毕业论文-基于catia零件设计和装配.doc

摘 要 CATIA 是一个大型的设计软件 世界 60 以上的航空和汽车都广泛使用该软件 近 年来 世界制造业市场的竞争日趋激烈 为了适应变化迅速的市场需求 产品研制周期 质量 成本 服务是每一个现代企业必须面对的问题 近 20 年来的实践证明 将信息技 术应用于新产品研制以及实施途径的改造 是现代化企业生存 发展的必由之路 同时 人们逐步认识到先进的产品研制方法 手段以及实施途径 实际上是产品研制质量 成 本 设计周期等方面最有利的保证 其中虚拟装配的工程设计思想在研制过程中发挥了 巨大的作用 由于 CATIA 软件的强大功能 其已为越来越多的行业带来巨大利润 因此从事设计 的人员薪水也极为可观 目前特别是外企或私企的汽车行业 对个人而言 其发展前景 远远超过软件业 众所周知 除极少数人外 大多从事软件业者很难逃脱其年龄瓶颈 是绝对金领 这也是众多大专院校学生面对日益激烈的就业竞争 可以增强竞争实力 把握自己未来的发展的一个强大工具 减速机是一种广泛应用于国防 宇航 交通 建筑 冶金 建材 矿山等领域进行 机械传动的重要装备 规格品种数以百万计 我国传统的减速机生产方式是按照单台套 设备要求进行设计与制造 由于零部件差异大 互换性能差 生产周期长 制造成本高 跟不上国际同类产品发展步伐 日本 法国 德国等发达国家的减速机制造商纷纷抢滩 中国 设立制造基地 企图垄断我国的高科技减速机产品市场 本设计使用了 CATIA 软件设计一级齿轮减速箱的上箱体 下箱体 齿轮 轴 轴承 组合等 并一步步的作出了零件图和装配图的三维图 关键词 关键词 减速箱 CAD CATIA 虚拟装配 虚拟仿真 目 录 摘 要 I 第一章 绪论 1 1 1 产品设计的演变与发展 1 1 2 CAD 技术的发展 特点及应用 1 1 3 CATIA 的主要功能和应用领域 1 1 4 设计目的及步骤 2 第二章 上箱体 3 2 1 上箱体轮廓线 3 2 2 在草图模式画轮廓的断面 4 2 3 扫描成轮廓面 5 2 4 做上检查孔凸台草图 5 2 5 拉伸成上检查孔凸台 6 2 6 做上检查孔草图 6 2 7 开上检查孔 7 2 8 对上检查孔各棱边导角 7 2 9 在凸台边缘开螺孔 7 2 10 做上箱体侧面草图 8 2 11 做上箱体侧面 8 2 12 棱边导角 9 2 13 拉伸侧面突出部分 9 2 14 开轴承孔 10 2 15 修整突出部分的侧面 11 2 16 设计侧面螺纹孔 12 2 17 设计连接下箱体的螺栓孔 13 2 18 设计与箱座配合的凸台 14 2 19 在与箱座配合的凸台上开螺栓孔 14 2 20 设计箱盖竖筋 15 第三章 箱 座 17 3 1 箱座的底座 17 3 2 箱座实体 18 3 3 开矩形中心槽 18 3 4 拉伸侧面突出部分 19 3 5 设计与箱体配合的凸台 19 3 6 设计吊耳 20 3 7 设计加强筋 21 3 8 开轴承孔 21 3 9 开油槽 21 3 10 旋转油标尺孔附近的实体 22 3 11 拉伸放油孔附近实体 23 3 12 棱边导角 23 3 13 修整突出部分的侧面 23 3 14 开螺栓孔 24 3 15 在与箱体配合的凸台上卡螺栓孔 24 3 16 开油标尺孔 25 3 17 开泄油孔 25 3 18 开底座固定孔 26 3 19 棱边导圆角 26 第四章 齿轮 轴和轴承组合 28 4 1 齿轮 28 4 2 轴 29 4 3 齿轮轴 30 4 4 滚动轴承 36308 31 4 5 球轴承 107 33 第五章 装配设计 35 5 1 装配齿轮和齿轮轴 35 5 2 装配齿轮轴和下箱体 35 5 3 装配齿轮轴与轴承 36 5 4 装配上箱体和下箱体和孔盖板 36 第六章 结 论 38 6 1 工作总结 38 6 2 工作展望 38 参考文献 40 第一章 绪论 1 1 产品设计的演变与发展 随着科学技术的不断发展和进步 生产与自动化的观念逐渐深入人心 生产与加工 过程离不开产品的开发与设计 在生产自动化大幅度提升生产效率的同时 设计自动化 也正迎头赶上 设计者从手工绘图时代逐渐步入了计算机为特色的时代 也就是人们长 说的 CAD 时代 纵观 CAD 技术的发展 技术的进步是设计自动化发展 技术的进步是 设计自动化发展的重要推动力量 在当今高 精 尖的技术领域 功能强大的三维设计 软件正在逐步满足工程设计中复杂的技术要求 CATIA 的装配设计功能模块提供了在装配环境下可由用户控制关联关系的设计能力 通过使用自顶向下和自底向上的方法管理装配层次 可真正实现装配设计和单个零件设 计之间的并行工程 最终完成产品设计与装配 1 2 CAD 技术的发展 特点及应用 CAD 技术起源于美国 它经历了一个由二维设计技术向三维设计技术发展的过程 早期的二维机械 CAD 技术实际上是计算机辅助绘图 Computer Aided Drafting 它只是 起到了一个电子图板的作用 因为二维机械 CAD 技术没能很好地解决设计中最困难的几 个问题 如 复杂的投影线生成问题 尺寸漏标问题 漏画图线问题 机构几何关系和 运动关系的分析讨论问题 设计的更新与修改问题 设计工程管理问题等 所以 二维 机械 CAD 没有起到真正的计算机辅助设计的作用 其实 人在设计零件时的思维是三维 的 是与颜色 材料 硬度 形状 尺寸 位置 相关零件 制造工艺等概念相关联的 甚至带有相当复杂的运动关系 只是由于以前的手段有限 人们不得不共同约定了在第 一象限平行正投影的二维视图表达规则 用有限个相关联的二维投影图表达自己的三维 设想 通常 二维图的表达信息是极不完整的 而且绘图 读图要经过专门训练的人来 进行 以便 