3D打印一體化設(shè)計(jì)與制造 課件 項(xiàng)目五 任務(wù)一 創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

項(xiàng)目5勢(shì)能小車(chē)一體化設(shè)計(jì)——任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征目錄/CONENTS課程導(dǎo)入本課內(nèi)容課后作業(yè)010203課程導(dǎo)入01課程導(dǎo)入【任務(wù)描述】勢(shì)能小車(chē)模型設(shè)計(jì)及繪制。計(jì)一款勢(shì)能小車(chē)。已知金屬鉤碼200g，線繩2米，請(qǐng)根據(jù)勢(shì)能動(dòng)能轉(zhuǎn)換原理，利用金屬鉤碼重量為動(dòng)力源，設(shè)計(jì)制作一款四輪結(jié)構(gòu)勢(shì)能動(dòng)力，小車(chē)傳動(dòng)部分為齒輪傳動(dòng)，要求小車(chē)可以沿直線自動(dòng)行駛一段距離。通過(guò)學(xué)習(xí)討論，完成工作任務(wù)，并填寫(xiě)工作任務(wù)學(xué)習(xí)卡。根據(jù)市場(chǎng)上現(xiàn)有的勢(shì)能小車(chē)，設(shè)計(jì)出一款價(jià)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能滿足所需要的移動(dòng)，由車(chē)體、上蓋、支桿、連接桿、齒輪一體化，鍵等17個(gè)零件組成。本次任務(wù)根據(jù)零部件結(jié)構(gòu)選擇合適的造型方法，繪制出數(shù)字模型，進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，并根據(jù)3D打印機(jī)打印參數(shù)，選擇合適的裝配間隙?！救蝿?wù)分析】勢(shì)能小車(chē)模型設(shè)計(jì)及繪制。本任務(wù)給出一款勢(shì)能小車(chē)，采用勢(shì)能小車(chē)車(chē)體、支桿、車(chē)輪，齒輪等17部分組成，主要應(yīng)用了齒輪配合機(jī)構(gòu)達(dá)到小車(chē)運(yùn)動(dòng)距離。設(shè)計(jì)時(shí)考慮了一體化設(shè)計(jì)，勢(shì)能小車(chē)主體包括車(chē)體、齒輪、支桿等17部分。整個(gè)結(jié)構(gòu)能夠?qū)?shì)能小車(chē)做到移動(dòng)直線移動(dòng)路線和距離，做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，穩(wěn)定性好。根據(jù)設(shè)計(jì)思路，選擇了UG12.0造型軟件及拉伸造型方法，繪制出數(shù)字模型，根據(jù)所使用的3D打印機(jī)參數(shù)，選擇合適的裝配間隙。本課內(nèi)容02一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟1建立主體草圖5-1。單擊快捷菜單上的草圖繪制，平面類型選擇在平面上，平面方法選擇現(xiàn)有平面，選擇X-Y平面所示，然后單擊確定按鈕，進(jìn)入草圖編輯模式，利用草圖工具矩形命令繪制長(zhǎng)150，寬100的矩形輪廓線，利用草圖工具直線命令和圓命令進(jìn)行繪制，利用快速尺寸命令標(biāo)注相應(yīng)的尺寸以約束草圖，效果如圖5-1所示。圖5-1草圖1一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟2根據(jù)建立的草圖使用拉伸命令選擇所繪制的草圖，方向選擇平面法向限制-結(jié)束選擇值，距離選擇5mm，布爾運(yùn)算選擇無(wú)其他默認(rèn)設(shè)置。單擊確定，完成主體模型的創(chuàng)建，效果如圖5-2所示。圖5-2拉伸1一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟3用草圖命令選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，進(jìn)入草圖編輯模式，利用草圖工具直線命令繪制圖5-3所示線框。利用快速尺寸命令標(biāo)注相應(yīng)的尺寸以約束草圖，然后使用鏡像命令進(jìn)行鏡像曲線，效果如圖5-3所示。使用拉伸命令選擇所繪制的草圖方向選擇一側(cè)單擊完成轉(zhuǎn)向，結(jié)束值填寫(xiě)15mm，布爾定義選擇合并，完成模型的創(chuàng)建，效果如圖5-4所示。