设计论文-通过UG创建减速器机盖工程图.doc

摘要 UG不仅具有强大的实体造型、曲面造型和生产工程图等模块功能，还可以在设计过程中进行有限元素、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。从而优化了产品设计与制造。 通过UG的实体建模功能是系统参数化三维设计技术的核心功能，实体对象可以包含各种产品设计意图的数据信息，可以方便地导入产品后续的各种加工、仿真和分析功能环境中，并可以与其他计算机辅助设计系统进行标准格式的文件转换，利用三维实体的特征创建，特征操作和特征编辑等功能应用方面来详细介绍三维实体建模的相关操作方法。制图（Drafting）制图为工程和技术图的生成和管理提供一完全的自动化工具组。制图与其它Unigraphics产品无缝集成提供工程师建立与维护与标准兼容的工程图。Unigraphics 直观和用户友好的图形介面允许用户方便和有效地建立与管理高质量的完全标准兼容的零件细节和装配图。UG 工程图与模型相关，模型改变，工程图自动更新，而且更新时间和内容是可控的。关键词：UG 实体建模 工程图 目录摘要.1第1章 UG NX概述.3 1.1 UG软件的特点.3 1.2 UG NX 4 功能模块介绍.4 1.2.1 CAD 模块.4 1.3 产品设计概述.5第二章 减速器机盖设计.7 2. 1 机盖主体设计.7 2.1.1 创建机盖的中间部分 .6 2.1.2 创建机盖的端面.8 2.1.3 创建机盖的整体.10 2.1.4 抽壳.12 2.1.5 创建大滚动轴承突台.14 2.1.6 创建小滚动轴承突台.17 2.2 机盖附件设计.18 2.2.1 轴承孔拔模面.18 2.2.2 创建窥视孔.19 2.2.3 吊环.22 2.2.4 孔系.25 2.2.5 圆角.27 2.2.6 螺纹孔.29第三章 创建减速器机盖工程图.34 3.1 （1）图纸页设置.34 （2）插入视图.34 （3）创建局部放大视图.34 （4）标注尺寸.34 （5）插入图框.34第四章 前景展望.37致谢.38 参考文献.39 第一章 UG NX4.0 概述 UG 软件是集 CAD/CAE/CAM 一体化的三维参数软件，它的发展过程代表了图形软件的开发从探索走向成熟的过程，显示了CAD/CAE/CAM 技术应用的不断深入。它是当今世界先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。1.1 UG软件的特点UG软件的发展正是充分地考虑到了整体设计环境的协同性UG软件每次的版本更新都代表了当时先进制造技术的发展前沿，很多现代设计方法和理论都能较快地在新版本中体现出来， UG NX系列更是充分实现了整体协同设计的理念，不仅提供了基于标准框架的CAD/CAE/CAM 解决方案平台，还可以与I-DEAS 软件无缝集成，将其纳入到产品整体设计环境中， 图1-1 UG NX 系列基本框架UG NX 系列的设计环境中主要包括以下核心内容：一个基于行业标准建立的核心平台，用来推进知识应用系统。一个全新的用户交互方式，用来支持那些具备很高的生产力、面向过程的工作流。UG NX 应用模块为相关集成技术提供了新层次的互操作能力。一个行业标准基础，包括用于实时设计协同的标准和协议、用于可视化和互操作的协议。UG NX 系列软件的3大应用领域是数字化产品设计、数字化仿真和数字化产品制造。 