二级圆柱减速器三维建模UG课程设计说明书,湖南工程学院
目
录
第1章 前 言 .................................................................................. 1
1.1 引言 ................................................................................... 1 1.2任务分配 .............................................................................. 1 第2章 减速器零部件三维造型设计 ......................................... 2
2.1 引言 ................................................................................... 2 2.2 箱盖建模............................................................................. 3 2.3 箱底造型设计(略) ..................................................... 12 2.4 轴承端盖建模 .................................................................. 13 第3章 生成工程图 ..................................................................... 15 3.1 Ⅰ轴的工程图 .................................................................. 15 3.2 装配图的工程图 ............................................................ 16 第4章 虚拟装配.......................................................................... 17 4.1 窥视孔盖虚拟装配 ....................................................... 18 4.2 轴1虚拟装配 .................................................................. 19 4.3 轴2虚拟装配 ................................................................ 19 4.4 轴3虚拟装配 ................................................................ 20 4.5 总装配图......................................................................... 20 第5章 小 结 ................................................................................ 30 第6章 参考文献.......................................................................... 31
第1章 前 言
1.1 引言
UG NX是由Siemens PLM Sofewar发布的集CAD/CAM/CAE于一身的三维参数化设计软件。它致力于从概念设计到工程分析再到制造的整个产品开发过程,使产品的开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成;它是企业产品开发全过程的解决方案,涉及产品设计、仿真和制造中开发过程的全范围,包括产品概念设计、式样造型设计、结构细节设计、性能仿真、工装设计和数控加工;UG NX是一个全三维的双精度系统,它允许用户精确地描述几乎任一几何形状,通过组合这些形状,用户可以设计、分析产品并建立它们的工程图,一旦设计完成,制造应用允许用户选择描述零件的几何体,加入制造信息并自动生成刀具位置源文件(CLSF),用来驱动数控机床进行零件的加工(CNC)。
UG软件被当今世界领先的制造商用于从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数字化制造等工作,广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、通用机械、家用电器、医疗设备和电子工业以及其他高科技应用领域的机械设计等行业,它已成为世界上最优秀的公司广泛使用的系统之一。
UG NX 6.0软件具有多个功能强大的应用模块,主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、管路应用产品、质量工程应用、逆向工程应用模块,其中每个功能模块都以Gateway环境为基础,它们之间既相互联系,又相对独立。每个模块都具有独立的功能,而且模块之间具有一定的关联性。因此用户可以根据工作的需要,将产品调入到不同的模块中进行设计或加工编程等操作。
1.2任务分配
第一天:布置设计任务,查阅资料,拟定方案,零部件造型设计; 第二天:零部件造型设计; 第三天:工程图生成;
第四天:虚拟装配、撰写说明书; 第五天:检查、答辩。
第2章 减速器零部件三维造型设计
2.1 引言
UG软件建模是基于特征的复合建模,是显示建模、参数化建模、基于约束的建模技术的选择性组合。
显示建模:显示建模的对象是相对于模型空间,而不是相对于彼此建立。对一个或多个对象所做的变化不影响其他对象。
参数化建模:将用于模型定义的尺寸参数和参数值随模型存储,参数变量可以彼此引用。从而建立模型的各个特征之间的关系。可以通过编辑参数变量改整个模型。
基于约束的建模:模型几何体的一组设计规则的定义,称之为约束。模型是通过约束或求解的。这些约束可以是尺寸约束或几何约束。
2.2 箱盖建模
1.拉伸创建草图。
2.完成草图并拉伸,布尔(无)。
3.拉伸创建草图。
4.完成草图并拉伸,布尔(求和)。
5.拉伸创建草图。
6.完成草图并拉伸,布尔(求和)。
7.创建凸台。
8.镜像凸台特征。
9.拉伸创建草图。
10.完成草图并拉伸,布尔(求和)。
11.创建三个简单孔直径分别为90,100,140。
12.修剪体,对其进行修剪。
13.拉伸创建草图,内壁厚为8。
14.拉伸形成空腔。
15.创建窥视孔,拉伸创建草图,尺寸如图。
16.完成草图进行拉伸。
17.创建矩形腔体。
18.创建沉头孔,沉头孔直径为
32、深度为2,孔直径为
18、深度贯通,布尔(求差)。
19.镜像螺栓孔,求和。
20.创建箱座箱盖连接螺栓孔,沉头孔直径为
19、深度为2,孔直径为
12、深度贯通并镜像。
21.定位销孔,创建锥孔,直径为8,锥角为1.15。
22.结构细化,创建边倒圆特征。
23.创建视孔盖螺纹孔,M8×1.25,并生成螺纹。
24.创建起盖螺纹孔,M8×1.25,并生成螺纹。
25.分别创建轴承该盖螺纹孔,M8×1.