纠正 人类头脑中的原始的 关于几何形体表达的 错误 于是人们迫切 渴望三维 CAD 技术的出现 1 3 CATIA 的主要功能和应用领域 CATIA 是一个庞大的软件系统 包括了机械设计 曲面造型 工程分析 电子设计 人机工程等一百多了模块 CATIA 被广泛应用于航空 汽车制造 造船 机械制造 电子 电器 消费品行业 它集中解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域 满足了工业领域各类大 中 小型企 业的需要 世界上已有超过 13000 个用户选择 CATIA 用户包括波音 克莱斯勒 宝马 奔驰 本田 丰田等著名企业 从而也确定了 CATIA 在 CAD CAE CAM 行业领先地位 1 4 设计目的及步骤 本设计以减速箱为例目的是它最有机械设计的广泛性的代表性 同时 对空间想象 能力相对薄弱的同学能直接通过三维设计 从而绕过空间想象的难题 对我在机械设计 方面起到了引路作用 也使我们不再凭空想象了 最后 本设计所形成的平面图纸对我 们在设计方面也非常有用 通过本设计 可以了解如何正确的标注 更能够将各方面表 示清楚 主要包括以下基本步骤 1 通过 CATIA 草图设计与零件设计平台建立减速箱上箱体的三维模型 重点学习 和掌握零件设计中扫描 拉伸 开槽 开孔 倒角等特征的实现 2 通过 CATIA 草图设计与零件设计平台建立减速箱箱座的三维模型 重点学习和 掌握零件设计中拉伸 开槽 开孔特征的实现 3 大齿轮轴通盖和闷盖的装配 4 小齿轮和下箱体的装配 5 小齿轮轴通盖和闷盖的装配 6 检查孔附件的装配 7 减速箱上箱体与箱座的产品虚拟装配 第二章 上箱体 本章将设计减速箱上箱体的三维模型 在基本接触 CATIA 草图设计和零件设计工作 台的基础上 设计三维模型 本章的难点是扫描成型 它是形成上箱体三维模型的关键 在其他三维模型的建模中也经常使用 本章最终形成的上箱体三维模型如图 1 1 所示 图图 2 1 上箱体结果图上箱体结果图 2 1 上箱体轮廓线 在桌面上双击 CATIA 的快捷方式图标 进入 CATIA 软件 或者从 开始 菜单选 择 CATIA 命令 运行该软件 进入 CATIA 软件界面后 选择开始 机械设计 Part Design 命令 进入零件设计界面 选中左边模型树中的 xy plane 参考平面 在工具栏中单击草图绘制器 就进入草图设 计模式 单击工具栏内的圆圈图标的下三角按钮 选中弧图标 在草图模式画圆弧 圆 弧的圆心在原点 在工具栏中单击约束图标 然后单击圆 就标注圆的半径尺寸 70 这个半径是任意 画出的 将在后面调整到规定尺寸值 双击刚才标注的尺寸线 弹出约束定义对话框 在半径栏内输入 140 就可以了 选中弧图标 在草图模式画第 2 个圆弧 从原点向右 水平移动鼠标 此时圆弧的圆心在 H 轴上 然后单击 再移动鼠标 画一个圆弧 在工具栏中单击约束图标 然后单击圆 就标注圆的半径尺寸 92 195 这个半径是 任意画出的 将在后面调整到规定尺寸值 双击刚才标注的尺寸线 弹出约束定义对话 框 在半径栏内输入 98 就可以了 在工具栏中单击约束图标 然后分别单击两个圆 弧的圆心 就标注出两个圆弧圆心的距离 120 这个距离是任意画出的 将在后面调整到 规定尺寸值 双击刚才标注的尺寸线 弹出约束定义对话框 在值栏内输入 130 单 击确定按钮就可以了 单击工具栏的线图标 在两个端点之间画 1 条直线 选中斜线和半径为 98 的小圆弧 注意在进行多个元素选择时 两个以上 要按住 Ctrl 键 单击工具栏内的在对话框中 定义的约束图标 弹出约束定义对话框 选中相切 单击确定按钮 用同样的方法设置 斜线与大圆弧相切 设置相切后 发现半径为 98 的圆弧实线部分并没有到切点的位置 选中斜线和小圆弧的端点 单击工具栏内的在对话框中定义的约束图标 弹出约束定义 对话框 选中相合复选框 单击确定按钮 因为半径为 98 的圆弧起点是任意开始的 如果用户在单击圆弧的起点或者终点时是 单击在 H 轴上 现在就要限制小圆弧的端点 选中小圆弧的端点 然后双击此点 弹出 点定义对话框 在 V 轴坐标内输入 0 单击确定按钮 单击工具栏内的快速修剪图标 把斜线和圆弧多余的部分切断并删除 切断后的形 状如图 2 2 所示 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 图图 2 2 上箱体轮廓线图上箱体轮廓线图 2 2 在草图模式画轮廓的断面 选中左边模型树中的 xy plane 参考平面 在工具栏中单击草图绘制器 就进入草图设 计模式 单击矩形图标 在草图模式画矩形 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形的 垂直线 垂直线呈黄色显示 然后移动鼠标 出现尺寸线 双击尺寸线 弹出约束定义 对话框 直接在对话框内输入规定值 102 单击确定按钮 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形的水平线 水平线呈橘黄色显示 然后移动 鼠标 再选中 H 轴 出现尺寸线 双击尺寸线 弹出约束定义对话框 直接在对话框内 输入规定值 51 单击确定按钮 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形的水平线 水平线呈橘黄色显示 然后移动 鼠标出现尺寸线 双击尺寸线 弹出约束定义对话框 直接在对话框内输入规定值 8 单击确定按钮 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形右边的垂直线 