基于UG下的鋼絲包裝機(jī)的虛擬裝配設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)題目：基于設(shè)計(jì)題目：基于 ug 下的鋼絲包裝機(jī)的虛擬裝配下的鋼絲包裝機(jī)的虛擬裝配學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 所在院系：所在院系： 機(jī)機(jī) 電電 學(xué)學(xué) 院院所學(xué)專(zhuān)業(yè)：所學(xué)專(zhuān)業(yè)： 導(dǎo)師姓名：導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間：完成時(shí)間：摘摘 要要ug 是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的先進(jìn)三維軟件，其功能十分強(qiáng)大。本文介紹了基于 ug 下的鋼絲包裝機(jī)各零件的造型過(guò)程，詳細(xì)說(shuō)明了在ug 的裝配模塊對(duì)鋼絲包裝機(jī)各零件如滾動(dòng)滑輪，軸，底座，面板,支架的虛擬裝配并制作出工程圖，根據(jù)裝配圖對(duì)設(shè)計(jì)的鋼絲包裝機(jī)各零件之間的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)，看是否存在干涉現(xiàn)象，進(jìn)一步觀察設(shè)計(jì)的鋼絲包裝機(jī)是否合理，從而提高了鋼絲包裝機(jī)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率

2、。關(guān)鍵字關(guān)鍵字: : ug;參數(shù)化設(shè)計(jì);三維造型;虛擬裝配；工程圖virtual assembly and movement simulationof steel wire automatic packaging based on ug abstract:ug is in the modern computer-aided design applies the most widespread advanced three dimensional software, its function is very formidable. this article introduced based on

3、 the ug under steel wire packaging machine various components modelling process, explained in detail in the ug assembly module to the steel wire packaging machine various components like gear, the rolling pulley, the axis, the foundation, supports hypothesized assembly and manufactures the engineeri

4、ng plat, carries on the examination according to the assembly drawing to between the design reduction gear various components relations, looked whether to have the interference, finally through the production steel wire packaging machines movement simulation, further observes the design the reductio

5、n gear to be whether reasonable, thus enhanced the steel wire packaging machine design accuracy and the efficiency.key words: ug; parametrization design; three dimensional modelling; hypothesized assembly; engineering plat 目 錄1 緒論.11.1 cad 的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀.11.2 基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義.21.3 背景及本文所做的工作.22 基于 ug 的鋼絲包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案

6、.32.1 最終模型圖及工作原理.32.2 三大運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和調(diào)節(jié) .42.2.1 鋼絲定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng).42.3.2 鋼絲的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) .42.3 鋼絲包裝機(jī)零件的設(shè)計(jì).52.3.1 底座的三維模型設(shè)計(jì).52.3.2 底座上的固定聯(lián)結(jié)支撐部分設(shè)計(jì).62.3.3 軸，齒輪軸及帶軸的三維模型設(shè)計(jì).62.3.4 操縱軸及輪的三維模型設(shè)計(jì).72.3.5 固定滑輪的三維模型設(shè)計(jì).72.3.6 滾輪的三維模型設(shè)計(jì).82.3.7 帶的三維模型設(shè)計(jì).82.3.8 螺釘?shù)娜S模型設(shè)計(jì).82.3.9 支架的三維模型設(shè)計(jì).92.3.10 包裝帶圓環(huán)的三維模型設(shè)計(jì).92.3.11 面板的三維模型設(shè)計(jì).102.3.1

7、2 升降軸的三維模型設(shè)計(jì).112.3.13 升降手輪的三維模型設(shè)計(jì).112.3.14 操作面板的三維模型設(shè)計(jì).122.4 鋼絲包裝機(jī)的裝配.122.4.1 裝配的概述.122.4.2 底座組件的裝配.132.4.3 面板的裝配.142.4.4 支架的裝配.152.4.5 鋼絲包裝機(jī)的總裝配.153制作工程圖.174 結(jié)束語(yǔ).18致謝.19參考文獻(xiàn)1 緒論緒論 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（computer aided design）簡(jiǎn)稱(chēng) cad，是以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，運(yùn)用和生成各類(lèi)數(shù)字信息和 圖形信息以進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。cad 技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)和 cad 軟件對(duì)設(shè)計(jì)“產(chǎn)品”進(jìn)行分析，計(jì)算與模擬，調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)品