圖5-4拉伸2圖5-3草圖2一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟4利用草圖命令選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，進(jìn)入草圖編輯模式。利用草圖工具直線命令和圓命令進(jìn)行圖六繪制，先繪制左側(cè)再使用鏡像曲線命令進(jìn)行鏡像操作得到圖5-5效果圖。使用拉伸命令選擇所繪制的草圖進(jìn)行切除，得到模型如圖5-6所示。圖5-5草圖3圖5-6拉伸3一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟5用倒角命令進(jìn)行邊線選擇如圖5-7所示。模型如圖5-8所示效果。圖5-7倒角圖5-8完成倒角一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟6用倒角命令進(jìn)行邊線選擇如圖5-9所示。模型如圖5-10所示效果圖5-9倒角圖5-10完成倒角一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟7在模型上選擇圖形表面用草圖命令選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，利用草圖工具圓命令繪制，利用快速尺寸命令標(biāo)注相應(yīng)的尺寸以約束草圖，完成草圖如圖5-11所示。然后再用拉伸命令，選擇所繪制的草圖，方向選擇一側(cè)單擊完成反向，結(jié)束值填寫(xiě)8mm，布爾定義選擇合并，完成模型的創(chuàng)建如圖5-12所示。圖5-11草圖4圖5-12拉伸4一、車(chē)體主體建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟8利用倒角命令選擇非對(duì)稱倒角填寫(xiě)數(shù)值進(jìn)行邊線選擇如圖5-13所示。然后得到模型如圖5-14所示效果。圖5-13倒角圖5-14倒角完成二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟1單擊快捷菜單上的草圖繪制，平面類型選擇在平面上，平面方法選擇現(xiàn)有平面，選擇X-Y平面，然后單擊確定按鈕，進(jìn)入草圖編輯模式，利用圓命令畫(huà)出圖片上的圓，再把左側(cè)圓設(shè)置為參考，利用快速尺寸命令標(biāo)注相應(yīng)的尺寸以約束草圖，完成草圖如圖5-15所示。然后再用拉伸命令，開(kāi)始值填寫(xiě)0mm，結(jié)束值填寫(xiě)4.5mm，布爾定義選擇無(wú)，完成模型的創(chuàng)建。模型如圖5-16所示。圖5-15草圖1圖5-16拉伸1二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟2在模型上選擇圖形表面用草圖命令選擇實(shí)體表面，然后單擊確定按鈕，在模型上選擇圖形表面用草圖命令，選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，用投影曲線命令會(huì)選擇外圍邊線，完成草圖如圖5-17所示。單擊拉伸命令，開(kāi)始值填寫(xiě)0mm，結(jié)束值填寫(xiě)8mm，布爾定義選擇合并，完成模型的創(chuàng)建如圖5-18所示。圖5-17草圖2圖5-18拉伸2二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟3在模型上選擇圖形表面用草圖命令，選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，用投影曲線命令會(huì)選擇外圍邊線，完成草圖如圖5-19所示。單擊拉伸命令，開(kāi)始值填寫(xiě)0mm，結(jié)束值填寫(xiě)寫(xiě)8mm，布爾定義選擇合并，完成模型的創(chuàng)建如圖5-20所示。圖5-19草圖3圖5-20拉伸3二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟4在模型上選擇圖形表面用草圖命令，選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，使用矩形命令，在坐標(biāo)點(diǎn)為中心繪制，完成草圖如圖5-21。在使用拉伸命令，開(kāi)始值填寫(xiě)0mm，結(jié)束值填寫(xiě)5mm，布爾定義選擇無(wú)，完成模型的創(chuàng)建如圖5-22所示。