垂直线呈橘黄色显示 然后 移动鼠标 选中 V 轴 出现尺寸线 双击尺寸线 弹出约束定义对话框 直接在对话框 内输入规定值 140 单击确定按钮 在矩形草图设计完成后 要进入零件实体设计模式 进行立体模型的建造 单击工 具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 矩形及轮廓线草图显示结果 如图 2 3 所示 图图 2 3 在零件实体设计模式显示的矩形及轮廓线草图在零件实体设计模式显示的矩形及轮廓线草图 2 3 扫描成轮廓面 单击工具栏中的 Rib 扫描 图标 弹出扫描定义对话框 先单击第一个 Profile 轮廓 选项 然后选中第二次做的矩形草图 2 在图上单击矩形 单击第二个 Center curve 中 心曲线 选项 然后选中第 1 次在草图模式中做的曲线草图 1 此时就会出现要做的实体 的虚线轮廓 如图 2 4 所示 单击确定就可以了 图图 2 4 预览形成的扫描实体预览形成的扫描实体 2 4 做上检查孔凸台草图 在实体模型中选中实体上表面的平面 在工具栏中单击草图绘制器 就进入草图设 计模式 单击工具栏内的矩形图标 然后画一个矩形 在工具栏中单击约束图标 先选 中矩形左边的垂直线 垂直线呈黄色显示 然后再选中右边的垂直线 标注出两条垂直 线的距离 双击尺寸线 弹出约束定义对话框 直接在对话框内输入规定值 100 单 击确定按钮就可以了 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形左边的垂直线 标注出垂直线的长度 双击 尺寸线 弹出约束定义对话框 直接在对话框内输入规定值 46 单击确定按钮就可 以了 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形左边的垂直线 然后选中 V 轴 标注出垂直 线到 V 轴的距离 双击尺寸线 弹出约束定义对话框 直接在对话框内输入规定值 111 514 单击确定按钮就可以了 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形上边的水平线 然后选中 H 轴 标注出垂直 线到 H 轴的距离 双击尺寸线 弹出约束定义对话框 直接在对话框内输入规定值 32 5 单击确定按钮就可以了 在矩形草图设计完成后 要进入零件实体设计模式 进行立体模型的建造 单击工 具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 2 5 拉伸成上检查孔凸台 单击 Pad 拉伸 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 类型 下拉列表中选择默认的 Dimension 在 Length 栏内输入厚度 5 然后单击确定按钮就可以了 最后拉伸形成的凸 台如图 2 5 所示 图图 2 5 上检查孔凸台上检查孔凸台 2 6 做上检查孔草图 选中凸台的一个底面 然后在工具栏中单击草图绘制器 就进入草图设计模式 单 击矩形图标 在草图模式画矩形 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形的水平线 然 后移动鼠标出现尺寸线 双击尺寸线 把尺寸线调整为 70 从此处开始为了节省篇幅 不再详细讲述如何修改标注的尺寸线 而是修改用 标注并调整尺寸线 代替 标注并调整矩形的垂直线为 40 在工具栏中单击约束图标 先选中矩形左边的 垂直线 然后选中凸台的左边垂直线 标注并调整尺寸线为 15 上水平线到 H 轴距离为 20 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 2 7 开上检查孔 单击 Pocket 开槽 图标 弹出开槽定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Up to next 选项 即延伸到下一个表面 如果发现图形的方向与原图形不一致 可以单击相反方 向按钮 单击 Preview 按钮 可以观察要形成的孔的形状 最后单击确定按钮就可以了 如图 2 6 所示 图图 2 6 最后形成的上检查孔最后形成的上检查孔 2 8 对上检查孔各棱边导角 选中凸台高度方向的 4 个棱边 然后单击工具栏内的 Edge Fillet 棱边导角圆角 图标 弹出棱边导角圆角定义对话框 在 Radius 栏内输入 15 然后单击确定按钮就可以了 选中观察孔高度方向的 4 个棱边 然后单击工具栏内的 Edge Fillet 图标 弹出棱边导 角圆角定义对话框 在 Radius 栏内输入 5 然后单击确定按钮就可以了 选中观察孔底面的 4 个棱边 然后单击工具栏内的 Edge Fillet 图标 弹出棱边导角圆 角定义对话框 在 Radius 栏内输入 5 然后单击确定按钮就可以了 选中凸台与箱体交叉处的 4 个棱边 然后单击工具栏内的 Edge Fillet 图标 弹出棱边 导角圆角定义对话框 在 Radius 栏内输入 3 然后单击确定按钮就可以了 2 9 在凸台边缘开螺孔 单击工具栏内的 Hole 开孔 图标 弹出开孔定义对话框 在 Extensim 选项卡中选 择开孔类型为 Up to next 到下一个元素 单击螺纹定义选项卡 进入螺纹设计界面 在 Type 选项卡内选择粗牙螺纹 在螺纹直径选项卡中选择 M6 在螺纹深度栏内输入 10 预览形成的螺纹孔 单机确定按钮 设置的螺纹孔中心线是任意的 应该进行修改 以达到规定尺寸要求 进入草图设 计模式 在工具栏中单击约束图标 标注并调整螺纹孔中心线到观察孔棱边的距离都为 5 