三維CAD課程設(shè)計說明書 (完)資料

三維CAD課程設(shè)計說明書(完)資料

三維CAD

課程設(shè)計說明書題目：單級圓柱齒輪減速器數(shù)字化建模設(shè)計院（部）：機械工程學院學院專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：1101

學生姓名：指導教師：完成日期：

課程設(shè)計任務書設(shè)計題目：單級圓柱齒輪減速器數(shù)字化建模設(shè)計院（部）機械工程學院專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級

1101

指導老師一、目的：學習機械產(chǎn)品CAD設(shè)計基本方法，鞏固課程知識，提高動手實踐能力，進一步提高運用計算機進行產(chǎn)品數(shù)字化建模及裝配設(shè)計、工程圖繪制方面的能力，了解軟件間的數(shù)據(jù)傳遞交換等運用，掌握CAD軟件應用。二、基本任務：結(jié)合各人已完成機械原理、機械設(shè)計等課程設(shè)計成果，綜合應用UG等CAD軟件完成齒輪減速器三維實體造型及工程圖設(shè)計。三、設(shè)計內(nèi)容及要求1）減速器零部件三維造型設(shè)計。建模必須依據(jù)設(shè)計圖紙表達出零件的主要外形特征與內(nèi)特征，對于細部結(jié)構(gòu)，也應盡量完整的表達。2）應用工程圖模塊轉(zhuǎn)化生成符合國家標準二維工程圖。裝配圖上應標注外形尺寸、安裝尺寸、裝配尺寸以及技術(shù)特性數(shù)據(jù)和技術(shù)要求，并應有完整的標題欄和明細表。零件工程圖上應包括制造和檢驗零件所需的內(nèi)容，標注規(guī)范（如形位公差、粗糙度、技術(shù)要求，對齒輪還要有嚙合參數(shù)表等）。3）減速器虛擬裝配。將各零件按裝配關(guān)系進行正確定位，并生成爆炸圖。4）撰寫課程設(shè)計說明書。說明書應涵蓋整個設(shè)計內(nèi)容，包括總體方案的確定，典型零件造型的方法，工程圖生成過程，虛擬裝配介紹，心得體會（或建議）等，說明書的字數(shù)不少于3千字。四、進度安排：第一天：布置設(shè)計任務，查閱資料，擬定方案，零部件造型設(shè)計；第二天：零部件造型設(shè)計；第三天：工程圖生成；第四天：虛擬裝配、撰寫說明書；第五天：檢查、答辯。

（每人上交說明書和工程圖打印稿，以及完整設(shè)計電子資料方可參加答辯）第1章前言…………41.1引言…………41.1.1減速器的功能………41.1.2減速器的設(shè)計思路………41.2

任務安排……………………6第2章減速器零件建?！?2.1

引言………………………72.2

零件的建?！?2.2.1箱座的建?！?2.2.2其他零件的三維造型…………………14第3章工程圖………………………183.1

引言…………183.2

齒輪零件圖轉(zhuǎn)換……………18第4章虛擬裝配……………………204.1

引言…………204.2

軸的裝配……………………204.2.1

軸Ⅰ的裝配過程………204.2.2

軸Ⅱ的裝配圖…………224.3

總裝配圖裝配過程………

234.4

總裝配圖的爆炸圖…………24小結(jié)……………………25參考文獻………………27致謝……………………28附錄……………………29低速級大齒輪零件圖第1章前言1.1

