度圆直径）

  • 解释：齿轮的理论啮合圆直径（当前为15.00 mm）。

• root_diameter（齿根圆直径）

  • 解释：齿轮底部直径（当前为12.50 mm）。

• transverse_pitch（端面齿距）

  • 解释：分度圆上相邻齿间的距离（当前为3.14 mm）。

• traverse_module（端面模数）

  • 解释：端面齿距与π的比值（当前为1.00 mm，与模数一致）。

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4. 倒角与修形（Fillets & Undercut）

• head_fillet（齿顶倒角）

  • 解释：齿顶处的圆角半径（当前为0.00，表示直角）。

• root_fillet（齿根倒角）

  • 解释：齿根处的圆角半径（当前为0.00）。

• undercut（根切）

  • 解释：若为 true，允许齿根切槽（当前为 false）。

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5. 螺旋齿轮参数（Helical Gear）

• double_helix（双螺旋）

  • 解释：若为 true，生成人字形齿轮（当前为 false）。

• helix_angle（螺旋角）

  • 解释：螺旋齿的倾斜角度（当前为0°，表示直齿轮）。

• properties_from_t...（从模板继承属性）

  • 解释：若为 true，从模板加载参数（当前为 false）。

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6. 孔参数（Hole Settings）

• axle_hole（中心轴孔）

  • 解释：若为 true，在齿轮中心生成轴孔（当前为 false）。

• axle_holesize（轴孔尺寸）

  • 解释：中心孔的直径（预设为10.00 mm，未启用）。

• offset_hole（偏心孔）

  • 解释：若为 true，生成偏离中心的孔（当前为 false）。

• offset_holeoffset（偏心距）

  • 解释：偏心孔的中心偏移距离（预设为10.00 mm）。

• offset_holesize（偏心孔尺寸）

  • 解释：偏心孔的直径（预设为10.00 mm）。

关键公式说明

• 模数（module） = 分度圆直径 / 齿数

  • 当前示例：15.00 mm / 15 = 1.00 mm（与配置一致）。

• 端面齿距（transverse_pitch） = π × 模数

  • 当前示例：3.14 × 1.00 ≈ 3.14 mm（与配置一致）。

四、绘图示例

再某宝上截图了几个涡轮和蜗轴，我们就以之为例子，尝试一下

4.1 涡轮和蜗轴的选择

4.2 新绘制的涡轮盘的参数

 如下图，我们利用gear工作台，绘制了涡轮盘。 实际上需要设置的参数只有图中的区域1 和区域2，共4项。 分别是涡轮盘的厚度，模数、齿数、导程角。

注意： 我这里导程角设定为了 17.18°，是为了让齿的倾斜度更为明显，实际上要按照上面例子图中的参数进行设定。 另外，这仅仅是涡轮盘，至于开孔，加台阶，还要在其他工作台协同操作！！

4.3 基于gear工作台生成的涡轮盘来创建模型

Gear工作台是和 Part Design 工作台联动的，可以基于gear工作台的结果，快速转换出一个零件。 也就是说，省去了绘制草图的过程，直接依托我们绘制的涡轮盘，快速生成可编辑的 Body

创建流程如下：

可以看到，出现4 BaseFeature 后， 上面创建的 涡轮盘自动呈现灰色，不可见的状态！！ 

4.4 对可编辑的Body进行增加凸台，开孔等操作

五、蜗杆的绘制

和上面绘制涡轮的步骤一样，只是选取的工具不同