減速箱產(chǎn)品CAD CAE 綜合設(shè)計分析UG設(shè)計說明書

1、 基于ug的cad/cam技術(shù)課程期末考試論文（設(shè)計）題 目： 減速箱產(chǎn)品cad/(或cae)綜合設(shè)計分析 院（ 部）： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班級：2010級2班 學(xué)生姓 名： 李秀軍 學(xué)號：201010470214 指導(dǎo)教 師： 趙成濤 完成日 期： 2013年6月18日 濰坊科技學(xué)院 基于ug的cad/cam期末考試設(shè)計任務(wù)書題目名稱減速箱產(chǎn)品cad/(或cae)綜合設(shè)計分析學(xué)生學(xué)院機械工程學(xué)院專業(yè)班級姓 名學(xué) 號一、課程設(shè)計的內(nèi)容1設(shè)計減速箱零件結(jié)構(gòu)模型；2在unigraphics nx 6.0/nx 8.0平臺上建立減速箱零件/產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的三維參數(shù)化、變量化實

2、體(裝配)模型；3在unigraphics nx 6.0/nx 8.0平臺上按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制工程圖。成績優(yōu)秀者必須補充完成下列設(shè)計內(nèi)容：1. 對所設(shè)計的模型設(shè)置光照、背景、材料紋理等條件，完成模型渲染，輸出模型高質(zhì)量的視覺效果圖；21).根據(jù)有限單元分析法的基本原理和思想，對所設(shè)計的機構(gòu)進行靜力學(xué)分析，包括設(shè)計分析模型簡化、單元網(wǎng)格劃分、材料特性定義、約束定義、載荷及邊界條件定義、模型分析解算等；2). 根據(jù)機構(gòu)運動學(xué)的基本原理和方法，在產(chǎn)品三維參數(shù)化實體裝配模型的基礎(chǔ)上，定義機構(gòu)的運動副、運動驅(qū)動、運動關(guān)系，創(chuàng)建運動分析模型，利用adams解算器完成運動分析求解；3后處理及仿真，輸出有限單

3、元分析(或機構(gòu)運動分析) 結(jié)果(包括：應(yīng)力、應(yīng)變云圖，變形過程動畫仿真；或機構(gòu)運動仿真動畫，運動件軌跡，主要運動件位移、速度、加速度、加加速度曲線圖)，根據(jù)分析結(jié)果提出修改意見或方案。二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1采用參數(shù)化實體建模技術(shù)，進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的三維參數(shù)化、變量化實體(裝配)模型的設(shè)計；2通過變量、表達式和associative curve等建立圖素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，修改表達式的值能實現(xiàn)零件的關(guān)聯(lián)變化；3要求使用12個sketch建立輪廓截面；4建模過程中應(yīng)包含總數(shù)不少于15個特征操作（包括掃描特征、成型特征、參考特征以及特征編輯的操作）；4要求零件工程圖紙嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪制，標(biāo)注尺寸、公差、

4、粗糙度、技術(shù)要求等；5工程圖應(yīng)具有符合標(biāo)準(zhǔn)的邊框、標(biāo)題欄，要求單獨建立標(biāo)準(zhǔn)的帶標(biāo)題欄的圖框，通過插入圖樣的形式將圖框插入到零件的工程圖中；6說明書要求描述建模和繪圖工作的主要過程與操作步驟，最后進行設(shè)計總結(jié)分析和回答思考題。成績優(yōu)秀者必須補充達到下列設(shè)計要求：1建模過程中應(yīng)包含總數(shù)不少于25個特征操作，其中包括網(wǎng)格曲面特征、掃描特征、聯(lián)合體特征、面倒角等細(xì)節(jié)特征、參考特征、裝配(top-down或bottom-up)、wave幾何鏈接等操作；2生成輸出產(chǎn)品(或零件)模型高質(zhì)量的視覺效果彩圖。31).根據(jù)產(chǎn)品(零件) 的結(jié)構(gòu)和工作條件，定義模型的材料特性、邊界條件和載荷的性質(zhì)及大小；2).根據(jù)產(chǎn)