8、結(jié)構(gòu)和性能，并進(jìn)行繪圖。這種技術(shù)把設(shè)計(jì)人員所具有的 最佳特性（創(chuàng)造性思維，形象思維，知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，綜合判斷與分析的 能力）同 計(jì)算機(jī)的 強(qiáng)大的 記憶與信息檢索能力，大量信息的高速精確計(jì)算與處理能力，易于修改設(shè)計(jì)，工作狀態(tài)穩(wěn)定且不疲勞的特性結(jié)合起來(lái)，從而大大提高設(shè)計(jì)速度和效率，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本。1.1 cadcad 的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展，cad 技術(shù)的思想于 20 世紀(jì)50 年代末開(kāi)始萌芽。美國(guó)麻省理工學(xué)院研制成功第一臺(tái)電子三坐標(biāo)銑床，并開(kāi)始研究 apt（autormatiaiiy programmed tools）系統(tǒng)。同一時(shí)期，美國(guó)ca

9、lcomp 公司研制成功簡(jiǎn)式繪圖機(jī)，gerber 公司研制出平臺(tái)式繪圖儀，這些都為發(fā)展 cad 技術(shù) 提供了 最基本的 物質(zhì)條件。60 年代初，麻省理工學(xué)院sutherland 發(fā)表了 sketchpad人機(jī)對(duì)話(huà)系統(tǒng)一文，為 cad 技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。1966 年出現(xiàn)了第一臺(tái)使用的圖形顯示裝置。60 年代的實(shí)驗(yàn)室研究，又促進(jìn)了 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的飛躍發(fā)展。70 年代初，cad 技術(shù)進(jìn)入早期使用階段。美國(guó) lockhead 飛機(jī)公司推出了 cadam 系統(tǒng)。通用汽車(chē)公司研制成功 dag-1自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。由于飛機(jī)和汽車(chē)中遇到大量的自由曲面問(wèn)題，法國(guó)人 提出了 貝塞爾算法。應(yīng)用此算法能在二維繪圖系統(tǒng)

10、cadam 的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出以表面模型為特點(diǎn)的自由曲面建模方法，推出三維曲面造型系統(tǒng) catia。它的出現(xiàn)，首次首先以計(jì)算機(jī)來(lái)完整描述產(chǎn)品零件的主要信息，同時(shí)業(yè)使得 cad 技術(shù)的開(kāi)發(fā)又了現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)。這式的 cad 技術(shù)主要運(yùn)用于軍用工業(yè)。80 年代，由于計(jì)算機(jī)軟件，硬件產(chǎn)品的功能達(dá)到新的水平，性?xún)r(jià)比大大提高，尤其式 32 位小型機(jī)和 超級(jí)微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使 cad 系統(tǒng)開(kāi)始為中小型企業(yè)所用。我國(guó)對(duì) cad/cam 技術(shù)的研究始于航空工業(yè)。高等院校和 科研院在 cad支撐和應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)上擔(dān)任及其重要的角色。在二維交互繪圖系統(tǒng)，又不 少自主版權(quán)的軟件，如開(kāi)目 cad 、caxa 電子圖板，金

11、銀花系統(tǒng)等 都在國(guó)內(nèi)行業(yè)中 推廣使用。在應(yīng)用領(lǐng)域，如通用機(jī)械零件設(shè)計(jì)，沖壓和注射模具的設(shè)計(jì)制造，汽車(chē)外形設(shè)計(jì)，汽輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)分析等方面我國(guó)均研制出實(shí)用的 cad 軟件，如今 cad 技術(shù)及其應(yīng)用水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家，一個(gè)行業(yè)設(shè)計(jì)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在的 cad 已成為一門(mén)綜合性應(yīng)用新技術(shù)，它涉及以下基礎(chǔ)技術(shù)：（1）圖形處理技術(shù)。如二維交互圖形技術(shù)，三維幾何造型技術(shù)及其它圖形輸入輸出技術(shù)；（2）工程分析技術(shù)。如有限元分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，物理特性計(jì)算，模擬模擬以及各行業(yè)的工程分析；（3）數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)交互技術(shù)。如數(shù)據(jù)庫(kù)管理，不同的 cad 系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和接口等；（4）文檔處理技術(shù)，如文檔制作