引言CAD/CAM（計算機輔助設(shè)計與制造）技術(shù)是一門多學科綜合技術(shù)，是當今世界發(fā)展最快的技術(shù)之一，目前已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新技術(shù)在制造業(yè)的應用，對制造業(yè)的制造模式和市場形勢產(chǎn)生了巨大的影響，促進了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和制造業(yè)市場形勢的變化。21世紀人類面臨著實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的諸多重大挑戰(zhàn)，隨著全球工業(yè)的不斷深入發(fā)展，減速器在傳動領(lǐng)域中的作用也越來越明顯了。齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。而在的器制造之前必不可少的要對它進行設(shè)計，先三維實體造型進行模擬仿真將給我們的生產(chǎn)以及機械性能的提高等各方面帶來很大的幫助。UG軟件是集CAD/CAE/CAM為一體的功能強大的三維參數(shù)化軟件，它的功能覆蓋了產(chǎn)品的全生命周期過程：從概念設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、功能分析到制造仿真等。在航天、汽車、機械、模具和家用電器等工業(yè)領(lǐng)域的應用十分廣泛。我們本次課程設(shè)計運用UG軟件將對一臺減速器各零部件三維造型設(shè)計、應用工程圖模塊轉(zhuǎn)化生成符合國家標準二維工程圖、減速器各零部件虛擬裝配。通過此次課程設(shè)計系統(tǒng)的訓練我們的三維造型設(shè)計能力以及了解機械產(chǎn)品從概念設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、功能分析到制造仿真的全過程。1.1.1減速器的功能機器通常由原動機、傳動裝置和工作機等三部分組成。而減速器就是一個位于原動機和工作機之間典型的傳動裝置，用來傳遞遠動和動力，并可應以改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的大小或改變運動形式，以適應工作機功能要求。1.1.2減速器的基本設(shè)計思路一般減速器的結(jié)構(gòu)主要由傳動零件(齒輪或蝸桿、蝸輪)、軸和軸承、連接零件（螺釘、銷釘、鍵）、箱體和附屬零件、潤滑和密封裝置等部分組成。箱體分為剖分式結(jié)構(gòu)，有箱座和箱蓋組成，其剖分面通過齒輪傳動的軸線；箱蓋與箱座用螺栓連成一體；這樣，齒輪、軸、滾動軸承等可在箱體外裝配成軸系部件后再裝入箱體，使裝拆方便；為了確保箱蓋和箱座在加工軸承孔及裝配時的相互位置，在部分處的凸緣上設(shè)有兩個圓錐銷用于精確定位；起蓋螺釘?shù)淖饔檬潜阌谟上渥辖议_箱蓋，以便拆卸；箱蓋頂部開有窺視孔，用于檢查齒輪嚙合情況及潤滑情況，并用于加注潤滑油，窺視孔平時用墊有密封墊片的蓋板封?。煌馄饔脕砑皶r排放箱體內(nèi)發(fā)熱溫升而膨脹的空氣，以防止高壓氣沖破各隙縫處的密封而造成漏油等；游標尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了排除油液和清洗減速器內(nèi)腔，在箱體底部設(shè)有放油螺塞，其頭部支承面上墊有封油墊片；吊耳用于提升箱蓋，而整臺減速器的提升應使用與箱座鑄成一體的吊鉤；減速器用地腳螺栓固定在機架或地基上。在確定減速器的結(jié)構(gòu)后，將對各零件進行參數(shù)設(shè)計以及強度校核。根據(jù)設(shè)備工作條件：室內(nèi)工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，每日工作一班，工作10年，允許軸轉(zhuǎn)速誤差小于±5%，車間有三相電源。根據(jù)工作機的功能要求和工作條件擬定傳動方案如下傳動簡圖所示。設(shè)計原始數(shù)據(jù)立軸功率5.5KW，轉(zhuǎn)速32r/min。根據(jù)各傳動的效率和功率計算出二級減速器中傳動比：高速機級齒輪傳動比為3.84，低速級齒輪傳動比為3.2。接著對齒輪傳動參數(shù)設(shè)計，選斜齒輪傳動，齒輪參數(shù)為：大小齒輪齒數(shù)Z1=19，Z2=71，模數(shù)mn=3.5mm，中心距a=162mm，螺旋角β=13.59°，兩分度圓直徑d1=68mm，d2=256mm，齒寬b1=60mm，b2=55mm；經(jīng)校核合格。然后在根據(jù)功率和齒輪的整體尺寸，零件間的間距分配對軸和箱體進行設(shè)計校核。最后根據(jù)箱體的各參數(shù)查設(shè)計設(shè)計手冊選取各附屬零件。減速器傳動簡圖見圖1.1。圖1.1單級圓柱齒輪減速器傳動簡圖1-電動機