UG NX 提供了一套从概念到制造的统一的解决方案套件，各个应用程序无缝地集成在一起，在一个可管理的产品开发环境中传递产品和设计制造流程信息的更改，UG NX 的意义远远超过了仅仅实现以个集成化的I- DEAS 和 Unigraphics 综合平台，将两种系统的CAD/CAE/CAM 技术完全集成到一个统一的开放式 PDM （产品数据管理）、协同设计和可视化工作环境中，开创了以个独特的可管理的产品开发环境。UG NX 系统在数据化产品的开发设计领域具有以下5大技术优势：（1） 完整的全流程解决方案 （2） 可管理的开发环境 （3） 知识驱动自动化 （4） 数字化仿真、验证和优化能力 （5） 系统级的建模能力1.2 UG NX 功能模块1.2.1 CAD模块 该模块涵盖了如建模、工程图、装配和工业造型等许多与常用CAD设计功能相关的子功能模块。 一、UG/实体建模（UG/Solid Modeling） 二、UG/特征建模（UG/Features Modeling） 三、UG/自由曲面建模（UG/Freeform Modeling） 四、UG/用户自定义特征（UG/User-Defined Feature） 五、UG/工程制图（UG/Drafting） 六、UG/装配建模（UG/Assembly Modeling） 七、UG/高级装配（UG/Advanced Assemblies） 八、UG/虚拟现实（UG/Reality）和UG/漫游（UG/Fly-Through） 九、UG/工业造型设计（UG/Studio for Design） 十、（UG/Flow Cut）1.3 UG产品设计概述一、UG产品设计的一般过程（1）准备工作有 阅读关设计的初始文档，了解设计目标和世界资源。 收集可以被重复使用的设计数据。 定义关键参数和结构草图。 了解产品装配结果的定义。 编写设计细节说明书。 建立文件目录，切断层次结构。 将相关设计数据和设计说明书存入相应的项目目录 中。（2） UG设计步骤 建立主要的产品装配结构。 在装配设计的顶层定义产品设计的主要控制参数和主 要设计结构描述。 将这些参数和结构描述参数，用零件相关拷贝方法引 入到下属零件和部件的设计文件中。 保存整个产品设计结构，并将各个子部件和零件设计 合理的设计时间分配。 用户对不懂得子部件和零件进行细节设计。 在零件细节设计过程中，应该随时进行装配层上的检 查。3、 三维造型设计的步骤（1） 理解设计的模型（2） 主体结构造型（3） 零件相关设计（4） 细节特征造型第2章 减速器机盖设计 2.1 机盖主体设计2.1.1 创建机盖的中间部分（1）通过启动UG NX4.0，选择【文件】 【新建】，创建新部分，文件名为“JIGAI”,单位选择“毫米”。 （2）选择【应用】 【建模】，进入建立模型模块。 （3）选择【插入】 【草图】，系统弹出“草图”对话框，设定草图名称， （4）选择【插入】 【圆】，初始坐标选择（0，0）直径为280。 （5）按同样的方法作另一个圆，圆点坐标（130，0）直径196，（6） 单击工具条选项，建立两圆的外切线：选择大圆上任意一点单击左键，生产图10-4，拉动直线到另一圆，直到出现切线的图标，（7） 选择【插入】 【直线】，直线初始坐标（-250，0），长度550，角度0，（8） 选择【编辑】 【快速剪裁】。（9） 选择【任务】 【完成草图】，进入建模模式，（10） 选择单击【插入】 【设计特征】 【拉伸】。系统弹出“拉伸”对话框，利用该对话框拉伸草图创建的曲线方法如下：1 选择图中的曲线，2 点击右侧三角形，在下拉矢量选择中选择作为拉伸方向，3 在对话框的中设定结束为51，设定好的对话框如图，单击确定完成拉伸. 2.1.2 创建机盖的端面 （1）点击图标，进入草图模式。 （2）选择工具条选项，系统弹出“矩形”对话框。 1) 选择创建方式为两点示，单击。