计算机辅助设计课程设计二级圆柱齿轮减速器造型设计.doc

三维CAD课程设计说明书题 目： 二级圆柱齿轮减速器造型设计 院（部）： 机械工程学院 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 机设0902 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 2011-12-25 目 录一、前言 2二、减速器零部件三维造型设计1、箱盖造型设计 32、中间轴造型设计 7三、生成工程图1、箱盖的工程图92、低速轴的工程图11四、虚拟装配1、轴与其上零件的装配122、轴与其上零件的装配133、轴与其上零件的装配144、箱座与其上齿轮的装配155、箱盖与轴承及其零件的装配166、总装配16五、心得体会 18六、参考文献19一、前言 计算机辅助设计，泛指设计者以计算机为主要工具，对产品进行设计、绘图、工程分析与编撰技术文档等设计工作的总称，是一项综合性技术。本次课程使用的主要软件是UG，UG是一个高度集成的CAD/CAM/CAE软件系统，可应用与整个产品的开发过程，包括产品的概念设计、建模、分析和加工等。该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配、和生产工程图设计等功能，在设计过程中还可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。课程设计的目的、基本任务、设计内容及要求如下：1、目的学习机械产品CAD设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用，掌握CAD软件应用。2、基本任务：结合各人已完成机械原理、机械设计等课程设计成果，综合应用UG等CAD软件完成齿轮减速器三维实体造型及工程图设计。3、设计内容及要求1）减速器零部件三维造型设计。建模必须依据设计图纸表达出零件的主要外形特征与内特征，对于细部结构，也应尽量完整的表达。2）应用工程图模块转化生成符合国家标准二维工程图。装配图上应标注外形尺寸、安装尺寸、装配尺寸以及技术特性数据和技术要求，并应有完整的标题栏和明细表。零件工程图上应包括制造和检验零件所需的内容，标注规范（如形位公差、粗糙度、技术要求，对齿轮还要有啮合参数表等）。3）减速器虚拟装配。将各零件按装配关系进行正确定位，并生成爆炸图。4）撰写课程设计说明书。说明书应涵盖整个设计内容，包括总体方案的确定，典型零件造型的方法，工程图生成过程，虚拟装配介绍，心得体会（或建议）等，说明书的字数不少于3千字。二、减速器零部件三维造型设计1.箱盖造型设计设计的思路是首先构造箱座大凸缘，再构造凸台，然后拉升箱体和底板，然后在箱体外壁建凸台用以生成轴承套。（1） 凸缘的生成做出大凸缘的草图，然后对草图进行“拉伸”，从而得到大凸缘，如下图所示。（2） 盖体的构造由“基准平面”建立中间平面，在中间平面上绘出盖体外轮廓的草图，对草图执行“对称拉伸”，得到盖体，如下图所示。（3） 轴承座旁螺栓凸台的构造首先做出轴承座旁螺栓凸台的草图，然后对草图进行“拉伸”，从而得到轴承座旁螺栓凸台，如下图所示。（4） 轴承座凸台的构造运用“凸台”命令构造三个凸台，以中间基准平面为对称平面对三个凸台进行“镜像”操作，然后用“修剪体”命令对凸台进行修剪，去除多余的部分，如下图所示。（5） 箱盖内腔构造 在以箱体外壁平面上建立草图，用拉伸命令对箱盖内部按尺寸求差，得到内腔。如 下图所示。 （6） 轴承座孔构造运用“孔”命令在轴承座凸台上生成孔，得到轴承座孔，如下图所示。（7） 吊耳的构造在中间基准平面上绘出吊耳的草图，对草图执行“对称拉伸”，并打孔，得到两吊耳，如下图所示。