2-帶輪

3-減速器

4-聯(lián)軸器

5-傳輸帶

6-滾筒1.2

任務安排本次的課程設(shè)計任務量相對繁重，有效的任務安排才能保證工作的順利完成，在此將本次的任務安排如下：1、時間安排第一天：布置設(shè)計任務，查閱資料，擬定方案，零部件造型設(shè)計；第二天：零部件造型設(shè)計；第三天：工程圖生成；第四天：虛擬裝配、撰寫說明書；第五天：檢查、答辯。2、組內(nèi)個人任務安排丁科：負責多種零件的設(shè)計建模，包括箱蓋，窺視孔蓋、通氣器、游標、螺栓、螺釘、螺母、銷、軸承、擋油環(huán)、墊圈等零件。同時參與裝配和部分爆炸圖分析編寫。以及，對整個課程設(shè)計內(nèi)容報告的整理與審核。沈位杰：負責大部分的零件設(shè)計建模，包括箱體、齒輪軸、軸承、軸承端蓋、起蓋螺釘、擋油環(huán)、倒油螺塞、鍵、套筒、以及各類螺栓、螺釘、墊圈。同時負責裝配，和過程截圖以及爆炸圖的形成，和部分報告編寫與報告后期整理。第2章減速器零件建模2.1引言UG軟件建模是基于特征的復合建模，是顯示建模、參數(shù)化建模、基于約束的建模3種建模技術(shù)的選擇性組合。顯示建模：顯示建模的對象是相對于模型空間，而不是相對于彼此建立。對一個或多個對象所做的變化不影響其他對象。參數(shù)化建模:將用于模型定義的尺寸參數(shù)和參數(shù)值隨模型存儲，參數(shù)變量可以彼此引用。從而建立模型的各個特征之間的關(guān)系?？梢酝ㄟ^編輯參數(shù)變量改整個模型?；诩s束的建模:模型幾何體的一組設(shè)計規(guī)則的定義，稱之為約束。模型是通過約束或求解的。這些約束可以是尺寸約束（如草圖尺寸或定位尺寸）或幾何約束（如平行或相切），如一條線相切到一條弧。設(shè)計者的意圖是線的角度改變時仍維持相切，或當角度修改時仍維持正交條件。另外，UGNX提供了一套強有力的工具—直接建模工具，進一步擴展了復合建模功能。用戶可以直接修改遺留的和基于歷史的模型，添加新的特征和“在表面上進行智能化操作”。2.2零件的建模2.2.1箱座的建模啟動UG軟件，選取存儲目錄后新建輸入文件名“jizuo”，如圖2.1所示：圖2.1選擇插入/草圖命令，系統(tǒng)彈出智能動態(tài)創(chuàng)建草圖工具條，提示用戶指定一個平面作為草圖平面繪制如圖2.2所示的草圖。圖2.2然后執(zhí)行拉伸命令，見圖2.3。圖2.4以拉伸后的平面為草圖平面畫草圖，圖2.5再拉伸得到箱座的外殼，圖2.6。圖2.6將底座和邊緣求和,圖2.7。圖2.7繼續(xù)以底部為草圖平面畫草圖拉伸得到箱座的上邊緣，圖2.8。圖2.8以上邊緣為草圖平面，畫圓拉伸后得到螺栓孔，圖2.9。圖2.9以與側(cè)面邊緣相切的平面為草圖平面畫圓，拉伸后得到軸承座孔的外圓柱,如圖2.10。圖2.10拉伸內(nèi)孔圓，得到軸承座孔和軸承蓋得螺紋孔，如圖2.11。圖2.11最后加上筋板，吊鉤，游標孔等附屬結(jié)構(gòu)，就得到了一個完整的箱座，如圖2.12。圖2.122.2.2其它零件的三維造型圖2.13箱蓋圖2.14窺視孔蓋圖2.15游標

圖2.16通氣器圖2.17鍵

圖2.18螺釘圖2.19軸承圖2.20齒輪

圖2.21擋油環(huán)圖2.22調(diào)整墊圖2.23倒油孔墊圈圖2.24倒油螺塞圖2.25端蓋圖2.26軸承通蓋圖2.27鍵圖2.28套筒圖2.29

低速軸圖2.30齒輪軸

第3章工程制圖3.1

引言UG工程制圖模塊是以實體模型自動生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工程圖。在模型改變時，工程圖將被自動更新。制圖模塊提供自動的視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖和細節(jié)視圖等），可以自動、手動尺寸標注，自動繪制剖面線、形位公差和表面粗糙度標注等。利用裝配模塊創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，包括快速地建立裝配圖剖視、爆炸圖等。3.2

齒輪零件圖轉(zhuǎn)換打開大齒輪的實體模型圖點擊制圖命令，選擇圖紙為A2，建立基本視圖基本視圖如下：在CAXA中打開導出的DXF/DWG文件，修改標注得符合國家標準二維工程圖第4章虛擬裝配4.1

引言零件之間的裝配關(guān)系就是零件之間的位置約束，也可以見零件組裝成組件，然后再將多個組件裝配成總裝配件。根據(jù)裝配的模型和零件模型的引用關(guān)系，UG軟件有3種創(chuàng)建裝配體的方法，即從頂向下裝配、從底向上裝配和混合裝配。自頂向下裝配：如果裝配模型中的組件存在關(guān)聯(lián)，可以基于一個組件創(chuàng)建一個組件，即首先完成裝配級的裝配模型，然后再根據(jù)裝配級模型創(chuàng)建其子裝配件。也可以首先完成頂層裝配模型文件，然后在裝配體中創(chuàng)建零部件模型，再將其中的子裝配體另外存儲。從底向上裝配：先創(chuàng)建零件模型，再組合成子裝配模型，最后由子裝配模型生成總裝配件的裝配方法?；旌涎b配：混合裝配是將自頂向下裝配和從底向上裝配結(jié)合在一起的裝配方法，這將增加裝配設(shè)計的功能。例如，用戶開始用從底向上的裝配方法，然后為了設(shè)計的順利進行改用自頂向下裝配的方法，這兩種方法之間互相轉(zhuǎn)換。4.2