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 在工具栏内单击矩 形排列图标 弹出 Rectangular Pattern Defintion 对话框 在 Parameters 参数 下拉列表 中选中 Instance s Spacing 即给出总数和间距 在 Instance s 中输出要形成的列表 2 在 Spacing 间距 栏内输入 80 在 Reference element 参考单元 栏内选择孔的 1 个 棱边 先选中这个选项 然后单击图中的孔的 1 个棱边 可以是外表面也可以是内表面 现在可以单击 Preview 按钮 看形成的图是否符合要求 如发现方向错误 单击 Reverse 按钮 改变排列方向 单击确定按钮 单击 Second Direction 第 2 个排列方向 按钮 在 Instance s 中输出要形成的列表 2 在 Spacing 间距 栏内输入 50 在 Reference element 参考单元 栏内选择孔 的 1 个棱边 先选中这个选项 然后单击图中的孔的 1 个棱边 可以是外表面也可以是 内表面 现在可以单击 Preview 按钮 看形成的图是否符合要求 如发现方向错误 单击 Reverse 按钮 改变排列方向 单击确定按钮 最终形成的螺纹孔如图 2 7 所示 图图 2 7 最后形成的孔排列最后形成的孔排列 2 10 做上箱体侧面草图 选择 zx 平面作为参考平面画矩形 标注并调整矩形的高度为 8 水平线到箱体上盖 棱边的距离为 0 矩形垂直线到箱体上盖棱边的距离为 8 左边垂直线到箱体上盖棱边的 距离为 8 矩形全部完成标注后如图 2 8 所示 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以 进入零件实体设计模式 图图 2 8 上箱体侧面草图上箱体侧面草图 2 11 做上箱体侧面 单击 Pad 拉伸 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 类型 下拉列表中选择 Up to surface 到一个面 然后单击 Limit 极限 选项 在三维模型中选中上盖的侧面 然后 单击确定按钮就可以了 在左边模型树上先选中拉伸形成的侧面 然后单击镜像图标 弹出镜像定义对话框 单击镜像元素 然后选中 xy plane 参考平面 单击确定就可以了 形成另一侧的镜像 如 图 2 9 所示 图图 2 9 上箱体侧面上箱体侧面 2 12 棱边导角 选中外表侧面与顶面相交的棱边 然后单击工具栏内的 Edge Fillet 棱边导角圆角 图 标 弹出棱边导角圆角定义对话框 在 Radius 栏内输入 14 然后单击确定按钮就可以 了 选中内表侧面与顶面相交的棱边 然后单击工具栏内的 Edge Fillet 棱边导角圆角 图 标 弹出棱边导角圆角定义对话框 在 Radius 栏内输入 6 然后单击确定按钮就可以 了 2 13 拉伸侧面突出部分 先选中箱体的一个外表侧面 进入草图设计模式 画圆心在原点 半径为 70 的弧 再画一个圆心在 H 轴右侧 半径为 60 的弧 其中两个圆心间距为 150 在两弧间画 1 条 直线 标注并调整直线到 H 轴的距离为 45 在大圆弧左侧间画 1 条长度为 31 的直线 再 在大圆弧左侧间接刚才的直线画一条向下的直线 单击 Corner 导角 图标 分别选中要导的两个相邻的边 先形成了一个白色的圆 角 双击下面定义导角半径框 输入半径为 0 5 敲下回车 此时出现一对话框 如图 1 10 所示 单击 否 这样半径为 0 5 的导角就形成了 用同样的方法在右边也画两条 直线 并导角 垂直线长度为 31 导角半径为 0 5 在画水平线时 保持与左边的线在一 条水平线上 就不再标注到 H 轴的距离了 然后把多余的线修剪掉 如出现对话框图 1 11 所示 单击 是 再画一条直线把两边的垂直线连接起来 形成封闭的曲线草图 如图 2 12 所示 图图 2 10 导角时出现的对话框导角时出现的对话框图图 2 11 修剪时出现的对话框修剪时出现的对话框 图图 2 12 形成封闭的草图形成封闭的草图 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 单击 Pad 拉伸 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 类型 下拉列表中选择 Dimension 在 Length 栏内输 入 46 然后单击确定按钮就可以了 对刚刚拉伸的实体进行一个镜像 以 xy plane 为 参考平面 此时在三维图形上出现要对称实体的虚线 如图 2 13 所示 单击确定按钮就 可以了 图图 2 13 在三维图形上出现要对称实体的虚线在三维图形上出现要对称实体的虚线 选中侧面突出的部分的圆弧棱边 单击工具栏内的 Chamfer 导角 图标 弹出倒角 定义对话框 在 Mode 下拉列表中选择 Length1 Angle 在 Length 栏内输入 5 在 Angle 栏内输入 45 单击确定按钮就可以了 2 14 开轴承孔 选中突出的部分 单击 Hole 图标 弹出 Hole Defintion 对话框 在第一个栏内选择 Up to Last 在 Dimension 直径 栏内输入孔的直径 100 单击确定按钮 然后进入开 孔的草图模式 进行定中心 标注并调整孔中心线到 H 轴和 V 轴的距离都为 0 单击工 具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 选中突出的部分 