三维CAD课程设计说明书(完)..pdf
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1、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C
2、AD 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
3、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 ,4 1.1 引言,4 1.1.1 减速器的功能 ,4 1.1.2 减速器的设计思路 ,4 1.2 任务安排 ,
4、6 第 2 章减速器零件建模 ,7 2.1 引言,7 2.2 零件的建模 ,8 2.2.1箱座的建模 ,8 2.2.2其他零件的三维造型 ,14 第 3 章 工程图 ,18 3.1 引言,18 3.2 齿轮零件图转换 ,18 第 4 章 虚拟装配 ,20 4.1 引言,20 4.2 轴的装配 ,20 4.2.1 轴的装配过程,20 4.2.2 轴的装配图 ,22 4.3 总装配图装配过程,23 4.4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
5、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
6、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
7、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
8、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.
9、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 =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
10、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 6 1.2 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
11、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
12、。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, UG NX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”。 8 2.2零件的建模 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
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