5、品(零件) 的結(jié)構(gòu)和工作條件，定義模型的運動副、邊界條件和驅(qū)動的類型及具體數(shù)值；41).分析結(jié)果要以表格、圖線的形式提交；2).運動仿真要提供仿真動畫文件；三、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作1設(shè)計減速箱零件結(jié)構(gòu)；2建立減速箱零件三維參數(shù)化、變量化實體模型；3基于零件主模型，按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制零件工程圖；4編寫設(shè)計說明書。（按設(shè)計說明書的格式書寫）成績優(yōu)秀者必須補充完成下列設(shè)計工作：1對模型進行渲染，輸出模型高質(zhì)量的視覺效果圖；21).對產(chǎn)品(零件)進行結(jié)構(gòu)的有限單元分析、仿真，輸出分析結(jié)果，提出改進方案；2). 對產(chǎn)品的運動機構(gòu)進行運動分析、仿真，輸出分析結(jié)果，提出改進方案； 四、課程設(shè)計進程安排序號設(shè)計各

6、階段內(nèi)容地點起止日期1收集、整理資料，擬訂減速箱(零件)三維結(jié)構(gòu)方案大學(xué)城校區(qū)5.285.302減速箱產(chǎn)品(零件)三維參數(shù)化實體建模大學(xué)城校區(qū)5.316.63修改、完善零件3d產(chǎn)品(零件)三維參數(shù)化實體模型大學(xué)城校區(qū)6.76.941).對三維模型進行結(jié)構(gòu)力學(xué)有限單元分析，仿真，輸出分析和仿真結(jié)果；2). 對三維模型進行運動分析，仿真，輸出運動分析和仿真結(jié)果；大學(xué)城校區(qū)6.106.1551).根據(jù)結(jié)構(gòu)分析仿真結(jié)果，修改、完善產(chǎn)品(零件)結(jié)構(gòu)三維模型；2).根據(jù)運動分析仿真結(jié)果，修改、完善產(chǎn)品(零件)結(jié)構(gòu)三維模型；大學(xué)城校區(qū)6.106.156編寫設(shè)計/分析說明書大學(xué)城校區(qū)6.166.227修改、完

7、善設(shè)計內(nèi)容和說明書，整理、打印資料大學(xué)城校區(qū)6.236.26表1五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻1. 零點工作室編著. 精通 ug nx 4.0. 北京:電子工業(yè)出版社. 2006-09；2. 中國機械工程學(xué)會等主編. 機械設(shè)計手冊(電子版)(含光盤1張). 北京:電子工業(yè)出版社. 2007-01；3. 洪如瑾. ug nx4高級仿真培訓(xùn)教程. 北京:清華大學(xué)出版社. 2007-03；4. 耿魯怡，徐六飛編譯. ug結(jié)構(gòu)分析培訓(xùn)教程ugs plm應(yīng)用指導(dǎo)系列叢書.北京:清華大學(xué)出版社. 2005-01；5. 胡小康 編譯. ug nx4運行分析培訓(xùn)教程(含盤一張）. 北京:清華大學(xué)出版社. 20

8、06-11；6. 衛(wèi)兵工作室 編著. ug nx中文版數(shù)控編程入門與實例進階(含盤). 北京: 清華大學(xué)出版社. 2007-02；7. ugs公司編. ug nx 4.0 cast. 美國. 2006。發(fā)出任務(wù)書日期：2013年 5月 27日 指導(dǎo)教師簽名：計劃完成日期： 2013年 6 月 26 日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章： 主管院長簽章：目錄1.前言42.設(shè)計分析及步驟52.1減速箱零件結(jié)構(gòu)分析52.2 建立減速箱零件三維參數(shù)化、變量化實體模型63.裝配模型的建立143.1 裝配減速箱模型143.2生成減速箱爆炸圖163.3生成渲染效果圖163.4生成工程圖174產(chǎn)品建模小結(jié)186思考題1