12、，編輯及文字處理等；（5）軟件設(shè)計(jì)技術(shù)。1.2 基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義參數(shù)化技術(shù)的出現(xiàn)使 cad 技術(shù)的一次重大革命，在此之前的造型技術(shù)都屬于約束自由造型?？疾鞕C(jī)械制造全過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)一個(gè)新產(chǎn)品時(shí)，約7080的成本是在設(shè)計(jì)階段確定的，后繼工藝規(guī)劃及產(chǎn)品加工過(guò)程中所采用的各種措施對(duì)成本的影響有限。因此，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和 工具以提高設(shè)計(jì)效率十分重要。針對(duì)這一系列問(wèn)題，參數(shù)化技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)于結(jié)構(gòu)比較定形的產(chǎn)品，建立參數(shù)化模型，通過(guò)調(diào)整參數(shù)，修改控制幾何形狀，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精確造型可大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和 設(shè)計(jì)質(zhì)量。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法在不斷的發(fā)展和完善，早期的參數(shù)化設(shè)計(jì)方

13、法主要應(yīng)用于二維圖形由于二維圖形的局限性，使其推廣應(yīng)用受到局限，因此三維實(shí)體參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的研究越來(lái)越受到重視。三維實(shí)體參數(shù)化設(shè)計(jì)方法不但彌補(bǔ)了二維設(shè)計(jì)的局限性，而且設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，頭腦中總時(shí)先形成三維模型，三維實(shí)體建立好以后，再將其轉(zhuǎn)化為二維工程圖，這樣就更符合人們的思維習(xí)慣。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法相比較。最大的不同在于它儲(chǔ)存了 設(shè)計(jì)的全過(guò)程，能設(shè)計(jì)出一組而不時(shí)單一的產(chǎn)品模型。它使設(shè)計(jì)人員不需要考慮細(xì)節(jié)而盡快草擬零件圖，并可以通過(guò)變動(dòng)某些參數(shù)來(lái)更新設(shè)計(jì)，而不必運(yùn)行產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。參數(shù)化技術(shù)避免的重復(fù)勞動(dòng)，避免了資源浪費(fèi)。在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)，能提高 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，縮短

14、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，使設(shè)計(jì)人員從繁重的計(jì)算和繪圖中解脫出來(lái)。將主要的經(jīng)歷放在創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)工作中去。因此，它 成為進(jìn)行初始設(shè)計(jì)，產(chǎn)品模型編輯修改，多種方案設(shè)計(jì)和比較的有效手段，深受工程設(shè)計(jì)人員的歡迎。1.3 背景及本文所做的工作背景及本文所做的工作在機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用 ug 的三維實(shí)體造型功能和虛擬裝配功能，能使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期大大縮短，設(shè)計(jì)的可靠性大大提高。本課題以鋼絲包裝機(jī)為研究對(duì)象，在實(shí)際生產(chǎn)生活中,為了保護(hù)產(chǎn)品及運(yùn)輸?shù)姆奖?要對(duì)鋼絲進(jìn)行包裝,傳統(tǒng)的人工包裝效率低而且包裝的質(zhì)量也不好,所以有必要設(shè)計(jì)出自動(dòng)包裝鋼絲的機(jī)械,對(duì)鋼絲進(jìn)行快速且高質(zhì)量的包裝,用 ug 對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和虛擬裝配將大大提高設(shè)計(jì)效

15、率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。本課題的主要工作集中在三個(gè)方面：一是生成鋼絲包裝機(jī)的各個(gè)零件；二是在各個(gè)零件的基礎(chǔ)上對(duì)鋼絲包裝機(jī)進(jìn)行虛擬裝配，并檢查安裝在鋼絲包裝機(jī)上的各零件是否存在干涉現(xiàn)象。三是對(duì)所安裝的鋼絲包裝機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，檢查鋼絲包裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)性能是否合理。2 基于基于 ugug 的鋼絲包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案的鋼絲包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案 用ug的三維實(shí)體造型功能生成鋼絲包裝機(jī)的各個(gè)零件，然后在虛擬裝配功能下在各個(gè)零件的基礎(chǔ)上對(duì)鋼絲包裝機(jī)進(jìn)行虛擬裝配，并檢查安裝在鋼絲包裝機(jī)上的各零件是否存在干涉現(xiàn)象。數(shù)據(jù)，主要零件參數(shù)見(jiàn)表 1。表1 鋼絲包裝機(jī)主要零件參數(shù)表疊合范圍任意重疊（可調(diào)）包裝材料編織帶（或其他纏繞材料）鋼絲寬度w