25、M10×1.5,并生成螺纹,并镜像。
26.箱盖造型设计整体图。
2.3 箱底造型设计(略)
箱底造型设计主要依附于箱盖,在箱体的基础之上结合机械设计课程设计的设计尺寸等相关要素,完成此零件的造型设计。
2.4 轴承端盖建模
1.创建闷盖,新建建模文件,回转体,进入草图界面,绘制草图。
2.完成草图,回转草图。
3.选择螺纹孔→绘制截面命令,确定孔的中心位置。
4.倒斜角,建立螺纹孔,并生成螺纹。
5.建立透盖,选择闷盖,创建简单孔,根据轴直径确定孔径。布尔(求差)
6.完成透盖并保存。
第3章 生成工程图
UG采用当前先进的复合建模技术,保证了工程图与装配图的相关性,使工程图随模型的改变而同步、自动地进行更新,从而通过直观友好的操作界面,方便、快捷地建立和管理符合标准的零件图和装配图,为工程和技术图纸的生成和管理提供了一个完全自动地工具。
3.1 Ⅰ轴的工程图
(见附录1:Ⅰ轴的工程图)
3.2 装配图的工程图
(见附录2:装配图的工程图)
第4章 虚拟装配
零件之间的装配关系就是零件之间的位置约束,也可以见零件组装成组件,然后再将多个组件装配成总装配件。
根据装配的模型和零件模型的引用关系,UG软件有3种创建装配体的方法,即从顶向下装配、从底向上装配和混合装配。
自顶向下装配:如果装配模型中的组件存在关联,可以基于一个组件创建一个组件,即首先完成装配级的装配模型,然后再根据装配级模型创建其子装配件。也可以首先完成顶层装配模型文件,然后在装配体中创建零部件模型,再将其中的子装配体另外存储。
从底向上装配:先创建零件模型,再组合成子装配模型,最后由子装配模型生成总装配件的装配方法。
混合装配:混合装配是将自顶向下装配和从底向上装配结合在一起的装配方法,这将增加装配设计的功能。例如,用户开始用从底向上的装配方法,然后为了设计的顺利进行改用自顶向下装配的方法,这两种方法之间互相转换。
4.1 窥视孔盖虚拟装配
1.以窥视孔盖为基本工作面。
2.添加组件透气螺塞,设置为通过约束。
3.采用同心约束,安装透气螺塞。
4.完成窥视孔盖装配图,保存。
4.2 轴1虚拟装配
以零件齿轮轴为基本工作件置于绝对原点。采用同心约束在齿轮轴安装挡油环及轴承。采用接触在轴上安装键。完成轴1装配图,保存该装配图。
4.3 轴2虚拟装配
以轴2为基本工作件,置于绝对原点。采用接触约束在轴上安装轴上的两个键。采用同心、接触约束安装两个齿轮。采用同心约束安装挡油环及轴承。完成轴2装配图,保存。
4.4 轴3虚拟装配
以轴3为基本工作件,置于绝对原点。采用接触约束在轴上安装轴上的键。采用同心、接触约束安装低速级大齿轮。采用同心约束安装挡油环及轴承。完成轴3装配图并保存。
4.5 总装配图
1.箱体为基本工作件。
2.安装油塞调整垫圈。
进入已经创建的装配环境,单击开
命令在添加组建对话框中选择打命令,所要装配的组建名:zhiquan(纸圈)。
21
进行如图设置并单击“应用”。
选择索要约束的对象。
22
3.安装油塞。
参照纸圈安装,打开yousai(油塞)组建,同心约束。
4.安装油标尺。
参照纸圈安装,打开youbiaochi(油标尺)组建,同心约束。
5.安装调整垫片。
参照纸圈安装,打开dianquan(垫圈)组建,同心约束。
23
6.安装轴承端盖。
参照纸圈安装,打开gai(盖)组建,同心约束。
7.通过同心及接触约束装配低速轴。
参照纸圈安装,打开3zhouzhuangpei(3轴装配)组建,同心及接触约束。
24
8.通过同心及接触约束装配中间轴。
参照纸圈安装,打开2zhouzhuangpei(2轴装配)组建,同心及接触约束。
9.通过同心及接触约束装配高速轴。
参照纸圈安装,打开chilunzhouzhuangpei(齿轮轴装配)组建,同心及接触约束。
25
10.装配箱盖,通过接触及同心约束将其定位。
参照纸圈安装,打开xianggai(箱盖)组建,同心及接触约束。
11.安装窥视孔垫片及窥视孔盖。
参照纸圈安装,打开shikongdianquan(视孔垫圈)组建,同心约束。
26
12.安装轴承旁连接螺栓。
参照纸圈安装,打开M16-145(螺栓)组建,同心约束。
安装垫圈。
再安装螺母。
27
13.安装箱底箱盖连接螺栓。
参照纸圈安装,打开M10luoshuan(螺栓)组建,同心约束。