9、86參考文獻181. 前言減速器是一種動力傳達機構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)。減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，如冶金、運輸、化工和建筑等，是一種不可缺少的機械傳動裝置。一般的減速器有斜齒輪減速器(包括齒輪減速器、圓柱齒輪減速器、大功率齒輪減速箱,斜齒輪減速器、平行軸斜齒輪減速器、無級變速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等。本次設(shè)計的模型為二級減速器中的斜齒輪減速器，主要的數(shù)據(jù)來自之前機械設(shè)計課程設(shè)計的參數(shù)，同時也參考圖書館ug類設(shè)計書籍中的一些數(shù)據(jù)，充分地將課程設(shè)計中的平面造型與ug中的三

10、維造型結(jié)合起來。本次設(shè)計充分運用平時所學(xué)知識，獨立完成了減速箱模型的構(gòu)造，建模過程程應(yīng)用了多種多樣的成形特征操作，對相似的模型采用不同的方法構(gòu)造，把一個減速器完整地呈現(xiàn)在眼前?？偣灿惺鍌€零(部)件，大概有一百來個步驟。由于是初次設(shè)計，且受限于自身的知識結(jié)構(gòu)不完善，必定有很多的不完整，希望老師在看圖時多多見諒。但是，這次的設(shè)計是本人參照書本和課程設(shè)計的內(nèi)容，獨立思考，勤于求教同學(xué)加上自身的摸索才完成的，是自我心血的結(jié)晶。希望得到老師的肯定。2. 設(shè)計分析及步驟2.1減速箱零件結(jié)構(gòu)分析減速器是指原動機與工作機之間獨立的閉式傳動裝置，是一種典型的機械基礎(chǔ)部件，廣泛用于各個行業(yè)，如冶金、運輸、化工和

11、建筑等。包括箱座、箱蓋、輸入軸、輸出軸、傳動齒輪、軸承、端蓋、螺栓等多個零（部）件。本次設(shè)計通過構(gòu)造實體幾何法和掃描法，采用邊倒角、倒圓角、打孔、拉伸、鏡像等多種特征操作，實現(xiàn)減速箱模型的構(gòu)造。2.2 建立減速箱零件三維參數(shù)化、變量化實體模型2.2.1 箱座1、 步驟簡要說明：a、利用草圖和拉伸操作完成箱座大至尺寸的建模 圖1 圖2圖3b、利用腔體操作完成箱座內(nèi)腔、布爾操作將箱座的組成單元求和、求差 圖4 圖5圖6c、利用鉆孔完成沉頭孔、通孔等建模操作、拔模操作制作支撐肋板 圖7 圖8d、插入關(guān)聯(lián)復(fù)制圓形陣列完成均布螺栓孔的建模、鏡像操作完成兩側(cè)軸承孔和螺栓孔的建模 圖9 圖10e、倒圓角、倒

12、斜角操作完善箱座建模 圖11f、用到的其他特征和操作：插入墊塊，建立平面和基準(zhǔn)2、 完成效果圖圖122.2.2 箱蓋1、 步驟和簡要說明a、建立草圖、拉伸完成箱蓋大至外形建模 圖13 圖15圖16b、插入點、利用孔完成凸臺上螺栓沉頭孔的建模， 圖17 圖18c、鏡像操作，完成箱蓋主體建模 圖19d、建立草圖、拉伸、布爾操作，完成箱座頂部透氣蓋板處的建模；孔操作和矩形陣列完成透氣蓋板安裝螺栓孔 圖20 圖21e、利用倒斜角、倒圓角完善箱蓋建模圖222、 完成效果圖圖232.2.3 軸及軸上零件1、 軸的建模：建立草圖、回轉(zhuǎn)（臺階軸）草圖，拉伸、布爾操作（鍵槽）倒斜角 圖24 圖25圖262、 斜