16、w500mm鋼帶外徑od800mmod1400mm鋼帶內(nèi)徑id450mmid1000mm環(huán)體轉(zhuǎn)速vv40r/min（變頻控制）托輥高度約500mm托輥承重2000kg總 功 率約3kw電壓/頻率3380v/50hz重 量 約約2000kg2.1 最終模型圖及工作原理最終模型圖及工作原理當(dāng)鋼絲放到底座的滾軸上時(shí),可以通過(guò)升降手輪 1 來(lái)調(diào)整面板到合適的高度,然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 6,通過(guò)四個(gè)固定滑輪 8 使鋼絲準(zhǔn)確的固定在底座的正中間;在電機(jī)的帶動(dòng)下,4 開(kāi)始旋轉(zhuǎn),從而通過(guò)皮帶 5 帶動(dòng)另一滾軸以同速同向的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲在滾軸摩擦力作用下以開(kāi)始滾動(dòng),其滾動(dòng)速度可能通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的速度來(lái)實(shí)現(xiàn);同時(shí),另一電

17、動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸 10 轉(zhuǎn)動(dòng),主軸 10 通過(guò)面板后的皮帶帶動(dòng)其它三個(gè)滾輪一起以同速同向轉(zhuǎn)動(dòng),從而在摩擦力的作用下帶動(dòng)膠帶環(huán) 9 以一定的方向旋轉(zhuǎn)；在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)同時(shí)作用下,使在 3 上裝的膠帶準(zhǔn)確、快速的纏繞在鋼絲上.完成對(duì)鋼絲的自動(dòng)化包裝.2.2 三大運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和調(diào)節(jié)三大運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和調(diào)節(jié)2.2.1 鋼絲定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)鋼絲定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 1232.3.2 鋼絲的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)鋼絲的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪 3 使滑輪 1 和滑輪 2 以同速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而迅速而準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)鋼絲的定位2用 4000w 的電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)軸 1 轉(zhuǎn)動(dòng)，軸 1 通過(guò)三角帶與軸4 相連，從而使兩滾輪 2 同速同向轉(zhuǎn)動(dòng)，使

18、放在上面的鋼絲按預(yù)定的速度和方向滾動(dòng)。調(diào)節(jié)鋼絲的滾動(dòng)速度和方向可能通過(guò)相應(yīng)的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)。15672.2.2 鋼絲的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)鋼絲的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 2.2.3 膠帶的纏繞運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)膠帶的纏繞運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)123465膠帶環(huán)通過(guò)滾輪1和2定位在面板上，其中2是動(dòng)力輪，用4000w的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸5旋轉(zhuǎn)，通過(guò)帶6的摩擦力使其它三個(gè)滾輪一起旋轉(zhuǎn)，從而通過(guò)滾輪與膠帶環(huán)相互的摩擦力使膠帶環(huán)繞其中心線(xiàn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使固定在軸4上的膠帶有條不紊的對(duì)鋼絲進(jìn)行纏繞包裝。調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向可能通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.3 鋼絲包裝機(jī)零件的設(shè)計(jì)鋼絲包裝機(jī)零件的設(shè)計(jì)進(jìn)入 ug4.0 初始環(huán)境以后,

19、需要新建一個(gè)文件,注意文件名和路徑不要使用中文字符.單擊 圖標(biāo)按鈕,在彈出的菜單中再單擊 圖標(biāo)按鈕,這樣不進(jìn)入了ug4.0 的建模模塊.在這個(gè)模塊中,可以建立和修改實(shí)體、曲面、鈑金等特征。其基本的建模思路如下。 （1）因?yàn)?ug 的建模思想是模仿零件的加工工藝路徑的，所以首先需要分析所建立模型的形狀特征，色劃出模型的大致建立過(guò)程。按照零件的加工順序，從毛坯開(kāi)始，逐步加工，逐步建模，直到完工，形成需要的零件。當(dāng)然，這一步需要選擇合適的模塊來(lái)建立形體。 （2）建立一個(gè)主要的實(shí)體特征或曲面特征，即毛坯。 （3）在主要實(shí)體或曲面特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)行第一步的粗加工。采用切割或疊加的方式來(lái)構(gòu)建第一道“加工程

20、序” 。 （4）后面的步驟按照前面的重復(fù)進(jìn)行，直至完成。2.3.1 底座的三維模型設(shè)計(jì)底座的三維模型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路：首先生成底座的曲線(xiàn),然后通過(guò)拉伸生成底座基本實(shí)體，以底座上側(cè)面為草圖面進(jìn)入草圖生成底座擋板曲線(xiàn)輪廓，再通過(guò)拉伸生成擋板，最后通過(guò)鏡像生成另一側(cè)的擋板，細(xì)節(jié)操作生成底板上孔及槽等特征。以坐標(biāo)原點(diǎn)為基點(diǎn)繪制的底面輪廓曲線(xiàn)如圖 1 所示。圖1 底座輪廓曲線(xiàn)最終生成的底座效果圖如圖 2 所示 圖2 底座圖2.3.2 底座上的固定聯(lián)結(jié)支撐部分設(shè)計(jì)底座上的固定聯(lián)結(jié)支撐部分設(shè)計(jì) 此部分的設(shè)計(jì)要充分計(jì)算各個(gè)部分的大小和布局的合理性，做到節(jié)省材料又使機(jī)構(gòu)各個(gè)零件之間配合緊湊，精確。設(shè)計(jì)時(shí)充分用到草圖