圖5-21草圖4圖5-22拉伸4二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟5使用減去命令，先選擇圓柱，再選擇矩形，如圖5-23所示。完成后單擊確定，效果如圖5-24所示。圖5-23布爾運(yùn)算圖5-24完成布爾運(yùn)算二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟6使用減去命令，先選擇圓柱，再選擇矩形，如圖5-25所示。完成后單擊確定，效果如圖5-26所示。圖5-25布爾運(yùn)算圖5-26完成布爾運(yùn)算二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟7選擇零件內(nèi)側(cè)表面選擇表面，使用草圖命令，然后單擊確定，在選擇圓命令在中心先畫(huà)一個(gè)軸線，在軸線上畫(huà)一個(gè)直徑4.5mm的圓，完成草圖如圖5-27所示。單擊完后使用拉伸命令，開(kāi)始值填寫(xiě)-1mm，值填寫(xiě)41mm，布爾定律選擇合并，完成模型的創(chuàng)建如圖5-28所示圖5-27草圖5圖5-28拉伸5二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟8在主頁(yè)選擇合并命令，單擊圖中選擇目標(biāo)中兩個(gè)實(shí)體使其合并，合并結(jié)果如圖5-30所示。圖5-29布爾運(yùn)算圖5-30完成布爾運(yùn)算二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟9在主頁(yè)中選擇草圖命令，選擇x-z基準(zhǔn)面單擊圓命令在圓柱的中心畫(huà)一個(gè)φ6mm的圓和φ15mm的圓，完成草圖如圖5-31所示。然后單擊拉伸命令，結(jié)束值選擇對(duì)稱值，距離選擇5mm，布爾定律選擇無(wú)，完成模型的創(chuàng)建如圖5-32所示。圖5-31草圖6圖5-32拉伸6二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟11在主頁(yè)中選擇鏡像幾何體命令，實(shí)體選擇剛建立的拉伸，基準(zhǔn)面選擇x-z基準(zhǔn)面，單擊確定得到圖5-36所示效果。圖5-35鏡像幾何體圖5-36完成鏡像幾何體二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟12在主頁(yè)上找到基準(zhǔn)平面命令然后選擇類型為按某一距離，平面參考選擇y-z平面距離選擇12.5mm單擊確定達(dá)到如圖5-37所示。圖5-37新建基準(zhǔn)面圖5-38完成新建基準(zhǔn)面二、滑輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟13在主頁(yè)中選擇草圖命令單擊和剛剛建立的基準(zhǔn)面，畫(huà)如圖所示圖形，完成草圖如圖5-39所示。然后單擊確定，在選擇旋轉(zhuǎn)命令角度選擇360度，布爾定律選擇減去，完成模型的創(chuàng)建如圖5-40所示。圖5-39草圖8圖5-40旋轉(zhuǎn)三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟1在主頁(yè)上找到齒輪建模選擇直齒輪，外嚙合齒輪加工選擇滾齒，模數(shù)選擇2，牙數(shù)選擇30，齒寬7，壓力角選擇20°，齒輪精度選擇中，完成建模如圖5-42所示。圖5-41選擇齒輪類型圖5-42齒輪參數(shù)設(shè)置三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟2在主頁(yè)選擇基準(zhǔn)平面選擇二等分，在選擇齒輪的兩側(cè)，完成基準(zhǔn)面的建設(shè)，效果如圖5-44所示。圖5-43新建平面圖5-44完成新建平面三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟3在主頁(yè)中選擇草圖命令，選擇剛剛建立的基準(zhǔn)平面，選擇圓命令，在基準(zhǔn)面上畫(huà)一個(gè)直徑6mm的圓，完成草圖如圖5-45所示。然后單擊拉伸命令，結(jié)束值選擇對(duì)稱值，距離填寫(xiě)71/2mm，布爾定律選擇合并，完成建模如圖5-46所示。圖5-45草圖1圖5-46拉伸1三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟4在主頁(yè)中選擇草圖命令選擇如左側(cè)端面用投影曲線命令投影，完成草圖如圖5-47所示。