三维CAD课程设计说明书-(完)

三维CAD课程设计说明书题目：单级圆柱齿轮减速器数字化建模设计院（部）：机械工程学院学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1101学生姓名：丁科沈位杰指导教师：谭加才彭浩舸完成日期：2013年12月2湖南工程学院课程设计任务书设计题目：单级圆柱齿轮减速器数字化建模设计院（部）机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级1101指导老师彭浩舸教研室主任一、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产品数字化建模及装配设计、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。二、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。三、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。四、进度安排：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。（每人上交说明书和工程图打印稿，以及完整设计电子资料方可参加答辩）3目录第1章前言…………………………………………………………………………41.1引言…………………………………………………………………………41.1.1减速器的功能………………………………………………………41.1.2减速器的设计思路………………………………………………………41.2任务安排……………………………………………………………………6第2章减速器零件建模……………………………………………………………72.1引言………………………………………………………………………72.2零件的建模…………………………………………………………………82.2.1箱座的建模………………………………………………………………82.2.2其他零件的三维造型…………………………………………………14第3章工程图………………………………………………………………………183.1引言…………………………………………………………………………183.2齿轮零件图转换……………………………………………………………18第4章虚拟装配……………………………………………………………………204.1引言…………………………………………………………………………204.2轴的装配……………………………………………………………………204.2.1轴Ⅰ的装配过程………………………………………………………204.2.2轴Ⅱ的装配图…………………………………………………………224.3总装配图装配过程………………………………………………………234.4总装配图的爆炸图…………………………………………………………24小结……………………………………………………………………………………25参考文献………………………………………………………………………………27致谢……………………………………………………………………………………28附录……………………………………………………………………………………29低速级大齿轮零件图4第1章前言1.1引言CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）技术是一门多学科综合技术，是当今世界发展最快的技术之一，目前已经形成产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用，对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大的影响，促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。21世纪人类面临着实现经济和社会可持续发展的诸多重大挑战，随着全球工业的不断深入发展，减速器在传动领域中的作用也越来越明显了。齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。而在的器制造之前必不可少的要对它进行设计，先三维实体造型进行模拟仿真将给我们的生产以及机械性能的提高等各方面带来很大的帮助。UG软件是集CAD/CAE/CAM为一体的功能强大的三维参数化软件，它的功能覆盖了产品的全生命周期过程：从概念设计、产品开发、功能分析到制造仿真等。在航天、汽车、机械、模具和家用电器等工业领域的应用十分广泛。我们本次课程设计运用UG软件将对一台减速器各零部件三维造型设计、应用工程图模块转化生成符合国家标准二维工程图、减速器各零部件虚拟装配。通过此次课程设计系统的训练我们的三维造型设计能力以及了解机械产品从概念设计、产品开发、功能分析到制造仿真的全过程。1.1.1减速器的功能机器通常由原动机、传动装置和工作机等三部分组成。而减速器就是一个位于原动机和工作机之间典型的传动装置，用来传递远动和动力，并可应以改变转速、转矩的大小或改变运动形式，以适应工作机功能要求。1.1.2减速器的基本设计思路一般减速器的结构主要由传动零件(齿轮或蜗杆、蜗轮)、轴和轴承、连接零件（螺钉、销钉、键）、箱体和附属零件、润滑和密封装置等部分组成。