（8）窥视孔的构造画出窥视孔草图，执行“拉伸”，得到窥视孔，然后打出M6螺钉孔，如 图所示。（9） 孔的设计 打M16螺栓沉头孔、销孔、M10起盖螺钉孔、轴承盖M6螺钉孔、M8螺钉孔，如 下图所示。（10） 拔模、倒角、倒圆对轴承凸台、轴承座旁螺栓凸台、吊耳拔模；对轴承座端面倒角；对一些局部倒圆，完成箱盖的构造，如 下图所示。2.中间轴造型设计设计的思路是：分别确定各轴端的直径和长度，绘制草图，由旋转生成。（1） 草图的绘制在默认平面内绘制草图，如下图所示。 （2） 旋转生成轴运用“旋转”命令，如 下图所示。 （3）键槽的构造先创建键槽的放置平面，方法是创建基准平面，该平面与开键槽的轴段相切，然后利用键槽命令构造键槽，如下图所示。 （3） 倒角、倒圆的构造为了使轴上零件便于安装、减小轴上的应力集中，对轴进行必要的倒角、倒圆处理，如 下图所示。3.斜齿轮造型设计设计的思路是：先由“gear1.grx”文件生成轴的齿轮部分，再由拉升生成腹板及腹板孔。（1）轮齿的构造在UG建模环境下，调用“gear1.grx”文件。输入齿轮的各项参数，生成齿轮。齿轮的参数为：齿数z=69，法面模数mn =2.5mm，螺旋角=14.6，齿宽b=45mm如 下图所示。（2）腹板及腹板孔的生成 构建草图，由拉伸命令按尺寸拉伸后求差，由孔命令钻孔。三、生成工程图1.箱盖工程图的生成首先用UG打开箱座的零件模型，进入“制图”模块，新建图纸页，选择“大小”为A1，“比例”为1：1，选择投影方式为第一象限角投影方式。接着添加基本视图，由“FRONT”视图开始，投影出主视图，接着向下投影出俯视图，向右投影出左视图，如下图所示。然后将生成的图线放到CAXA中进行尺寸和技术要求的标注，先要将UG中prt格式的零件模型文件转换成AutoCAD 2004中dwg格式的平面图形文件。在UG的菜单栏中点击“文件”菜单，选择“导出”，进一步选择“2D Exchang”命令，在出现的对话框中选择合适的目标位置，点击确定，程序将自动生成工程图。接着用CAXA打开生成的dwg平面图形文件，先对图线进行修改，改正其中不符合标准的错误，接着设置图幅、布图，然后对图线进行标注。如下图所示。最后将文件另存为exb格式文件。2.低速级轴工程图的生成低速轴采用一个正视图来表达，附加两个带键槽的轴段剖视图来表达轴孔。首先用UG打开箱座的零件模型，进入“制图”模块，新建图纸页，选择“大小”为A2，“比例”为1：1，选择投影方式为第一象限角投影方式。接着添加基本视图，如下图所示。接着用与转换箱座平面图相同的方法，生成齿轮的平面图接着用CAXA打开生成的dwg平面图形文件，先对图线进行修改，改正其中不符合标准的错误，接着设置图幅、布图，然后对图线进行标注。如下图所示。最后将文件另存为exb格式文件。四、虚拟装配装配的思路是：按自底向上的方法建立装配，先建立一些子装配，子装配包括三根轴分别与其上齿轮、套筒、轴承的装配、箱盖与其上各零件的装配、轴承盖与密封毡圈、螺钉的装配，然后将各个子装配、螺栓连接各零件、油标尺、油塞等零件与箱座进行装配，来建立减速器的总装配模型。1、轴与其上零件的装配打开UG，进入“装配”模块，首先由“添加组件”命令加载轴，选择定位方式为“选择原点”，将原点放在默认位置；接着加载轴承，选择定位方式为“通过约束”，用两个“接触”约束来确定轴承的位置，一是轴承内圈表面与齿轮轴轴颈表面接触；二是轴承内圈端面与齿轮轴上的轴承定位轴肩端面接触。这样，轴承就准确定位在轴上了。按照同样的方法装配另一个轴承，如下图所示。接下来加载键，然后对它进行约束，用三个“接触”约束，一是键的底面与键槽的底面接触，二是键的侧面与键槽的侧面接触，三是键的圆柱面与键槽的圆柱面接触。