21、拉伸，孔和鏡像操作。最終效果如圖 3 所示 圖 3 底座上的固定聯(lián)結(jié)支撐部分2.3.3 軸，齒輪軸及帶軸的三維模型設(shè)計(jì)軸，齒輪軸及帶軸的三維模型設(shè)計(jì)軸根據(jù)其功能和用途分為很多種，在這里以光軸為例。光軸是一種精密的機(jī)械支撐元件，用于支撐輪類(lèi)零件。設(shè)計(jì)思路是：首先建立草圖曲線(xiàn)，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)得基本實(shí)體，再通過(guò)草圖拉伸及作布爾差運(yùn)算生成帶軸，最終模型如圖4 所示。 圖 4 軸生成的齒輪軸如下圖 5 如示： 圖 5 軸，齒輪軸及帶軸 2.3.4 操縱軸及輪的三維模型設(shè)計(jì)操縱軸及輪的三維模型設(shè)計(jì)本節(jié)設(shè)計(jì)主要采用二維草圖對(duì)螺旋線(xiàn)進(jìn)行導(dǎo)動(dòng)方法進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，以與之配合的上面部分零件形成傳動(dòng)聯(lián)接。生成的三維效果圖

22、如圖 6 所示。圖6 操縱軸與操縱軸配合的傳動(dòng)零件如下圖 8 所示主要操作步驟是在基本實(shí)體做出以后，與上圖操縱軸配合作布爾差運(yùn)算便可生成該實(shí)體，最終效果圖如下圖： 圖 82.3.5 固定滑輪的三維模型設(shè)計(jì)固定滑輪的三維模型設(shè)計(jì)本節(jié)將綜合運(yùn)用 ug nx4.0 中的圓柱體特征，圓椎特征，孔特征來(lái) 完成一個(gè)典型的滑輪零件的創(chuàng)建，由于本設(shè)計(jì)共有四個(gè)滑輪，僅以一個(gè)滑輪為例，由圖 9 所示的效果圖所示。圖9 固定滑輪圖2.3.6 滾輪的三維模型設(shè)計(jì)滾輪的三維模型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路是：首先創(chuàng)建一個(gè)同心圓，然后拉伸，最終圖形見(jiàn)圖 10 左，基本實(shí)體形成以后，做出與滾輪圓柱面交一定深度的管道（內(nèi)直徑為 0） ，進(jìn)行

23、布爾差運(yùn)算，最終圖形見(jiàn)圖 10 右。 圖10 滾輪 2.3.7 帶的三維模型設(shè)計(jì)帶的三維模型設(shè)計(jì)三角帶其實(shí)沒(méi)必要設(shè)計(jì)出來(lái)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)出來(lái)的實(shí)體只是一個(gè)造型，而沒(méi)有柔性，但為了最終裝配的整個(gè)設(shè)計(jì)效果，這里簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)出一個(gè)基本的帶的造型。這里用到的所有的一共有兩根三角帶和三根平帶，完成后的實(shí)體效果圖如圖 11 所示。圖11 上是三角帶，下是平帶2.3.8 螺釘?shù)娜S模型設(shè)計(jì)螺釘?shù)娜S模型設(shè)計(jì)螺釘設(shè)計(jì)的一般思路也是繪制二維草圖，然后進(jìn)行拉伸操作生成基體，再在接伸體表面上創(chuàng)建圓臺(tái)，生成螺紋等細(xì)節(jié)特征。繪制出的二維平面圖如圖 12所示。圖12 螺釘頭的二維草圖生成的效果圖見(jiàn)圖 13 所示。圖13 螺釘實(shí)體