箱体分为剖分式结构，有箱座和箱盖组成，其剖分面通过齿轮传动的轴线；箱盖与箱座用螺栓连成一体；这样，齿轮、轴、滚动轴承等可在箱体外装配成轴系部件后再装5入箱体，使装拆方便；为了确保箱盖和箱座在加工轴承孔及装配时的相互位置，在部分处的凸缘上设有两个圆锥销用于精确定位；起盖螺钉的作用是便于由箱座上揭开箱盖，以便拆卸；箱盖顶部开有窥视孔，用于检查齿轮啮合情况及润滑情况，并用于加注润滑油，窥视孔平时用垫有密封垫片的盖板封住；通气器用来及时排放箱体内发热温升而膨胀的空气，以防止高压气冲破各隙缝处的密封而造成漏油等；游标尺用于检查箱内油面的高低；为了排除油液和清洗减速器内腔，在箱体底部设有放油螺塞，其头部支承面上垫有封油垫片；吊耳用于提升箱盖，而整台减速器的提升应使用与箱座铸成一体的吊钩；减速器用地脚螺栓固定在机架或地基上。在确定减速器的结构后，将对各零件进行参数设计以及强度校核。根据设备工作条件：室内工作，连续单向运转，每日工作一班，工作10年，允许轴转速误差小于±5%，车间有三相电源。根据工作机的功能要求和工作条件拟定传动方案如下传动简图所示。设计原始数据立轴功率5.5KW，转速32r/min。根据各传动的效率和功率计算出二级减速器中传动比：高速机级齿轮传动比为3.84，低速级齿轮传动比为3.2。接着对齿轮传动参数设计，选斜齿轮传动，齿轮参数为：大小齿轮齿数Z1=19，Z2=71，模数mn=3.5mm，中心距a=162mm，螺旋角β=13.59°，两分度圆直径d1=68mm，d2=256mm，齿宽b1=60mm，b2=55mm；经校核合格。然后在根据功率和齿轮的整体尺寸，零件间的间距分配对轴和箱体进行设计校核。最后根据箱体的各参数查设计设计手册选取各附属零件。减速器传动简图见图1.1。图1.1单级圆柱齿轮减速器传动简图1-电动机2-带轮3-减速器4-联轴器5-传输带6-滚筒61.2任务安排本次的课程设计任务量相对繁重，有效的任务安排才能保证工作的顺利完成，在此将本次的任务安排如下：1、时间安排第一天：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。2、组内个人任务安排丁科：负责多种零件的设计建模，包括箱盖，窥视孔盖、通气器、游标、螺栓、螺钉、螺母、销、轴承、挡油环、垫圈等零件。同时参与装配和部分爆炸图分析编写。以及，对整个课程设计内容报告的整理与审核。沈位杰：负责大部分的零件设计建模，包括箱体、齿轮轴、轴承、轴承端盖、起盖螺钉、挡油环、倒油螺塞、键、套筒、以及各类螺栓、螺钉、垫圈。同时负责装配，和过程截图以及爆炸图的形成，和部分报告编写与报告后期整理。7第2章减速器零件建模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3种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（如草图尺寸或定位尺寸）或几何约束（如平行或相切），如一条线相切到一条弧。设计者的意图是线的角度改变时仍维持相切，或当角度修改时仍维持正交条件。另外，UGNX提供了一套强有力的工具—直接建模工具，进一步扩展了复合建模功能。用户可以直接修改遗留的和基于历史的模型，添加新的特征和“在表面上进行智能化操作”。82.2零件的建模2.2.1箱座的建模启动UG软件，选取存储目录后新建输入文件名“jizuo”，如图2.1所示：图2.1选择插入/草图命令，系统弹出智能动态创建草图工具条，提示用户指定一个平面作为草图平面绘制如图2.2所示的草图。9图2.2然后执行拉伸命令，见图2.3。图2.410以拉伸后的平面为草图平面画草图，图2.5再拉伸得到箱座的外壳，图2.6。图2.611将底座和边缘求和,图2.7。图2.7继续以底部为草图平面画草图拉伸得到箱座的上边缘，图2.8。图2.812以上边缘为草图平面，画圆拉伸后得到螺栓孔，图2.9。图2.9以与侧面边缘相切的平面为草图平面画圆，拉伸后得到轴承座孔的外圆柱,如图2.10。图2.1013拉伸内孔圆，得到轴承座孔和轴承盖得螺纹孔，如图2.11。图2.11最后加上筋板，吊钩，游标孔等附属结构，就得到了一个完整的箱座，如图2.12。图2.12142.2.2其它零件的三维造型图2.13箱盖图2.14窥视孔盖图2.15游标图2.16通气器图2.17键图2.18螺钉15图2.19轴承图2.20齿轮图2.21挡油环图2.22调整垫图2.23倒油孔垫圈图2.24倒油螺塞16图2.25端盖图2.26轴承通盖图2.27键图2.28套筒图2.29低速轴17图2.30齿轮轴18第3章工程制图3.1引言UG工程制图模块是以实体模型自动生成平面工程图，也可以利用曲线功能绘制平面工程图。在模型改变时，工程图将被自动更新。制图模块提供自动的视图布局（包括基本视图、剖视图、向视图和细节视图等），可以自动、手动尺寸标注，自动绘制剖面线、形位公差和表面粗糙度标注等。利用装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，包括快速地建立装配图剖视、爆炸图等。3.2齿轮零件图转换打开大齿轮的实体模型图点击制图命令，选择图纸为A2，建立基本视图19基本视图如下：在CAXA中打开导出的DXF/DWG文件，修改标注得符合国家标准二维工程图20第4章虚拟装配4.1引言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