安装垫圈。
再安装螺母。
14.安装起盖螺钉。
参照纸圈安装,打开M8-15(螺栓)组建,同心约束。
28
15.安装轴承盖螺钉。
参照纸圈安装,打开M8qigailuoshuan(螺栓)组建,同心约束。
16.通过镜像装配安装好两边的螺钉。
17.安装透视孔螺钉。
18.完成总装配图,并保存。
29
第5章 小 结
为期一周的UG课程设计主要是针对几种常见的零件的绘制,进一步掌握UG的应用,增强动手操作的能力。我学到了很多东西,也认识了自己的很多不足,感觉受益匪浅!
刚开始时面对时,感觉有大量的图要完成而不知道从何处落手,以前上课的时候是一步一步,一个一个的命令的学,课后的练习与前面学到的知识的连贯性不大,开始绘图时感觉很多知识有些陌生。
在运用UG 6.0的过程中我学会了很多东西,通过不断的制图过程中,我的画图速度明显提高了,并且这次的课程高计给我教训最深刻的就是做事一定要严谨,不能有丝毫的马虎。在画箱盖的过程中我不小心一个尺寸弄错了,到装配时装不上去才发现,导致又得返工重新调整整个箱盖。所以深刻的理解到在作图时必须要很细心,步步为营,做到精确。与此同时,也感觉到UG绘图的便捷,其在设计过程中基本是以参数化定义所有的线条,在你完成某一零件后,发现某一部件需要修改,只要对一些参数进行修改即可。另外,在绘图过程中出现颇多的错误,向同学请教后,慢慢的熟悉了某些技巧。这锻炼了我们请教的勇气和团体合作的能力。
这就是我在此次课程设计中的心得体会,及时总结,发现问题,弥补不足,才能有今后的提高,让我们有信心在未来的学习工作中更出色的完成任务。
最后,感谢老师平时的认真授业解惑,才能让我在这次课程设计中不至于太过急躁,才能有序的进行每一个步骤,谢谢您!
30
第6章 参考文献
1.胡凤兰. 互换性与技术基础测量. 北京:高等教育出版社,2005. 2.李丽华. UGNX6.0入门与提高. 北京:电子工业出版社,2010. 3.刘小年. 机械设计制图简明手册. 北京:机械工业出版社,2001. 4.徐锦康. 机械设计. 北京:高等教育出版社,2010. 5.王昆. 机械设计、机械设计基础课程设计. 北京:高等教育出版 社,2008. 6.庄家煜 UGNX4——零件设计篇. 北京:人民邮电出版社,2007. 31
华中科技大学文华学院毕业设计(论文)
毕业设计[论文]
题
基于Unigraphics NX的单级圆
柱齿轮减速器建模
2010年 5月 26日
I
目:
华中科技大学文华学院毕业设计(论文)
目 录
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 Abstract„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1. UG简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.1 UG发展历程及影响„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.2 UG的功能与特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 1.3 UG的用户界面„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 1.4 UG的系统组成及硬件要求„„„„„„„„„„„„„„12 2.绘制草图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 2.1 草图的概述与通用操作„„„„„„„„„„„„„„„13 2.2 草图曲线绘制与编辑„„„„„„„„„„„„„„„„14 2.3 草图形状约束„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 3.特征建模与操作„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 3.1 UG造型概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 3.2 特征建模„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 3.3 特征操作„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 4.