13、齒輪的建模利用ug斜齒輪建模插件，輸入?yún)?shù)，自動生成斜齒輪 圖273、 軸承的建模軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，利用ug軟件插件獲得軸承模型圖284、 健和軸套健選用平鍵，為標(biāo)準(zhǔn)件。軸套按照實際尺寸，建立草圖回轉(zhuǎn)獲得 圖29 圖302.2.4 其他零部件1、 軸承端蓋草圖回轉(zhuǎn)孔倒斜角、倒圓角 圖31 圖322、 通氣蓋板草圖拉伸孔矩形陣列倒圓角圖333、 通氣塞圖344、 螺栓和起蓋螺釘 圖35 圖363. 裝配模型的建立3.1 裝配減速箱模型以軸為基礎(chǔ)，將軸承、斜齒輪、健、套筒裝配成三個部件以箱座為基礎(chǔ)，裝配已裝配完成的三個部件、箱蓋、通氣蓋板、通氣塞、軸承端蓋、螺栓等 圖37 圖38 圖39 圖40 圖4

14、1 圖42 圖43 圖443.2生成減速箱爆炸圖圖453.3生成渲染效果圖圖463.4生成工程圖零件圖包括：箱座、箱蓋、三軸、二軸小齒輪（詳見零件圖）4產(chǎn)品建模小結(jié)在本次的cae綜合實訓(xùn)課程設(shè)計中，我們小組完成了二級減速箱的方案制定、三維建模、裝配、零件工程圖的繪制、運動仿真、有限元分析等內(nèi)容，在這個過程中，我們密切合作，具體分工，學(xué)習(xí)到了很多東西。不僅將ug軟件的基本用法再次強化，而且鍛煉了合作和解決難題的能力。在本次的課程設(shè)計中，我主要完成了以下的工作：箱蓋、通氣蓋板、通氣塞的三維建模、箱蓋零件工程圖、減速箱的裝配、部分說明書的起草。因為對ug軟件的掌握還只是停留在初步了解的基礎(chǔ)上，所以在

15、建模和工程圖的繪制過程中，經(jīng)過了很多曲折的過程，效率底下，返工率高。例如我們所使用的建模參數(shù)來源于上學(xué)期機械設(shè)計課程的設(shè)計參數(shù)，在建模的過程中發(fā)現(xiàn)部分參數(shù)是不正確的，甚至出現(xiàn)零部件組裝后的相互干涉等，因此在合理的情況下，我們又對零件尺寸進行了調(diào)整，和重新建模，最終使得運動仿真能夠順利通過。以小組為單位完成一項課程設(shè)計，小組成員間的密切合作是至關(guān)重要的。正是因為我們小組成員間密切的配合和及時的溝通才能在段時間能完成這項課程設(shè)計任務(wù)。雖然課程設(shè)計要求的內(nèi)容都有完成，不過因為水平有限并且在所難免的無法顧及到方方面面，因此該項課程設(shè)計還存在很多不完善甚至是錯誤的地方。我們希望能利用課程設(shè)計之后的時間慢

16、慢將它完善，做到做好。5思考題簡要回答下列思考題（任選二題）：1.草圖中的約束是什么？約束一般有哪些類型？草圖中的約束是定義所建立的草圖對象的幾何特性(如直線的水平和豎直)及兩個或兩個以上對象間的相互關(guān)系(如兩直線垂直或平行、直線與圓弧相切等)；還用于定義草圖對象的大小和形狀。按照約束的性質(zhì)，草圖約束包括3種類型，即尺寸約束、幾何約束和定位約束。2.參考特征包括哪兩種？基準(zhǔn)面的確定方法有哪些？參考特征包括參考點和參考面?；鶞?zhǔn)面的確定方法有：過兩直線、過點和直線、平行面、法線和點、與面成角度、過點和曲線等。6參考文獻1.零點工作室. 精通ug nx 4.0. 北京:電子工業(yè)出版社，2006； 2.中國機械工程學(xué)會. 機械設(shè)計手冊(電子版)(含光盤1張). 北京:電子工業(yè)出版社，2007；3.余強. ug零件設(shè)計技術(shù)與實踐(nx4.0版)(含光盤1張). 北京:電子工業(yè)出版