单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话框 在第一个栏内选择 Up to Last 在 Dimension 直径 栏内输入孔的直径 80 单击确定按钮 然后进入开孔 的草图模式 进行定中心 标注并调整孔中心线到 H 轴的距离为 0 到 V 轴的距离都为 150 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 选中轴承孔突出的部分的圆弧棱边 单击工具栏内的 Chamfer 导角 图标 弹出倒角定 义对话框 在 Mode 下拉列表中选择 Length1 Angle 在 Length 栏内输入 5 在 Angle 栏 内输入 45 单击确定按钮就可以了 2 15 修整突出部分的侧面 选中突出部分的侧面 进入草图模式 画弧 弧的圆心在原点 选中刚才画的圆弧 和突出部分导角的圆弧边 单击工具栏内的在对话框中定义的约束图标 弹出约束定义 对话框 选中相合 单击确定按钮 用同样的方法在右边画一圆弧 并设置圆弧和突出 部分导角的圆弧边重合 单击工具栏内的直线图标 画一条直线 把两个圆弧连接起来 选中刚才做的直线 再选中下面实体的棱边 单击工具栏内的在对话框中定义的约束图 标 弹出约束定义对话框 选中相合 单击确定按钮 单击工具栏内的直线图标 画一 条直线 把两个圆弧连接起来 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体 设计模式 单击 Pocket 开槽 图标 弹出开槽定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Depth 栏内输入 5 单击 Preview 按钮 可以观察要形成的槽的形状 单击确定按钮就可以了 对刚刚开槽的实体进行一个镜像 以 xy plane 为参考平面 此时 在三维图形上出现要对称实体的虚线 单击确定按钮就可以了 选中开槽和对称开槽的 4 个圆弧棱边 单击工具栏内的 Chamfer 图标 弹出导角定 义对话框 在 Mode 下拉列表中选择 Length1 Angle 在 Length 栏内输入 5 在 Angle 栏 内输入 45 单击确定按钮就可以了 选中突出部分的侧面 进入草图模式 画一个圆心在原点 一端在 H 轴上的弧 单 击 Profile 轮廓曲线 图标 在草图模式画 3 条线和圆弧组成封闭图形 单击工具栏中的 退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 单击 Pocket 开槽 图标 弹出开槽定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Depth 栏内输入 5 然后单击 Preview 按钮 可以观察要形成的槽的形 状 单击确定按钮就可以在侧面削出一个槽 选中突出部分的侧面 进入草图模式 画一个圆心在 H 轴上 另一端也在 H 轴的弧 且圆心距原点距离为 105 圆弧半径为 60 单击 Profile 轮廓曲线 图标 在草图模式画 3 条线和圆弧组成封闭图形 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计 模式 单击 Pocket 开槽 图标 弹出开槽定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Depth 栏内输入 5 单击 Preview 按钮 观察要形成的槽的形状 单击 确定按钮就可以了 对刚刚开的两个槽进行一个镜像 以 xy plane 为参考平面 此时在三 维图形上出现要对称实体的虚线 单击确定按钮就可以了 单击开槽和对称开槽的 4 个圆弧棱边 单击工具栏内的 Chamfer 图标 弹出倒角定 义对话框 在 Mode 下拉列表中选择 Length1 Angle 在 Length 栏内输入 5 在 Angle 栏 内输入 45 单击确定按钮就可以了 形成的图形如下图 2 14 所示 图图 2 14 在三维图形上出现的开完孔并修整后的图在三维图形上出现的开完孔并修整后的图 2 16 设计侧面螺纹孔 单击突出部分的侧面 单击 Hole 图标 弹出 Hole Defintion 对话框 在第一个栏内选 择 Blind 盲孔 在 Depth 栏内输入 20 然后单击螺纹定义选项 在 Type 下拉列表 中选择米制粗牙螺纹 在 Thread Diameter 下拉列表中选择 M8 在 Thread Depth 栏内输入 15 单击确定按钮 然后进入开孔的草图模式 进行定中心 标注并调整孔中心线到轴承孔中心线的距 离为 60 到水平面的距离为 30 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体 设计模式 对刚刚画的孔进行一个环形排列 单击环形排列图标 弹出环形排列定义对话框 在 Parameters 参数 下拉列表中选中 Instance s Spacing 即给出总数和相互的夹角 在 Instance s 中输出要形成的列表 3 在 Angular Spacing 栏内输入 60deg 在 Reference element 参考元素 选项 然后在三维图形上单击轴承孔的圆弧内表面 现在 可以单击 Preview 按钮 看形成的图是否符合要求 如发现方向错误 在 Circular Pattern Definition 单击 Reverse 按钮 最后单击确定按钮 单击突出部分的侧面 单击 Hole 图标 弹出 Hole Defintion 对话框 在第一个栏内选 择 Blind 盲孔 在 Depth 栏内输入 