减速器实例建模与装配„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 4.1 设计任务及模型分析„„„„„„„„„„„„„„„„26 4.2 减速器零件的造型设计„„„„„„„„„„„„„„„28 4.3 减速器零件装配„„„„„„„„„„„„„„„„„36 5.结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„38 6.参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 7.致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40
机械设计:减速器的设计
(13032228 沈旺)
第一部分.零件和结构部件的建模
一.大小齿轮的建模
轴承作为比较常用的零件,可去网上下载工具箱,根据参数的输入,可生成相应的齿轮。但是作为一个学生,本着学习的态度,学习了齿轮的具体建模,方法如下。 本次选用的齿轮是渐开线斜齿圆柱齿轮,采用的方法是参数化建模生成渐开线,然后做出螺旋线,用扫掠和拉伸等基本指令生成,具体过程如下。
1.渐开线生成,输入曲线参数方程,用规律曲线生成渐开线
2.画出分度圆 基圆 齿顶圆
3.修剪,用齿根圆拉伸出主体部分,做出螺旋线并复制。螺旋线参数((n=B*tanβ/π*Db p=πDb/tanβ R=Db/2))
4.沿两根以上的螺旋线扫掠(由于斜齿轮扫掠线不垂直于截面,一根会导致齿轮误差太大)
5.圆形阵列齿,得到齿轮
6.回旋 出轴部分,与齿轮求和,可得到完整的齿轮,然后进行开键槽,倒角,倒圆的细节操作,如下7.同理可画出大齿轮轮齿部分。
8.在截面上拉伸出腹板,拔模角定为3
9.拉
伸
出
孔10.拉伸出轴孔、键槽,并做倒角、圆角。修整,使之与轴相配合最终效果图如下。
二.轴的建模
根据设计尺寸,做出草图,用回旋指令可得到轴,并进行修整,步骤图如下
做出键槽。最终效果图如下
三.联轴器的建模
1.根据国标,查出零件相关尺寸,用回旋指令形成主体。
2.打孔,拉伸轴孔,键槽
3.做出挡圈,并打孔
4.为了后面方便装配,将联轴器做成整体建模。首先将整体隐藏,在孔中回旋出相应的销,如图,并将销复制旋转180。
5.圆形阵列。
6.打螺纹孔,装上螺栓。(螺栓的建模,在稍后的篇章中会提到)。最终效果图如下
四.轴承端盖的建模
轴衬端盖的建模思路与联轴器基本一致。此处为轴伸端的端盖,内径需要比配合的轴略大,并有梯形结构(另一端联轴器直接将草图改为封闭即可)
五.轴承的调用
标准件的调用,可去网络下载资源,直接调用,本次设计唯一的一个调用,即为轴承
六.螺母螺栓的建模
螺母、螺栓、双头螺栓、游标尺、通气塞、油塞、等部件方法基本相同,此处只列出其中一种零件的建模过程。 1.拉伸出正六边形
2然后在其截面上做出内接圆,拉伸——求交——拔模角—15-30°
3做出栓体部分,高度均根据连接需求定。
4做出螺纹
5.倒斜
角
,
最
终
效
果
如
下
七.地脚螺栓的建模
根据国标绘制出引导线,扫描,做螺纹,修整。如下
八.螺栓、螺母、双头螺柱等器件成品的展示 1.双头螺栓极其螺母
2.带有垫片的普通螺栓连接
3.游标尺
4.油塞
5.通气塞
6.起吊螺钉
7.轴承端盖调整垫片
8.轴用弹性挡圈
9.键
10.套筒
九.箱体的建模
1.创建三个长方体,并求和,如下图
2.用绘制长
方
体
并
求
差
“
挖
出
”
腔
体
。
3.用绘制圆柱体求差的方法做出支撑部分
4.拉伸
延伸支撑部分
5.加强筋 以箱体上表面为基准,6.往下47mm做出基准平面。在此基准面上画出如图所示草图。
7.将草图进行拉伸,选项开始0,结束“直至下一个”,如图。可做出相对应形状
8在箱体上相应面上做草图画出定位线,打沉头孔,加上螺纹
9.拉伸出油槽,倒圆角。上表面打螺纹孔,定位销孔,油塞孔,起吊结构,游标尺结构,等一系列修整,得到最终箱体图。
十.箱体盖的建模
1创建草图,拉伸出主体
2.抽壳,厚度为