2) 系统出现图中的文本框，在该对话框中起点坐标（170，0），并回车。3) 在次选中文本框，在该对话框中设定宽度、高度（428，45），按回车建立圆。（3） 按同样的方法另一矩形。起点坐标（-86，0）高度宽度为（312，45），（4） 选择【任务】 【完成草图】，进入建模模式。（5） 直接单击工具栏里的，系统弹出拉伸对话框，利用该对话框拉伸草图中创建的曲线，操作方法如下：1 选择草图绘制的图形的边缘。2 点击右三角形，在下拉矢量选择作为拉伸方向。3 在对话框的中设定起始值为51。结束为91，设定好的对话框如图所示，单击确定完成拉伸。 （6） 按同样的方法作另一矩形的拉伸。直接单击工具栏的，利用拉伸对话框拉伸草图创建的曲线，操作方法如下：1 选择草图绘制的图形的边缘。2 点击右侧三角形，在下拉矢量选择中选择作为拉伸方向。3 在对话框中设定起始值为0，结束为91。设定好的对话框如图，单击确定完成拉伸。2.1.3 创建机盖的整体 （1）选择【编辑】 【变换】，然后点击图标弹出“变换”对话框，利用该对话框进行镜像变换方法如下：1) 在对话框中选择“选择所有的”。 2) 系统弹出“变换”对话框，选择“用平面做镜像”选项。 3) 系统弹出“平面”对话框，点击图标选择主X-Y平面即法线方向为ZC其他选项按图所示，单击“确定”。4) 系统弹出“变换”对话框，选择“复制”选项， 2.1.4 抽壳1. 切割 （1）选择【插入】 【裁剪】 【分割】，系统单出“分割体”对话框，利用该对话框对得到的实体进行分割，操作如下：1 单击对话框中的“确定”。2 系统弹出“选择分割体”对话框，选择实体全部，单击“确定”。 3 系统弹出“分割体”对话框，选择“定义基准平面”选项，选择机盖突起部分的一侧平面为基准平面如图的阴影部分，将箱体中间部分分离出来。偏置文本框设为“0”，单击确定，完成分割。4 按如上方方法选择另一对称平面切割。 （2）选择图阴影部分，在进行切割，方法如上所述，基准面选为图阴影平面，偏置设为“-30”。 （3）按上述方法将图中阴影部分继续分割，选择图阴影部分为基准，偏置设为“-30”获得图所示的实体。 2. 抽壳 （1）单击工具条选项，系统将弹出如图所示的对话框。利用该对话框得到的实体进行抽壳，操作如下：1 选择图所示的端面作为抽壳面。2 默认厚度文本框填入参数值“8”，抽壳公差采用默认数值，单击“确定”，在单击“应用”的到如图所示的抽壳特征。 3. 圆角直接点击工具条的，系统弹出“边倒圆”，利用该对话框进行圆 角，方法如下： 选择如图所示的边缘，然后再“设置1R”文本框中填写参数“6”。点击“确定”，系统将生产如图的边缘圆角。 2.1.5 创建大滚动轴承突台 （1）点击图标。 （2）点击图标，初始坐标（0，0），直径140。 （3）用同样的方法做一直径为100的同心圆， （4）单击工具条中的绘制水平的一条直线起点（-230，0）。长度400，角度0。 （5）选择【编辑】 【快速剪裁】 （6）点击退出草图模式，进入建模模式。 （7）点击工具条的，利用拉伸对草图创建的曲线，操作如下：1 选择草图绘制的圆环为拉伸边缘，2 点击，在下拉矢量选择中选择作为拉伸方向。3 在对话框中设定起始值为51，结束98。单击确定完成拉伸。 （8）选择【编辑】 【变换】，然后点击图标，弹出“变换”选择框，利用该对话框进行镜像变换方法如下：1 选择拉伸得到的轴承面为镜像对象。2 系统弹出“变换”对话框，选择“用平面做镜像”选项。3 系统弹出“平面”对话框，选择主X-Y平面即法线方向为Z，单击“确定”。4 系统弹出“变换”，选择“复制”选项， （9）选择【插入】 【裁剪】 【分割】，系统单出“分割体”对话框，利用该对话框对得到的实体进行分割，操作如下：1 单击“确定”对话框。