然后選擇拉伸命令，結(jié)束值選擇10mm，布爾定律選擇減去，完成模型如圖5-48所示。圖5-47草圖2圖5-48拉伸2三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟5在主頁(yè)中選擇草圖命令，選擇如右面用投影曲線命令投影，完成草圖如圖5-49所示。然后選擇拉伸命令，結(jié)束值選擇10mm，布爾定律選擇合并，完成模型如圖5-50所示。圖5-49草圖3圖5-50拉伸3三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟6在模型上選擇齒輪左側(cè)使用草圖命令，再單擊圓命令，畫(huà)一個(gè)直徑20mm的圓，完成草圖如圖5-51所示。開(kāi)始距離選擇6.5mm，結(jié)束距離選擇4.5mm，布爾定律選擇合并，完成模型如圖5-52所示效果。圖5-51草圖4圖5-52拉伸4三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟7在齒輪右端面選擇草圖命令，畫(huà)一個(gè)φ20mm的圓，完成草圖如圖5-53所示。單擊拉伸命令，開(kāi)始值選擇26.5mm，結(jié)束值選擇24.5mm，布爾定律選擇合并，完成模型如圖5-54所示效果。圖5-53草圖5圖5-54拉伸5三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟8在齒輪選擇草圖命令，畫(huà)一個(gè)φ20mm的圓，完成草圖如圖5-55所示。單擊拉伸命令，結(jié)束值選擇2mm，布爾定律選擇合并，完成模型如圖5-56所示效果。圖5-55草圖6圖5-56拉伸6三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟9在模型上選擇圖形表面用草圖命令，選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，利用圓命令畫(huà)出圖片上的直徑17mm的圓，完成草圖如圖5-57所示。然后再用拉伸命令選擇所繪制的草圖，結(jié)束值填寫(xiě)15mm，選擇拔摸從起始限制15度完成模型的創(chuàng)建，模型如圖5-58所示。圖5-57草圖7圖5-58拉伸7三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟10在模型上選擇上圖形右側(cè)表面用草圖命令，選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，利用圓命令，畫(huà)出圖片上的直徑15mm的圓，完成草圖如圖5-59所示。然后再用拉伸命令，選擇所繪制的草圖完成轉(zhuǎn)向，結(jié)束值填寫(xiě)2mm，布爾定義選擇合并，完成模型的創(chuàng)建，模型如圖5-60所示。圖5-59草圖8圖5-60拉伸8三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟11在模型上選擇上圖形右側(cè)表面用草圖命令，選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，利用圓命令，畫(huà)出圖片上的直徑12mm的圓，標(biāo)注離軸線距離18mm，完成草圖如圖5-61所示。然后再用拉伸命令，選擇所繪制的草圖完成轉(zhuǎn)向，結(jié)束值填寫(xiě)7mm，布爾定義選擇減去，完成模型的創(chuàng)建，模型如圖5-62所示。圖5-61草圖9圖5-62拉伸9三、驅(qū)動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟12在主頁(yè)找到陣列特征，單擊上步驟所建特征，數(shù)量選擇6節(jié)距角選擇360/6度，單擊確定完成陣列，如圖5-64所示效果。圖5-63陣列特征圖5-64最終效果圖四、從動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟1在主頁(yè)上找到齒輪建模選擇直齒輪，外嚙合齒輪加工選擇滾齒，模數(shù)選擇2，牙數(shù)選擇15，齒寬7，壓力角選擇20度，齒輪精度選擇中，完成建模如圖5-66所示。圖5-65設(shè)置齒輪參數(shù)圖5-66完成齒輪效果四、從動(dòng)齒輪建模過(guò)程PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建勢(shì)能小車(chē)模型特征

步驟2在模型上選擇上圖形右側(cè)表面用草圖命令選擇實(shí)體表面單擊確定按鈕，利用圓命令畫(huà)出圖片上的直徑6mm的圓，完成草圖