这样，键就被装入了齿轮轴的键槽中，如图下图所示。2、轴与其上零件的装配打开UG，进入“装配”模块，首先由“添加组件”命令加载轴，选择定位方式为“选择原点”，将原点放在默认位置；接着装配低速级主动齿轮键、高速级从动齿轮键，装配方法与轴上键相同，如下图所示。接着低速机主动齿轮、高速级从动齿轮，装配方法与轴上轴承相同，如下图所示。然后装配两套筒，分别通过两个“接触”约束来进行定位，一是套筒的孔的表面与轴身表面接触，二是套筒端面与齿轮端面接触。最后装配两轴承，分别通过两个“接触”约束来进行定位，一是轴承内圈的孔的表面与轴身接触，二是轴承端面与套筒的端面接触，如下图所示。 3、轴与其上零件的装配打开UG，进入“装配”模块，首先由“添加组件”命令加载轴，选择定位方式为“选择原点”，将原点放在默认位置；接着装配齿轮键，装配方法采用相邻三面接触，如下图所示。 齿轮和轴承安装方法同上，如下图所示。4、箱座与其上齿轮轴的装配打开UG，进入装配模块，加载箱座，将其放在默认原点位置，接着装配第一轴，通过齿轮内圈与基准面接触和齿轮与凸台同中心两个约束实现装配第二轴和第三轴的装配方法同上，如下图所示。5、箱盖与轴承盖及其上零件的装配打开UG，进入装配模块，加载箱盖，将其放在默认原点位置，接着装配轴承盖垫片，通过两种约束进行定位，一是垫片的底面与箱盖盖“接触”，二是垫片相邻的两个孔与箱盖盖上对应的孔“同心”，轴承盖装配于此相同。然后装配轴承毡圈，装配方法采用毡圈与轴承盖接触以及同中心的方法进行定位，如下图所示。其他轴承盖按照相同的方法进行装配。 6、总装配打开UG，进入装配模块，加载装好轴箱座，将其放在默认原点位置。加载箱盖组件采用两凸缘边对其的方法，实现箱座箱盖的定位。如图下所示。接着装上油标尺、油封垫和油塞，盖上箱盖，插上两个定位销。然后将箱盖与箱座用螺栓连接。接着装配由轴承盖与其上零件装配成的子装配，最后装上起盖螺钉。如下图所示。 五、心得体会通过两周的UG课程设计，我掌握了使用UG建立简单零件模型并将零件模型装配起来的技能。在这个过程中，不仅学会了如何去建立零件模型或通过几何约束将零件装配到一起，更学会了规划造型设计工作的方法，按照合理的顺序来安排工作；学会了查找各种资料、学习新的知识、解决新的问题的方法。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础通过这次UG设计，我在多方面都有所提高，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在建立零件模型和将对零件进行虚拟装配的过程中，发现和修改了许多在机械设计过程中遗漏的错误，从而深切地认识到虚拟装配的重大意义。通过对零件模型的虚拟装配，前面进行的零件结构设计的错误暴露无遗，让我能得以及时的改正。试想，如果是在生产实践中，通过虚拟装配来检验产品的设计情况，就能避免许多的设计错误，进而避免不少的经济损失。在这次设计过程中，体现出自己单独设计减速器的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，在以后的课余时间里需要不断地加强UG的学习。总之，通过这次课程设计，我学习机械产品CAD设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用，掌握CAD软件应用，得到了应有的学习效果。 六、参考文献1.岳宁、钟星海等编.UG NX 5.0 中文版 零件设计技术指导.电子工业出版社,2008年2.王昆、何小柏、汪信远主编.机械设计 机械设计基础 课程设计.高等教育出版社，1995年3.徐锦康主编.机械设计.高等教育出版社，2004年4.刘极峰主编.计算机辅助设计与制造.高等教育出版社，2004年