8mm3.做出凸缘部
分
4.用与箱体类
似
的
方
法
做
出
支
撑
部
分
,
如
图
5.在盖上开个透气孔,指令,拉伸-贯穿,拉伸出盖体部分。做出加厚部分和起吊螺钉结构,方法为拉伸-直至下一个
6.在盖上相应位置画上定位线,打上对应尺寸的孔
7.加强筋
8倒斜角、圆角
9.最终得到箱盖部分
10.对应
的
透
气
盖
第二部分.装配
由电脑所建出的模型均为零件基本尺寸,无公差带,因此装配过程中基本全部为接触和对齐。将箱体作为基准,以固定的方式添加,随后往上面添加其他零部件。一些对称(轴承、轴承盖)或规律部件(螺栓)可用 镜像装配 和 旋转--复制 的方法装配,可减少工作量。装配过程简单而繁琐。省去了其中的装配操作,直接列出了装配过程进程图。
一.装配过程
1.添加箱体并固定。
2.添加齿轮。轴肩对齐箱体内壁,齿轮中心线对齐支撑园中心线。添加键
3添加齿轮。齿轮孔与轴接触。与轴肩对齐,(注意齿轮方位,齿轮孔有一端倒有圆角,与轴肩结构对应)齿轮键槽与轴上 安装 键 对应接触
4添加轴用弹性挡圈
5.添加轴承,轴承孔与轴接触,端面与箱体内壁对齐
6.添加轴承端盖,端面与轴承端面接触后。中间留有空隙,用来添加调整垫片,调整垫片与轴承端盖和箱体分别接触。最后用对齐—自动判定中心线的方法将箱体、垫片、端盖孔一一对应好。
附加图:不代表装配过程,由于装配在一起不能直观的看出垫片,特添加一张垫片的展示图
7.添加联轴器。端面接触。联轴器孔与轴接触
8箱体盖与其上透气盖、螺栓、透气塞的添加
8.螺栓的添加。
由于电脑绘制尺寸无误差。因此定位销的添加放在了箱体盖添加后,与实际装配过程不一致
9.轴承盖螺栓的添加,装配完成
二.装配图展示。
1齿轮部分
2爆炸图
三.视图展示 1箱体三视图
2啮合三视图
3 零件图
第三部分.心得体会
本次设计均为自主完成,所有零部件都查过国标尺寸,但是由于第一次设计,有些尺寸并不合理,为了协调,自己改过一部分数据,特此说明。
此次课程设计尝试了新的模块,如装配,绘图,参数化建模,调用零件。收获很大,一直在学习和进步,很多东西初次尝试,可能做得并不好,但是大体上算是合格。在建模过程中,参考了百度文库中许多教程,如 《UG的参数化建模教程》《简单零部件装配教程》《爆炸图》等资源,自己也尝试着利用网络资源,下载了标准件库,充分利用了网络资源。
本次设计中,由于技术和软件的限制,密封装置普遍省去了,也省去了部分垫片。其次,由于小零件太多,为了节省装配的时间,很多小零件直接画在一起,当整体用,如螺栓和垫片。利用电脑完成过程中,由于每个零部件都具体化了,因此对每个零件都展开了设计,都查过国标,为此收获比较多。
13032228 沈旺 2016.1.10
UG NX6.0 1.视图
正二侧视图:
Home 正等侧视图:
End 前视图:
Ctrl+Alt+F 俯视图:
Ctrl+Alt+T 左视图:
Ctrl+Alt+L 右视图:
Ctrl+Alt+R 1. 视图操作
旋转视图:鼠标中键
平移视图:Shift+鼠标中键 缩放视图:Ctrl+鼠标中键
2. 快捷键
新建文件:Ctrl+N 打开文件:Ctrl+O 保存文件:Ctrl+S 另存文件:Ctrl+ Shift+A 绘图:Ctrl+P 草图:S 拉伸:X 回转:R 修剪:T
/中键+右键 /中键+左键
缩放视图:F6 旋转视图:F7 变换:Ctrl+T 重做:Ctrl+Y 撤消:Ctrl+Z 删除:Ctrl+D 显示:Ctrl+ Shift+K 隐藏:Ctrl+B 移动或旋转对象:Ctrl+ Shift+M 编辑对象显示:Ctrl+J 显示工作坐标:W 图层设置:Ctrl+L 图层在视图中可见:Ctrl+ Shift+V
互换显示与隐藏:Ctrl+ Shift+B
显示部件中所有的:Ctrl+ Shift+U
缩放:Ctrl+ Shift+Z
旋转:Ctrl+R
查看截面:Ctrl+H
应用- 建模:Ctrl+M
应用- 外观造型设计:Ctrl+Alt+S
应用- 制图:Ctrl+ Shift+D
应用- 加工:Ctrl+Alt+M
应用- NX钣金:Ctrl+Alt+N
刷新:F5
适合窗口:Ctrl+F
捕捉视图:F8
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