24、2.3.9 支架的三維模型設(shè)計(jì)支架的三維模型設(shè)計(jì)支架是鋼絲包裝機(jī)中的簡(jiǎn)單零件之一，主要操作是拉伸，鏡像，生成孔特征和螺紋特征，包括 8 個(gè)對(duì)稱(chēng)螺紋孔，3 個(gè)導(dǎo)向孔，最終效果圖如圖 14 所示。圖14 支架2.3.10 包裝帶圓環(huán)的三維模型設(shè)計(jì)包裝帶圓環(huán)的三維模型設(shè)計(jì)本節(jié)設(shè)計(jì)是在一個(gè)同心圓的二維草圖上進(jìn)行拉伸操作，然后做出一個(gè)穿過(guò)該環(huán)的長(zhǎng)方體，以圓為目標(biāo)體，長(zhǎng)方體為工具體，兩都做布爾差運(yùn)算，從來(lái)做出圓環(huán)的開(kāi)口部分；利用圓臺(tái)和螺紋命令最后做出的效果圖如圖 15 所示: 圖15 包裝帶圓環(huán)2.3.11 面板的面板的三維模型三維模型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)面板的設(shè)計(jì)從建模角度上講，設(shè)計(jì)過(guò)程要比支架零件簡(jiǎn)單一些，面板和

25、 支架一樣，仍然屬于典型的左右對(duì)稱(chēng)零件，可以按照左右對(duì)稱(chēng)零件的設(shè)計(jì)思路來(lái)設(shè)計(jì)面板零件，先利用基本特征造型工具設(shè)計(jì)零件左半部分的全部特征，然后按照鏡像體工具鏡像生成完全對(duì)稱(chēng)的右半部分，最后利用合并工具將左右兩部分合為一個(gè)整體。在設(shè)計(jì)左半部分時(shí)，大體的設(shè)計(jì)思路如下：1）利用長(zhǎng)方體特征做為其他特征的基體。2）利用圓臺(tái)工具創(chuàng)建面板下的導(dǎo)向軸部分。3）利用拉伸草圖等工具創(chuàng)建側(cè)面兩個(gè)螺紋孔部分。4）利用孔工具創(chuàng)建與動(dòng)力軸配合的兩個(gè)孔特征。5）利用凸臺(tái)工具創(chuàng)建滑輪的配合軸。7）鏡像實(shí)體，產(chǎn)生出右半面板實(shí)體，合并左右實(shí)體。完成后蓋的效果圖如圖 16 所示。可以按照上面的思路設(shè)計(jì)機(jī)座零件，這里不再敘述設(shè)計(jì)過(guò)程。

26、圖16 面板零件效果圖圖17 后蓋2.3.12 升降軸的三維模型設(shè)計(jì)升降軸的三維模型設(shè)計(jì)首先單擊圓柱體命令，輸入圓柱體的直徑和高度參數(shù)，建立初步的基本實(shí)體，然后單擊圓臺(tái)命令，在軸的端部建立一定直徑和高度的圓臺(tái)，接著把兩部分求各，使之成為一體；最后利用螺紋命令，輸入相關(guān)的螺紋參數(shù)，作出升降軸上的聯(lián)接和傳動(dòng)部分。 圖18 升降軸2.3.13 升降手輪的三維模型設(shè)計(jì)升降手輪的三維模型設(shè)計(jì)本節(jié)綜合運(yùn)用 ug nx4.0 中的圓柱體特征，孔特征，球特征，實(shí)例特征來(lái)完成一個(gè)典型的升降手輪零件的創(chuàng)建，1）首先單擊圓柱體命令，輸入圓柱體的直徑和高度參數(shù)，建立初步的基本實(shí)體；2）然后單擊草圖命令，以建立的圓柱體

27、上下截面的對(duì)稱(chēng)中心面為草圖平面進(jìn)入草圖界面，作通過(guò)圓柱體截面中心且相互垂直的兩條直線(xiàn)，限制一定的長(zhǎng)度，退出草圖；3）利用圓管命令，以剛剛作出的兩條直線(xiàn)分別為基準(zhǔn)線(xiàn)，設(shè)置圓管的內(nèi)直徑為 0，外直徑為一定的數(shù)值，再進(jìn)行求和，使作現(xiàn)的兩軸和圓柱基體成為一體；4）利用球命令，分別以軸的四個(gè)截面圓中心為中心，輸入 球的直徑，作出四個(gè)球體，再進(jìn)行求和，使球和軸成為一體，這樣整個(gè)造型基本上已成形；5）最后利用孔和螺紋命令作出其聯(lián)接和傳動(dòng)部分，作出由圖 19 所示的效果圖所示。 圖19 升降手輪2.3.14 操作面板的三維模型設(shè)計(jì)操作面板的三維模型設(shè)計(jì)本節(jié)使用長(zhǎng)方體特征，圓臺(tái)特征，拉伸特征及布爾運(yùn)算，生成基本