2 系统弹出选择“分割体”对话框，选择机座与端面，单击“确定”。3 系统弹出“定义圆柱曲面”对话框，选择“定义圆柱面”选项。4 系统弹出“分割体”对话框，选择“直径”选项。5 系统弹出定义圆柱曲面对话框，“直径”选项填写80。6 系统弹出“方向”对话框，选择“方向，+ZC”7 系统弹出“点构造器”对话框，选项填充（150，0，0）。8 系统弹出“选择方向”对话框，在对话框中选择方向为“方向”。9 系统弹出“分割体”对话框，单击“确定”得到如图的实体。 （10）用鼠标左键选择分割的实体。用DELETE键删除。 2.1.6 创建小滚动轴承突台（1） 按上一节创建草图进行创建小滚动轴承突台,不同的是圆初始坐标为（150,0）,直径为120,另一个圆的直径为80,绘制水平的起始直线坐标为（75,0）,长度为250,角度为0。在拉伸对话框中设定起始值为51，结束值为98。在编辑“变换”跟上一节方法一样。在对实体进行分割时“定义圆柱曲面”对话框中输入直径为80。“点构造器”的基点坐标为（150，0，0），完成对小滚动轴承突台的创建。 2.2机盖附件设计2.2.1 轴承孔拔模面1) 选择【应用】 【建模】，进入建模模块。2) 点击工具条选项，系统将弹出“拔模角”对话框，利用该对话框进行拔模操作，方法如下：1 点击右侧三角形，在下拉菜单中选择为矢量方向。2 点击，然后选择面上的一点。3 点击，选择图中的轴承孔的拔模面。4 在SET A栏中参数为6， 2.2.2创建窥视孔1. 创建游标孔突台1) 直接点击工具条中的，系统弹出“凸垫”对话框，这时系统状态栏提示选择创建方式。利用该对话框进行凸垫操作，a. 选择图中对话框中的“矩形”选项。b. 系统弹出“矩形凸垫”对话框，在点击“实体面”选项。 c. 系统弹出“选择物体”对话框，选择图中的平面。d. 系统弹出“水平参考”对话框，选择图中的“终点”选项 e.选择所选平面的一边，如图所示位置。f.系统弹出“矩形凸垫”对话框，长度文本框设置为100、宽度为65、高度为5，其他项设置为0。 （2）对得到的凸台重新进行定位，方法如下：1 选择突台，点击鼠标右键。2 系统弹出快捷菜单，选择“编辑位置”选项。3 系统弹出“定位”对话框，单击，选择凸台的一条边，选择突台相邻的一边。4 得到定位尺寸，单击确定。5 系统弹出“编辑位置”对话框，点击“编辑尺寸值”选项，在“编辑表达式”对话框中输入“18.5”，单击确定，得到的实体模型图。 （3）用同样的方法，定义突台在平面另一方向的位置。不同的是在“编辑尺寸值”得编辑表达式中的文本框输入10。 2. 创建窥视孔 （1）直接点击工具条中的。系统弹出“腔体”对话框，利用该对话框进行腔体创建操作，方法如下：a. 选择图中的“直角坐标”选项。b. 系统弹出“矩形腔体”对话框，点击“实体面”选项。c. 系统弹出“选择物体”对话框，选择图中的平面为放置面，单击选择物体对话框的“确定”按钮。 d. 系统弹出“水平参考”对话框，选择“实体面”选项，选择突台的一个侧面为参考平面。e. 系统弹出“矩形的腔体”对话框，输入矩形凸垫的长度、宽度、深度、角半径、底面半径和拔模角，单击确定。系统弹出“定位”对话框，选择线到线选项，单击。 f.选择突台侧面一边，在单击鼠标左键。g.选择孔的另一边的尺寸，在编辑对话框中填写15，单击确定。 e.系统弹出“编辑位置”对话框，单击确定，系统弹出“编辑位置”对话框，再单击确定，如图所示的窥视孔。2.2.3 吊环（1） 点击图标，进入草图模式。（2） 点击工具条选项，初始坐标（-170，12）。（3） 然后再输入长度55，角度80。绘制一直线。