CAD课程设计说明书正文

计算机辅助设计课程设计 第 22 页 共 22 页1 绪论齿轮减速器广泛应用于机械设备的传动系统中。本课题针对一级齿轮减速器UG模型，进行三维数字化设计和虚拟装配。本次课程设计采用分组的方式，每组由组长来分配任务，每位同学分配包括机顶、机盖在内的不少于7个零件图，每位同学都分配有具体特定零件模型。在这次课程设计中我被分配的任务：零件有机顶、机底、齿轮、螺塞、垫片、销盖、油面指示片、六角螺栓、定位销，测量模型的几何尺寸，构造零件模型，要求在机体非加工面上构造出设计者学号的后两位数字。等小组同学全部零件构造完成后，每位同学需进行虚拟装配。完成二维装配图，并完成说明书。 机械设计在机械工程中十分重要，它是理论联系实际的重要纽带。本次课程设计不仅加深了我们对与课本理论知识的理解，更是将机械的理论与实际中的运用有机的结合并进行深层次的实践训练，使学生对于理论联系实际认识更加清晰，为以后社会的经验埋下重要的伏笔，即锻炼了我们的设计创新能力，又增强了机械设计构思。2 任务分析2.1课程设计任务分析本次课程设计采用分组的方式，每组由组长来分配任务，每位同学分配包括机顶、机盖在内的不少于7个零件图，每位同学根据跟定零件模型具体，：要求（1）在UG环境下建立新文件（文件名为零件名），测量模型的几何尺寸，构造零件模型，要求在机体非加工面上构造出设计者学号的后两位数字。（2）全部零件构造完成后，每位同学需进行虚拟装配。（3）按标准二维工程图要求，绘制7个零件的零件图和总体装配图。可在UG环境绘制，也可利用*.x_t转换文件，实现UG模型在CAXA环境下的二维转换，并保存*.x_t转换文件。（4）根据测量给出变速器技术参数。（传动比，齿轮模数等参数）2.2测量零件模型特点分析根据已有的零件，不用或只用简单的绘图工具，用较快的速度，徒手目测画出零件的视图，测量并注上尺寸及技术要求，得到零件草图。然后参考有关资料整理绘制出供生产使用的零件工作图。这个过程称为零件测绘。首先分析零件，为了把被测零件准确完整地表达出来，应先对被测零件进行认真地分析，了解零件的类型，在机器中的作用，所使用的材料及大致的加工方法。Ug软件中有专门的测量工具可以测量距离，也可以测量角度，测量距离的类型中也包含许多有距离、投影距离、屏幕距离、长度、半径等功能。（1）油面指示片图2.2.1 油面指示片油面指示片模型特点比较简单，就是先画一个大圆然后再大圆上打几个小圆孔就行了。（2）销盖图2.2.2 销盖销盖模型特点也比较容易在一个圆环上打台阶孔就可以形成（3）螺塞图2.2.3 螺塞罗塞的造型上面部分是一个正六方体同时将上表面切出一个内切圆来，中间和下面部分是两个大小和长度都不相同的圆柱体，最后在圆柱体上打上螺旋线就完成了。（4）垫片图2.2.4 垫片垫片的模型造型估计是最简单的就是一个圆环就可以了。（5）定位销图2.2.5 定位销定位销的造型就是一个圆锥，也是比较容易的。（6）六角螺栓图2.2.6 螺栓螺栓是标准件数据直接查找国标，造型和螺塞类似上面部分是一个六方体，下面部分是圆柱体，同时在圆柱体上打上螺纹。（7）齿轮图2.2.7 齿轮齿轮的造型是在圆柱表面上生成齿轮，在齿轮中间画有一个键槽，键槽周边有几个小圆就完成了。（8）箱盖图2.2.8 箱盖箱盖的整体外形大体是长方体，中间是两个圆连接拉伸出来的中间体，上边有一个窥视孔，两侧有几个圆柱孔，中间体两侧有肋板。（9）箱座图2.2.9 箱座箱座大体形状也是个长方体有三个长方体组成，两边有吊环两侧是圆柱孔，底座有凹槽，两侧也有肋板。2.3减速器简介减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。减速器主要由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本结构有三大部分：1齿轮、轴及轴承组合；2箱体；3减速部件。2.4 ug软件简介UG(Unigraphics NX)是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG同时也是用户指南(user guide)和普遍语法(Universal Graer)的缩写。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。