20 然后单击螺纹定义选项 在 Type 下拉列表 中选择米制粗牙螺纹 在 Thread Diameter 下拉列表中选择 M8 在 Thread Depth 栏内输入 15 单击确定按钮 然后进入开孔的草图模式 进行定中心 标注并调整孔中心线到轴承孔中心线的距 离为 50 到水平面的距离为 25 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体 设计模式 对刚刚画的孔进行一个环形排列 单击环形排列图标 弹出环形排列定义对话框 在 Parameters 参数 下拉列表中选中 Instance s Spacing 即给出总数和相互的夹角 在 Instance s 中输出要形成的列表 3 在 Angular Spacing 栏内输入 60deg 在 Reference element 参考元素 选项 然后在三维图形上单击轴承孔的圆弧内表面 最后 单击确定按钮 2 17 设计连接下箱体的螺栓孔 在三维模型中单击一个表面 单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话框 在第一 个栏内选择 Blind 在 Diameter 栏内输入孔直径 30 在 Depth 栏内输入 4 单击确 定按钮 然后进入开孔的草图模式 进行定中心 标注并调整孔中心线到垂直面的距离 为 68 在三维模型中单击孔的底面 单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话框 在第 1 个下拉列表中选择 Up to Last 在 Diameter 栏内输入孔直径 13 单击确定按钮 在三维模型中单击一个表面 进入草图模式 单击工具栏内的 Point 图标 在图上设 置 5 个点 标注并调整右下角的点到 H 轴的距离为 72 5 到 V 轴距离为 68 标注并调整 下面之间的点到 H 轴的距离为 72 5 到 V 轴距离为 80 标注并调整左下角的点到 H 轴的 距离为 72 5 到 V 轴距离为 204 用同样的方法设置其他点的位置 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 在模型树中单击螺栓孔 Hole 7 和 Hole 8 在工具栏内单击排列中的 User Pattern 用 户模式 图标 弹出用户模式定义对话框 按照对话框默认设置 单击 Preview 按钮 预 览要出现的其他 5 个孔 如图 2 15 所示 单击确定按钮 图图 2 15 预览形成的螺栓孔预览形成的螺栓孔 2 18 设计与箱座配合的凸台 选择 zx 平面作为参考平面画一条到 V 轴距离为 170 的直线 再在三维图形右边画 1 条斜线 使斜线的一端点与导角的一端点相合 在画一条圆弧分别与垂直线和斜线相切 单击直线 圆弧 斜线再单击工具栏内的 Symmetry 对称 图标 然后选中 H 轴 这样 就形成直线 圆弧 斜线关于 H 轴的对称线 单击 Profile 轮廓曲线 图标 在草图模式画 3 条线 使刚才做的对称图形封闭起来 注意画的 3 条轮廓线要避开开孔位置 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零 件实体设计模式 单击 Pad 拉伸 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 12 单击 Preview 按钮 可以观察要形成的槽的形状 单 击确定按钮就可以了 选择 zx 平面作为参考平面画一直线距离最右端为 428 再画一斜线 使斜线端点一 导角的一端点相合 在画一条半径为 44 的圆弧 圆弧与垂直线相切 端点分别与垂 直线和斜线的端点相合 单击斜线和圆弧 再单击工具栏内的 Symmetry 对称 图标 然后选中 H 轴 这样就形成圆弧和斜线关于 H 轴的对称线 单击 Profile 轮廓曲线 图标 在草图模式画 4 条线 使刚才做的对称图形封闭起来 注意画的 4 条轮廓线要避开开孔位置 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零 件实体设计模式 单击 Pad 拉伸 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 12 单击 Preview 按钮 可以观察要形成的槽的形状 单 击确定按钮就可以了 2 19 在与箱座配合的凸台上开螺栓孔 在三维模型中单击左边凸台的上表面 单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话框 在第 1 个栏内选择 Blind 在 Diameter 栏内输入孔直径 24 在 Depth 栏内输入 3 单 击确定按钮 然后进入开孔的草图模式 进行定中心 标注并调整孔中心线到 H 轴的距 离为 35 到 V 轴距离为 156 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设 计模式 单击孔底面 单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话框 在第 1 个栏内选择 Up to Next 在 Diameter 栏内输入 11 单击确定按钮 在模型树中单击螺栓孔 Hole 25 和 Hole 26 做一个关于 xy 平面为参考面的镜像 单击确定按钮就可以了 在三维模型中单击凸台上表面 单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话框 在第 1 