（4） 在输入长度120，角度20。绘制一条与大圆相交的直线。（5） 点击，初始坐标（0，0），直径280，绘制一圆。（6） 点击工具条中选项，初始坐标（-170，12），长度80，角为度0。（7） 选择【编辑】 【快速剪裁】进行修剪。（8） 在点击图标，圆心坐标为（-145，55），直径为15。（9） 绘制另一个吊环1 点击工具条选项。2 选择初始坐标（258，12），输入长度50，角度108。绘制第一条线段。3 继续绘制轮廓选择长度70，角度160。4 点击图标选项，直线初始坐标（258，12），长度120，角度180。5 点击图标，初始坐标选择（130，0），直径为196，绘制一圆。6 选择【编辑】 【快速剪裁】进行修剪。7 点击图标，圆心坐标为（230，50）直径为15。8 点击图标完成草图绘制，进入建模模式。9 单直接单击工具栏里的，利用拉伸对话框拉伸草图中创建的曲线，操作如下：a. 选择草图绘制的图形的边缘，b. 点击右侧三角形，在下拉矢量选择中选择作为拉伸方向。c. 在对话框中设定起始值为-10，结束值为10，完成草图拉伸。 2.2.4 孔系 （1）x选择【插入】 【基准/点】 【点】，然后点击捕捉工具条中的图标，系统弹出“点构造器对话框”，按图填写，定义点的坐标，获得台阶上6个孔的圆心。其他四个点坐标为（80，45，7）、（80，45，-73）、（208，45，-73）、（208，45，73）。 （3） 单击图标以创建点为圆心创建通孔。利用孔对话框建立孔，1 在图对话框中孔的类型选择沉头孔。2 设定孔的直径为13，尖角118，C-沉头直径30，C-沉头深度2。因为要建立以一个通孔，此处设置孔深度为50。3 选择要建孔的平面。4 系统弹出“定位”对话框，选择定位方式。5 按上步所定的点进行创建孔。（4） 按上方法插入坐标为（-156，12，-35）、（-156，12，35）两点。（5） 在单击图标，利用孔对话框建立孔。1 在对话框中孔的类型选择沉头孔。2 设定孔的直径11，尖角118，C-沉头直径24，C-沉头深度2，因为要建立一个通孔，此处设置孔深度为50。3 选择要创建孔的平面，点击“确定”。4 系统弹出“定位”对话框，选择定位方式。5 选择上部创建的点。 （6）插入坐标为（-110，12，-65）、（244，12，35）两点。 （7）点击图标，系统弹出“孔”对话框，建立孔。操作方法如：1 点击对话框中选择简单孔。2 设定孔的直径为8，尖角118。因为要建立一个通孔，所以孔深度只要超过边缘厚度即可，此处设置孔的深度为50。3 选择要创建孔的平面，点击“确定”。4 系统弹出“定位”对话框，选择定位方式。5 选择上步所定的点，用同样的方法作另一个孔。 2.2.5 圆角（1） 直接点击图标，利用边倒圆对话框进行圆角操作：1 “设置1R”栏中半径参数设为44，公差设为0.5。2 选择底座的四条边对其进行圆角操作。点击“确定”完成圆角。（2） 按上所述的方法继续进行圆角操作，选择凸台的边进行圆角。“设置1R”栏中半径参数设为44，公差为“0.5”，单击“确定”完成圆角。（3） 按上所述的方法继续进行圆角操作，选择吊环的边对其圆角。“设置1R”栏中半径参数设为44，公差为“0.5”，单击“确定”完成圆角。（4） 按上所述的方法继续进行圆角操作，选择突台的边进行圆角。“设置1R”栏中半径参数设为10，公差为“0.5”，单击“确定”完成圆角。（5） 按上所述的方法继续进行圆角操作，选择突台的内边进行圆角。“设置1R”栏中半径参数设为5，公差为“0.5”，单击“确定”完成圆角。 2.2.6 螺纹孔（1）选择【插入】 【基准/点】 【点】，利用点对话框进行定义点的坐标。