軸的裝配4.2.1軸Ⅰ的裝配過程首先通過添加現(xiàn)有的組件把軸添加進來定位好然后添加現(xiàn)有的組件把擋油環(huán)添加進來，通過配對和同心定位在軸上。再添加現(xiàn)有的組件把軸承添加進來，通過配對和同心定位到軸上4.2.2軸Ⅱ的裝配圖首先通過添加現(xiàn)有的組件把軸添加進來定位好，然后添加現(xiàn)有的組件把擋油環(huán)和軸承添加進來，通過配對和同心定位在軸上。再添加現(xiàn)有的組件把齒輪和軸承以及其他組件添加進來，通過配對和同心定位到軸上。4.3

總裝配圖裝配過程首先添加現(xiàn)有的組件把兩根軸和軸上零件一起定位到箱座上。然后添加現(xiàn)有的組件把箱蓋添加進來，通過結(jié)合面配對和螺栓孔同心定位到箱座上。裝上銷和連接螺栓。最后添加各附屬零件，通過各種約束類型定位在箱體上。4.4

總裝配圖的爆炸圖小結(jié)為期一個星期的CAD三維課程設(shè)計接近尾聲了，在這個星期里，我每天都感覺過的很充實。我們的三維設(shè)計是通過UG來實現(xiàn)的，UG對我們來說相對陌生，畢竟那是我第一次接觸的三維軟件。在這個學期學習過程中一直對它充滿好奇，每節(jié)課都會體會到它的強大制圖，建模等很多先進功能。這也激發(fā)了我對它學習的求知欲望。所以平時的學習里一直在用功的學習。雖然這樣，當我利用它進行單級減速器的數(shù)字化建模課程設(shè)計時，明顯的感覺到自己的水平還有很多不足。所以初期的時候，我做的好慢，每項功能都還不怎么熟悉。因此課程設(shè)計是我提升使用UG綜合能力的大好機會。剛開始畫圖的時候就是拿到圖沒怎么思考就開始畫，經(jīng)過這一周的畫圖，我知道了畫圖之前一定要將建模的思路想好，那樣才不會做很多的無用功。具體的做法，當我們接到一個任務時應先研究它的整體的輪廓，然后再考慮細節(jié)，對整個任務進行統(tǒng)一的設(shè)計，首先要進行特征的分解—分析零件的形狀特點，然后把它分離成幾個主要的特征區(qū)域。接著，對每一個區(qū)域再進行詳細分解，及至在大腦中有一個總體的建模思路以及一個粗略的特征圖，同時要辨別出難點、容易出問題的地方。接著在建立基礎(chǔ)的特征。接著做詳細設(shè)計—先粗后細、先大后小、先外后里。最后再做細節(jié)的設(shè)計做好了所有零件之后就是進行裝配了，個人覺得裝配比畫圖相對容易一些但是偶爾還是遇到一些問題，遇到困難時自己上網(wǎng)搜查并且問了同學和老師。最大的問題就是我裝完了之后發(fā)現(xiàn)不知道怎么去保存，很多次保存后在打開就會顯示加載失敗，困惑了很久，也和同學討論了一下還是沒有解決辦法。最后決定請教老師，果然通過老師點撥之后問題解決了。就是裝配好后，組件的目錄不能有變化，不然就會出現(xiàn)加載失敗。裝配好了之后就要進行做出爆炸圖了，之前沒學過爆炸圖是什么東西以及怎么形成，在網(wǎng)上看了教學視屏之后自己試了一下。開始選用自動爆炸，但是效果很不理想，亂糟糟的一團。后來用了編輯爆炸，效果明顯改進。最后就是把三維零件圖轉(zhuǎn)為工程圖了，再次也遇到了很多難點。通過不斷的摸索和與同學的討論，以及向老師請教，終于把大齒輪的工程圖導入到CAXA了。然后就對CAXA圖進行按國家標準修改。最后得出所需要的工程圖。總的來說，在這次課程設(shè)計中我們學到了很多很多。我們通過請教老師，和同學共同討論以及不懈的努力，終于完成此次課程設(shè)計。由于我們水平有限，設(shè)計中還有許多不完善的地方，總的來說我們已經(jīng)盡力了，做到了自己不后悔。以后我們終究都是要走向社會的，因此，對于這樣的課程設(shè)計認真對待是對自己以后工作和學習的一種鍛煉，實踐出真知。我相信通過這次課程設(shè)計將給我們以后無論是生活還是學習都會帶來很大的幫助！

參考文獻[1]

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致謝本次課程設(shè)計結(jié)束了，在