28、實(shí)體后做倒圓角修飾處理。最后生成的效果圖如圖 20 所示 圖20 操作面板2.4 鋼絲包裝機(jī)的裝配鋼絲包裝機(jī)的裝配2.4.1 裝配的概述裝配的概述ug 裝配模塊不僅能快速的將零件組合成產(chǎn)品，而且在裝配中，殼參照其他部件進(jìn)行部件關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，并對(duì)裝配模型進(jìn)行間隙分析和重量管理等操作。裝配模型產(chǎn)生后，可建立爆炸圖，并可將其引入到裝配工程圖中。同時(shí)，在裝配工程圖中可自動(dòng)產(chǎn)生裝配明細(xì)表，并能對(duì)軸測(cè)圖進(jìn)行局部挖切。在大多 cad/cam 系統(tǒng)中，有兩種不通的裝配模式：多組件裝配金額虛擬裝配。多組件裝配：該裝配模式時(shí)將部件的所有數(shù)據(jù)復(fù)制到裝配中，裝配中的部件與所引用的部件沒(méi)有關(guān)聯(lián)性。當(dāng)部件修改時(shí)，不會(huì)反映到裝

29、配中，因此，這種裝配屬于非智能裝配。同時(shí)，裝配是要引用所有部件，需占用較大的內(nèi)存空間，因此影響裝配工作速度。虛擬裝配：該裝配模式是利用部件鏈接關(guān)系建立裝配。該裝配模式有如下優(yōu)點(diǎn)。1）由于是鏈接部件而不是部件復(fù)制到裝配,因此,裝好配時(shí)需要的內(nèi)存空間小。2）裝配中不需要編輯的下層部件可簡(jiǎn)化顯示，提高顯示速度。3）當(dāng)構(gòu)成裝配的部件修改時(shí)，裝配自動(dòng)更新。ug 軟件采用虛擬裝配模式。2.4.2 底座組件的裝配底座組件的裝配本節(jié)對(duì)底板進(jìn)行裝配，底板組件包括十五個(gè)零件，底座為基礎(chǔ)零件，四個(gè)完全相同的固定滑輪、滾輪和軸做為配合零件，最后裝相三角帶，完成后的效果圖見(jiàn)圖 17 所示。1)導(dǎo)入基礎(chǔ)零件底座并安裝軸和

30、固定滑輪圖 21 裝配工具條在圖 21 中點(diǎn)擊添加現(xiàn)有的組件按鈕，然后選擇部件文件，選取底座做為部件文件，彈出圖 22 所示對(duì)話(huà)框，一直點(diǎn)擊確定按鈕。然后又回到選擇部件文件對(duì)話(huà)框，選擇與底座軸支撐部分相配合的軸，在定位里面選擇配對(duì)，然后點(diǎn)擊確定。彈出圖 23 所示配對(duì)條件對(duì)話(huà)框。點(diǎn)擊配對(duì)按鈕，分別選擇軸端面和底座上的孔端面做為配合面，點(diǎn)擊應(yīng)用進(jìn)行裝配，然后再分別選擇配對(duì)類(lèi)型為中心，選擇軸的外圓表面和底座孔的內(nèi)表面，點(diǎn)擊確定，使軸的軸心線(xiàn)與底座孔的軸心線(xiàn)重合，從而配合完成。生成圖 24 所示的圖形。 圖 22 添加部件對(duì)話(huà)框 圖 23 配對(duì)條件對(duì)話(huà)框圖 24 底板組件間配合圖24 底座組件2.4

31、.3 面板的裝配面板的裝配方法是：在配對(duì)條件中選擇配對(duì)按鈕，分別選擇滾輪側(cè)面和面板的表面，點(diǎn)擊應(yīng)用按鈕，在配對(duì)條件中選擇中心按鈕，選擇滾輪孔中心和面板上軸的中心，點(diǎn)擊確定按鈕，完成四個(gè)小滾輪的裝配。以同樣的步驟選擇軸和大滾輪進(jìn)行依次裝配，最終如圖 25 所示。 正面 后面圖 25 面板組件的配合2.4.4 支架的裝配支架的裝配具體操作步驟和前面的一樣，點(diǎn)擊添加現(xiàn)有的組件按鈕，然后選擇部件文件，選取支架做為部件文件，彈出圖 22 所示對(duì)話(huà)框，一直點(diǎn)擊確定按鈕。然后又回到選擇部件文件對(duì)話(huà)框，選擇與支架部分相配合的升降軸，在定位里面選擇配對(duì)，然后點(diǎn)擊確定。彈出圖 23 所示配對(duì)條件對(duì)話(huà)框。點(diǎn)擊配對(duì)按