（2） 点击图标，以创建点为圆心创建通孔。利用孔对话框建立孔，操作方法如下：1 在对话框中选择简单孔。2 设定孔的直径为8，尖角为118。此处设置孔的深度为15。3 用鼠标点击要创建空的平面，单击对话框中的“确定”。4 系统弹出“定位”对话框，选择定位方式。5 系统弹出“点到点”对话框，选择刚创建的点创建孔。 （3）选择【插入】 【关联复制】 【引用】，系统弹出“引用”对话框，利用该对话框进行环形阵列，操作方法如下：1 选择对话框中的“环形阵列”。2 系统弹出“引用”对话框，选择刚建立的孔的特征“SIMPLE HOLE（116）”,点击“确定”。3 系统弹出“引用”对话框，方法选项为“一般”，数字为2，角度为60，单击确定。4 系统弹出“引用”对话框，选择“点和方向”选项。5 系统弹出“矢量构成”，点击，系统弹出“点构造器”对话框，单击确定。6 系统弹出“插件引用”对话框，单击“是”。（4） 选择上一部选择的孔继续阵列，角度为-60，其他步骤中的参数相同。（5） 按（1）、（2）的方法进行创建孔，在“点构造器”对话框中选择基点（150，50，98），设定孔的直径为8，尖角为118，设置孔的深度为15。（6） 按上一步中介绍的方法进行圆角阵列，在“点构造器”中选择（150，0，0），其他参数相同。（7） 点击图标，以创建点为圆心创建通孔。利用孔对话框建立孔，操作方法如下：1 在对话框中选择简单孔。2 设定孔的直径为6，尖角为118。此处设置孔的深度为50。3 选择图中的平面为放置面。单击“确定”。4 系统弹出“定位”。单击，选择点到线选项，选择凸台的一边，单击确定。5 单击，设置孔的另一边，在单击鼠标左键。（8） 孔定位参数不合理重新定孔的位置，方法如下：1 用鼠标左键选择孔。2 单击鼠标的右键，在弹出的菜单里选择“编辑定位”选项。3 系统弹出“编辑位置”，选择编辑尺寸值选项。4 系统弹出“编辑位置”对话框，单击确定按钮。5 在图中单击选择要修改的尺寸，系统弹出“编辑表达式”对话框，在文本框中填写10，单击确定。6 选择另一方向的尺寸，在对话框填写10。7 系统弹出“编辑位置”，单击确定。系统弹出“编辑位置”，对话框，在单击确定。（9）选择【插入】 【关联复制】 【引用】，系统弹出“引用”对话框，利用该对话框进行镜像阵列，操作方法如下：1 选择图中对话框的“镜像特征”选项。2 系统弹出“镜像特征”对话框，单击选择本节所做的所有孔。单击选择镜像面，所示选择X-Y平面为镜像面，单击确定。（10）选择【插入】 【设计特征】 【螺纹】。系统弹出“螺纹”对话框，选择所有孔的内表面，单击“确定”获得螺纹孔。 第三章 创建减速器机盖工程图（1） 在选择菜单栏中【插入】/【图纸页】，“图纸页”对话框中进行图幅、比例参数的设置，系统完成工程图纸的创建操作。（2）选择菜单【插入】/【视图】/【基本视图】，从【视图】下拉表中分别选取【前视图】、【右视图】、【正等侧视图】，通过光标将视图放置到工程图纸的合适位置。（3） 选择菜单中的【插入】/【视图】/【局部放大视图】，在绘图工作区左上角出现【局部放大视图】对话框，依次选择要建立局部放大图的视图，在设置局部放大图的编辑方式，并在父视图中确定放大区域，然后指定视图的创建的位置，系统即可完成局部放大视图的创建操作。（4） 利用【尺寸】工具栏中的相关尺寸标注功能，在工程图纸中标注高度、直径和倒角等尺寸参数。（5） 在工程图中加入创建好的图框，在【格式】/【图样】对话框中选择【调用图样】，弹出“调用图样”对话框单击确定。选择要插入的“图框”，在“点构造器”对话框点击确定，完成图框的加入。 第四章 前景展望本论文围绕建立基于UG的三维实体建模开展了一系列的