个栏内选择 Up to Plane 在 Diameter 栏内输入 7 然后单击 Limit 在三维模型中单 击凸台下表面 然后单击 Type 按钮 对孔进行类型设置 选中 Tapered 在 Angle 栏内 输入 10deg 然后单击确定按钮 然后进入刚才开孔的草图模式 进行定中心 标注并调整孔中心线到垂直面的距离 为 110 距离水平面为 65 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计 模式 在三维模型中单击右边凸台的上表面 进入草图模式 单击工具栏内的 Point 图标 在图上设置 1 个点 标注并调整点到 H 轴的距离为 35 到 V 轴距离为 242 单击工具栏 中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 在三维模型中单击圆锥孔 Hole 29 在工具栏内单击排列中的 User Pattern 图标 弹出 用户模式定义对话框 按照对话框默认设置 单击确定按钮 出现 1 个新的锥形通孔 最终形成的凸台和孔如图 2 16 所示 图图 2 16 形成的凸台和孔形成的凸台和孔 2 20 设计箱盖竖筋 选择 xy 平面作为参考平面 在实体左边画 1 条斜线 标注并调整斜线下端点到 V 轴 的距离为 170 到 H 轴距离为 12 再画一半径为 18 的圆弧 圆弧圆心到 H 轴的距离为 60 到原点距离为 155 且圆弧与刚刚画的斜线相切 然后再画一条上端点到原点距离为 140 且与圆弧相切的斜线 利用约束命令使圆弧分别与上面斜线的端点和下面斜线的端点 相合 标注并调整斜线上端点到 H 轴的距离为 90 单击 Profile 图标 在草图模式画 2 条线和原来的 3 条线组成封闭图形 注意下面直 线是水平的 而且右端点不能太靠右 否则将穿透内表面 单击工具栏中的退出工作台 图标 就可以进入零件实体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 7 5 单击 Preview 按钮 预览形成的实体形状 单击确定按 钮就可以了 形成竖筋 在三维模型中单击竖筋的一个侧面 然后单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话 框 在第 1 个栏内选择 Up to last 在 Diameter 栏内输入 18 单击确定按钮 然后进 入草图模式 进行定中心 利用约束命令使圆弧棱边和孔同心 单击工具栏中的退出工 作台图标 就可以进入零件实体设计模式 选择 xy 平面作为参考平面 在实体右边画 1 条斜线 标注并调整斜线下端点到 V 轴 的距离为 258 到 H 轴距离为 12 再画一条半径为 18 的圆弧 再在实体右边画 1 条斜线 使得它与上面棱边平行 标注并调整圆弧中心到 H 轴的距离为 50 距离轴承孔中心距离 为 113 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 利用约束命令 使圆弧分别与上面斜线和下面斜线相切 再利用约束命令使圆弧分别与上面斜线的端点 和下面斜线的端点相合 单击 Profile 图标 在草图模式画多条线和原来的 3 条线组成封闭图形 注意线要尽 可能贴近箱体的轮廓 否则将穿透内表面 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进 入零件实体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 7 5 注意要将 Mirror extent 选项选中 单击 Preview 按钮 预览形成的实体形状 单击确定按钮就可以了 形成竖筋 在三维模型中选中竖筋的一个侧面 然后单击 Hole 图标 弹出 Hole Definition 对话 框 在第 1 个栏内选择 Up to last 在 Diameter 栏内输入 18 单击确定按钮 然后进 入草图模式 进行定中心 利用约束命令使圆弧棱边和孔同心 单击工具栏中的退出工 作台图标 就可以进入零件实体设计模式 第三章 箱 座 本章是设计减速箱下箱体的三维模型 本章使用最多的命令是拉伸成型和开槽 通 过箱座三维模型设计 可以熟练掌握这些命令 本章的难点是各种开孔命令 三种方式 的排列都应用到开孔中了 请用户认真体会 本章最终形成的箱座三维模型如图 3 1 所示 图图 3 1 下箱体结果图下箱体结果图 3 1 箱座的底座 在桌面上双击 CATIA 的快捷方式图标 进入 CATIA 软件 或者从 开始 菜单选 择 CATIA 命令 运行该软件 进入 CATIA 软件界面后 选择开始 机械设计 Part Design 命令 进入零件设计界面 选中左边模型树中的 yz plane 参考平面 在工具栏中单击草图绘制器 就进入草图设 计模式 单击矩形图标 在草图模式画矩形 下边与 H 轴相合 长为 190 宽为 20 标 注并调整矩形的右垂直线到 V 轴的距离为 95 单击矩形图标 在草图模式画一个小矩形 长为 70 宽为 5 标注并调整矩形的右垂直线到 V 轴的距离为 45 单击 Corner 图标 对矩形的两条边进行导角 先形成了一个白色的圆角 这个是任 意的 双击尺寸线 弹出约束定义框 在半径栏里输入 4 用同样的方法在矩形的右上角 再设计一个半径为 4 的导角 然后把多余的线修剪掉 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 139 单击 More 按钮 出现 Second Limit 在 Type 下拉列表 