32、鈕，分別選擇支架上面孔的內(nèi)圓表面和升降軸的外面表面做為配合面，點(diǎn)擊應(yīng)用進(jìn)行裝配，然后再分別選擇配對(duì)類(lèi)型為中心，選擇孔的內(nèi)圓表面和升降軸的外面表面，點(diǎn)擊確定，使孔的內(nèi)圓表面和升降軸的外面表面的軸心線(xiàn)重合，從而配合完成。生成圖 24 所示的圖形。生成的最終圖形見(jiàn)圖 26 所示。圖26 支架組件2.4.5 鋼絲包裝機(jī)的總裝配鋼絲包裝機(jī)的總裝配在 ug nx 系統(tǒng)中，常用的裝配方法主要包括以下 3 種。 1）自頂向下裝配：是指在裝配中創(chuàng)建與其他部件相關(guān)的部件模型，在頂層產(chǎn)生一個(gè)裝配，逐步向下添加零件產(chǎn)生部件或者子裝配體。 2）自底向上裝配：從底層向上裝配，在裝配中創(chuàng)建與其他相關(guān)的部件模型，將零件加入到

33、裝配體中。 3）混合裝配：混合裝配是將自頂向下裝配和自底向上裝配結(jié)合在一起的裝配方法。例如，先創(chuàng)建幾個(gè)主要的部件模型，再將其裝配到一起，然后在裝配中設(shè)計(jì)其他零部件，即混合裝配。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，可根據(jù)需要在兩種模式下切換。 鋼絲包裝機(jī)的總裝配包括底座組件的裝配、與面板組件的裝配、與支架組件的裝配、面板后蓋、操作面板、螺釘、墊片、定位銷(xiāo)等許多元件的裝配，具體的裝配方法略，生成的最終裝配圖見(jiàn)圖 27 所示3。圖27 三維軸測(cè)圖現(xiàn)將鋼絲包裝配的三維正視圖和俯視圖分別繪制如圖 28 和 29 所示。 圖28 三維正視圖 圖29 三維俯視圖由上面所示的裝配關(guān)系可以看出，鋼絲包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，沒(méi)有產(chǎn)生任

34、何干涉現(xiàn)象。鋼絲自動(dòng)包裝機(jī)是專(zhuān)門(mén)為冶金行業(yè)而研究，設(shè)計(jì)，制造的一種新穎的纏繞包裝機(jī)，用于鋼絲、焊絲、線(xiàn)纜等線(xiàn)材的纏繞包裝，以達(dá)到良好的保護(hù)和裝飾作用。本機(jī)具有安全性高，包裝速度快，包裝范圍廣泛，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。是您提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間，減少產(chǎn)品包裝成本，提高產(chǎn)品檔次的最佳選擇。基本特征：采用 plc 微電腦控制。變頻控制，可根據(jù)需要任意調(diào)整包裝帶的重疊度。手動(dòng)/自動(dòng)工作模式選擇。配備膠帶粘貼裝置。往復(fù)式操作。包裝帶的松緊度可調(diào)。托輥和護(hù)輥均采用高耐壓聚胺脂包膠。滑環(huán)高度可調(diào)。安全、便捷，占地小。3制作工程圖制作工程圖ug nx4.0 提供了強(qiáng)大的工程圖生成功能，讓用戶(hù)可以方便、快捷、準(zhǔn)確地由三維模型直接生成工程圖，得用工程圖模塊可以建立 3d 圖、剖視圖、局部視圖等。由于 ug 是建立在單一數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)下，因此在建立工程圖時(shí)如果對(duì)尺寸進(jìn)行修改，相關(guān)零件、裝配體等也會(huì)隨之改變。同樣，任何對(duì)零件的修改也會(huì)反映在相關(guān)的工種圖上。單擊“圖紙布局”工具欄上的“基本視圖”圖標(biāo)按鈕，在圖紙上合適的位置放置基本視圖，并添加相應(yīng)的投影視圖、軸二測(cè)視圖，并標(biāo)注其裝配的整體尺寸，最終效果圖如圖 30：圖30 基本視圖4 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)ug 是一個(gè)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，本文所討論的是利用 ug 平臺(tái)來(lái)創(chuàng)建包裝機(jī)系列零件的三維模型，并在 ug 環(huán)境下