2.5减速器与ug三维制图软件的结合针对减速器设计的繁琐与重复性，结合UG技术设计减速器，并进行减速器的仿真运动，目的市减少减速器的设计周期。利用NX建模，我们能迅速的建立减速器复杂的形状，并且使用先进的渲染工具和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。3 零件几何尺寸的测量及设计参数的确定在UG中测量距离其实也很简单打开要测量的的东西，如果是圆形零件就可以选择使用半径测量，如果是长方体可以选择用距离测量比较方便，如果是不规则物体测量距离使用投影距离，先选择投影方向然后点击所要选则的两个要测量的距离就可以得到比较正确的。3.1机顶零件的测量图3.1.1 箱座 图3.1.2 箱座箱座的长为230宽为104，所挖的两个孔分别为62，47，中间体拔模角度1.5度。3.2机底零件的测量 图3.2.1 箱座 图3.2.2 箱座箱座上边长为230，宽为104，整个箱座高80，箱座下边长为180，宽为104。3.3油面指示片和销盖的测量 图3.3.1 油面指示片 图3.3.2 销盖 油面指示片大圆半径为18，小圆半径为2.25，圆心距离12.5，销盖大圆半径为18，中间圆半径为7，小圆半径为2.25，圆心距离为12.5。3.4 螺塞和垫片的测量 图3.4.1 螺塞 图3.4.2 垫片因为垫片是标准件所以测量的数据仅供参考，垫片的具体尺寸还要查国标。螺塞高为15，有螺纹的高为6。3.5定位销和六角螺栓的测量 图3.5.1 定位销 图3.5.2 螺塞同样定位销和螺栓也是标准件，所以也只是大概测量一个数据，具体的真正尺寸还要查国标。3.6齿轮的测量图3.6.1 齿轮齿轮虽然不是标准件但是不能直接测量，齿轮中间的圆和孔是可以测量的，齿轮的制作应该首先将齿数数出来，根据所给的数据定齿轮的模数为2，压力角为20度可以用ug直接生成齿轮。4 数字化造型、装配及仿真4.1机顶零件打开ug，先画一个半径为62和半径为70的圆，两圆的中心距为70，再画一条直线与两园相切，经过修建可得草图，经过对称拉伸，每侧拉伸26可得三维模型。图4.1.1 箱盖局部拉伸图经过测量可得拉伸两侧需要拔模，拔模的角度每侧为1.5度，然后再以拉伸的底平面为基本平面画出一个长为230，宽为100的长方形，在四角分别倒出半径为25的倒角，在拉伸7可得三维模型。图4.1.2 箱盖底部拉伸图再以底部的侧面为基准画出半径为32和40的圆，再画出一条直线连接两圆，修剪可得草图，在拉伸从开始为-2到102的距离可得到三维模型。 图4.1.3 箱盖侧面拉伸图再以中间部分的一个面为基准再画两个圆，半径分别为56和64的两个圆，在画一条直线与两个圆相切，拉伸（求差）可将中间体拉空。图4.1.4 箱盖中腔拉伸图再以侧面拉伸体为基准画出两个圆，半径分别为47和62，画一条直线将两圆连接，继续拉伸（求差)可的如图的三维模型。图4.1.5 箱盖侧面孔拉伸图在中间体上面插入一个矩形垫块，长为52，宽为46，插入完成后再这个垫块上面挖一个矩形腔体，长为28，宽为28，可完成减速器上的窥视孔。图4.1.6 箱盖窥视孔在中间体中心建立一个基准平面在基准平面上，在基准平面上画一个距离水平面24，高为21半径为18的圆分别与两条直线相切，然后拉伸距离为-3到3，可得到所要的三维模型（小圆的一边），大圆的一边操作类似只是圆的位置到水平面的距离为24，高为24同样也为半径18的圆。拉伸可得到所需的三维模型吊环。图4.1.7 箱盖吊环拉伸图在吊环上打两个孔，然后在水平面为基准画出两个长方形的块，以方便下一步倒圆角，然后在如图所示的位置打孔，得到以下的三维图。图4.1.8 箱盖台阶孔继续在下板的的两角打半径为4.5孔，在图中位置打如图所示的锥孔，然后镜像可得四角都为半径为4.5的孔。图4.1.9 打孔在要画肋板的地方设立两个基准面，大圆的位置画一个高为23，宽为24，的三角形，在小圆位置画一个高为20.5宽为24的三角形，拉伸距离呢为-3到3可得到肋板。图4.1.10 箱盖镜像镜像可得到要求的三维模型，最后在各处倒圆并加上自己的学号得到最终的机顶零件。图4.1.11 箱盖完成图 图4.1.12 箱盖制造过程图 图4.1.12 箱盖制作过程图4.2机底零件机底零件模型建立过程，首先打开ug在草图中画出一个长为230，宽为100的圆并在四角倒出半径为25的圆角，然后拉伸7，可得到所要的三维模型。