里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 229 单击 Preview 按钮 预览形成的 实体形状 单击确定按钮就可以了 形成底座实体如图 3 2 所示 图图 3 2 箱的底座箱的底座 3 2 箱座实体 单击实体的上表面 进入草图设计模式 单击矩形图标 在草图模式画矩形 标注 并调整长为 368 宽为 102 标注并调整矩形的上面水平线到 H 轴的距离为 51 单击矩形 右边的垂直线与相平行的长方体边相合 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入 零件实体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 150 单击 Preview 按钮 预览形成的实体形状 单击确定按 钮 3 3 开矩形中心槽 单击实体的上表面 进入草图设计模式 单击矩形图标 在草图模式画矩形 标注 并调整长为 352 宽为 86 标注并调整矩形的上面水平线到 H 轴的距离为 43 标注并调 整矩形的右边垂直线到长方体棱边的距离为 8 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以 进入零件实体设计模式 单击 Pocket 开槽 图标 弹出开槽定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Depth 栏内输入 157 单击 Preview 按钮 看一下要形成的槽的形状 单击确定按钮 如图 3 3 所示 图图 3 3 开矩形中心槽开矩形中心槽 3 4 拉伸侧面突出部分 单击实体的上侧面 进入草图设计模式 画一个半径为 70 圆心在 V 轴上的弧 再 画一个半径为 60 圆心与第一个圆弧在同一条水平面上的弧 标注并调整两弧的圆心到 H 轴的距离为 170 画一条水平线端点在两弧之间 到圆心距离为 45 再在右边画一直线 且这条水平线的延长线上 同样在左边也是如此 标注并调整这两条水平线的长度为 31 在左右两边分别画一条垂线 单击 Corner 图标 对左下角的两条线分别进行导角 先形成了一个白色的圆角 这 个是任意的 双击尺寸线 弹出约束定义框 在半径栏里输入 0 5 用同样的方法对右下 角的两条线进行导角 然后把多余的线修剪掉 单击工具栏中的退出工作台图标 就可 以进入零件实体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 47 单击 Preview 按钮 预览形成的实体形状 单击确定按 钮 对刚刚形成的实体进行以 zx 平面为参考平面的镜像 如图 3 4 所示 图图 3 4 突出的部分突出的部分 3 5 设计与箱体配合的凸台 单击实体的底面 进入草图设计模式 打开第一章的实体模型 在左边模型树中单 击 Pad 6 的草图 30 把它复制到本章中来 由于在第二章中采用了不同的坐标系 因此 拷贝不能直接使用 要进行对称和移动 选中所有草图元素 单击工具栏内的 Symmetry 图标 然后单击 V 轴 形成关于 V 轴对称的图形 删除原来的图形 标注并调整最左边 的垂直线到 V 轴距离为 170 第 2 条水平线到 H 轴为 43 单击工具栏中的退出工作台图 标 就可以进入零件实体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 12 单击 Preview 按钮 预览形成的实体形状 单击确定按 钮 用相同的方法把第一章的实体模型 Pad 7 的草图 35 复制到本章中来 选中所有草 图元素 单击工具栏内的 Symmetry 图标 然后单击 V 轴 形成关于 V 轴对称的图形 删除原来的图形 标注并调整右边的垂直线到实体最左边的距离为 428 圆心距为 90 655 圆弧圆心到 H 轴为 45 327 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实 体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 12 单击 Preview 按钮 预览形成的实体形状 单击确定按 钮 3 6 设计吊耳 选中左边模型树中的 zx plane 参考平面 在工具栏中单击草图绘制器 就进入草图设 计模式 在三维图形右边画一条斜线且一端要与相邻的棱边相合 到下表面的距离必须 为 0 再画一条半径为 7 5 且与斜线相切的弧 继续画一条直线与弧相切 而与直线平 行的斜线 画一条半径为 9 与第 2 条斜线相切的弧 标注并调整实体下表面棱边到左边 圆弧最上端切线距离为 17 标注并调整左边圆弧棱边到右边圆弧最右端的切线距离为 40 单击 Profile 图标 在草图模式画 2 条直线 使图形成为封闭图形 如图 3 5 所示 删 除交叉处 单击工具栏中的退出工作台图标 就可以进入零件实体设计模式 单击 Pad 图标 弹出拉伸定义对话框 在 Type 下拉列表里选择 Dimension 在 Length 栏内输入桌面厚度 10 注意选中 Mirrored extent 复选框 即同时向两个方向延 伸 单击 Preview 按钮 预览形成的实体形状 单击确定按钮 选中左边模型树中的 yz plane 单击工具栏内的 Plane 图标 弹出 Plane Definition 对话 框 在 Offset 栏内输入 45 单击确定按钮 在左边模型树中选中最新拉伸的实体 Pad 7 对此做个关于 plane 1 的镜像 图图 3 5 吊耳草图吊耳草图 3 7 设计加强筋 选中箱座支撑的上表面 进入草图