图4.2.1 箱座底部拉伸在此面上为基准，画一个长为180，宽为52的长方形，拉伸60，得到一个长方体。图4.2.2 箱座中间体拉伸图以此长方体为基准距离长方体一边8处画一个长为184，高20长方形，拉伸24到下板的边缘，镜像得到另一边。图4.2.3 箱座侧面草图 图4.2.4 箱座侧面拉伸以侧面的小长方体为基准，画出两个圆半径分别为32，40，以直线相连接，消减后得到草图，拉伸距离-2到102，可得到想要的三维模型。 图4.2.5 箱座侧圆草图 图4.2.6 箱座侧面圆拉伸图 以刚才拉伸的为基准画出两个圆，半径分别为 47和62 用直线将两圆链接，消减后得到草图，拉伸（求差）距离为-2到102可得到想要的三维模型。 图4.2.7 箱座侧面孔草图 图4.2.8 箱座侧面孔拉伸图在长方体快上画出一个长为180，宽为104长方形，拉伸12，在拉伸体上画出长为104，宽为90长方形拉伸3可得到底部的凹槽，以底部平面为基准画出长为24，宽为6的长方形拉伸到与拉伸所得到的圆形凸台的表面可得到所得到肋板，在距上体宽11，长25处打半径为4.5的孔，左右两边都相同，在此基准下继续在宽25，长为13的处打孔半径为4.5的孔，左右都相同；在下底面处长为22.5，宽为13处打台阶孔大圆半径为10，深度为2小圆半径为9通孔，左右都相同。接着在上体侧面画出两个半径分别为70和55的圆，拉伸可得到所要的三维模型。图4.2.9 打孔镜像可得到所需的三维图，上平面画出长为168，宽为40的长方形，拉伸可得到空腔，在上平面的反面设为基准，画出直径为11.5和12.5的圆相切在与两直线相切消减可得到吊环，镜像可得到左右两边。图4.2.10 吊环与底部凹槽最后倒圆修改，添加学号可得到最终图。图4.2.11 箱座完成图 图4.2.12 箱座制作过程图 图4.2.13 箱座制作过程图4.3油面指示片的数字化造型 图4.3.1 油面指示片 图4.3.2 油面指示片制作过程图油面指示片三维模型比较简单先画一个半径为18的圆拉伸、在距离圆中心12.5打孔就可得到。4.4销盖的数字化造型 图4.4.1 销盖 图4.4.2 销盖制作过程图销盖的三维造型也比较简单，画出两个圆半径分别为18和7，拉伸6在打台阶孔大孔直径7.5，小孔直径4.5台阶孔深度为3就可得到。4.5螺塞的三维造型 图4.5.1 螺塞 图4.5.2 螺塞螺塞的三维造型比较复杂，先画出一个多边形内切圆半径为7将边消去一小部分之后可得到上边部分，然后画出半径为9圆得到拉伸1，再画直径为8.5的园拉伸2，再画一个半径5的圆拉伸6然后在要加螺纹的表面从插入里找到设计特征点螺纹可以自动生成螺纹。4.6垫片的数字化造型 图4.6.1 垫片 图4.6.2 垫片制作过程图垫片的三维造型最简单直接画出两个直径分别为10.5和18的圆拉伸可得。4.7销的数字化造型 图4.7.1 销 图4.7.2 销制作过程图销的三维造型也是比较简单的直接用圆锥大圆直径4，小圆直径2可以直接得到，数据根据查的国标可得。4.8齿轮的数字化造型 图4.8.2 齿轮 图4.8.2 齿轮齿轮的三维造型比较简单，首先根据数出来的齿数55，自己确定的模,2可以用ug自动生成一个齿轮，然后齿轮中的圆和键槽可以按照图中所给的数据来确定，拉伸可得到所要的齿轮三维造型。4.9六角螺栓的数字化造型 图4.9.1 六角螺栓 图4.9.2 六角螺栓制作过程图六角螺栓是标准件，根据所查国标所得的数据可以画出。4.10装配装配是将减速器的各个零件，按照规定的技术要求，将若干零件结合部件或将若干零件和部件结合成产品的过程，在ug中装配要注意首先将所有的零件放在一个文件夹里才能装配，然后打开ug新建一个装配的模板开始装配。 图4.10.1 装配图 图4.10.2 装配图先在ug中新建一个装配的的模板，添加组件调出将轴、键与齿轮通过接触约束装上轴与键，通过同心约束将轴与齿轮装成齿轮轴系，再调出将齿轮轴与轴承通过同心约束也装配在一起，并作为零件保存起来方便以后使用。图4.10.3 装配图添加组件调出下箱体确定其为固定约束，加载刚才完成的齿轮轴系通过同心约束将两个零件装配到下箱体指定的地方，将端盖，闷盖等与轴相配合的的部件都是通过同心约束装到轴上，最后将两个齿轮通过接触约束使其啮合起来。图4.10.4 装配图然后将油面指示片、衬片、垫片、螺栓等零件通过同心约束，接触约束装配到箱体底座，