二级圆柱齿轮减速器3D设计.docx

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二级圆柱齿轮减速器3D设计

二级圆柱齿轮减速器3D设计

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0801

学生姓名：

指导教师：

完成日期：

课程设计任务书

设计题目：

　　二级减速器造型设计

院（部）机械工程专业机械设计制造及其自动化

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。

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。

建模必须依据本人所设计的减速器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

第一章前言.........................................（3）

第二章减速器零部件三维造型设计.....................（6）

第三章生成工程图....................................（16）

第四章虚拟装配.....................................（17）

第五章小结..........................................（23）

第六章参考文献.......................................（24）

前言

UGNX的技术的概括：

UGNX6.0是由SiemensPLMsoftware发布的CAD/CAM/CAE一体化解决方案软件，涵盖了产品设计、工程和制造中的全套开发流程。

UGNX6.0采用同步建模技术，在PLM行业内首个支持基于特征的无参数建模技术，可以大幅度提高设计技术。

UGNX6.0包含了非常强大、非常广泛的产品设计应用模块，具有高性能的设计和制图功能，为设计制造提供了高性能和灵活性以满足设计任何复杂产品的设计需求。

UG作为一个庞大的设计系统，软件模块众多、结构复杂、功能强大，我们学习起来需要花费大量的时间和精力。

但通过书本知识点与实力操作结合的方式，我们有了一个快捷有效的学习途径。

UGNX6.0简介

UGNX6.0兼容了参数建模和非参数建模，是一个建立在同步建模技术之上，以Teamcenter软件的工程流程管理功能为动力，把设计到制造流程的各个方面（CAD/CAM/CAE）集成到一起的数字产品开发完整解决方案，这使得UGNX6.0具有：

1）更多的灵活性UGNX6.0提供了“无约束的设计”，帮助有效处理所有历史数据，并使历史数据的重复使用率最大化，而避免不必要的重新设计。

比较结果显示，与竞争系统相比，UGNX6.0的效率提高了50%。

另外，UGNX6.0还突破了参数化模型的各种约束，从而缩短了设计时间，减少了可引起的巨大损失的错误。

2）更高的生产力UGNX6.0提供了一个新的用户界面以及NX“由你做主”自定义功能，从而提高了工作流程效率。

由客户提供的比较结果表明，生产力提高了20%。

另外，一份第三方的基准报告显示，在工作流程效率测试中，UGNX6.0的性能超过了所有的主要竞争者。

3）更强劲的效能UGNX6.0把CAD、CAM和CAE无缝集成到一个统一、开放的的环境中，提高了产品和流程信息的效率。

客户比较结果显示，与领先的竞争软件相比，UGNX6.0的分析工作流程速度要快50%，制造加工时间缩短了20%。

UGNX6.0主要应用模块

UG由许多功能模块组成，每一个模块都有自己独立的功能，可以根据需要调用其中的一个或几个模块进行设计。

还可以调用系统的附加模块或者使用软件进行第二次开发工作。

下面简要介绍UG集成环境中的四个主要CAD模块。

1）基础环境基础环境（Geteway）是UG启动后自动运行的第一个模块，是其他应用模块运行的公共平台。

在该模块下可以打开已经存在的部件文件，创建新的部件文件，改变现实部件，分析部件，可以启动在线帮助、输出图纸、执行外部程序等。

2）建模模块建模模块用于创建三维模型，是UG中的核心模块。

UG软件所擅长的曲线功能和曲面功能在该模块中得到了充分体现，可以自由地表达设计思想和进行创造性的改进设计，从而获得良好的造型效果和造型速度。

3）装配模块使用UG的装配模块可以很轻松地完成所有零件的装配工作。

在组装过程中，可以采用自顶而下和自下而上的装配方法，可以快速跨越装配层来直接访问任何组件或子装配图的设计模型。

生成的装配模型中的零件数据是对零件本身的链接映像，保证装配模型和零件设计完全双向相关，即零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时也可在装配环境下直接修改零件设计。

4）制图模块使用UG三维模型生成工程图简单方便，只需对自动生成的师徒进行简单的修改或标注就可以完成工程图的绘制。

同时，如果实体模型或工程图二者之一做任何修改，其修改结果就会立即反映到另一个中，使得工程图的创建更加轻松快捷。

本次设计的任务及步骤：

我们这次课程设计是对二级圆柱齿轮减速器进行三维实体建模，在建模过程中熟悉和掌握软件的功能，并且希望能够借助相关资料和软件能够实现在软件操作上的突破，我们的具体操作步骤如下：

1．利用三维建模技术对减速器的轴、键、箱体、箱盖，螺栓进行三维实体建模，在建模过程中既可以利用草图拉伸得到三维图形，也可以直接用三维模型直接建模，在用三维模型直接建模过程中我们应该注意模型的空间形状和空间位置，不然容易出现模型摆放位置的错误。

2．在三维建模之后，选择几个特殊的模型进行工程图的制备。

制备工程图纸时应该注意图形的摆放位置，及前后左右的视图视角。

3．最后则是将所有的零件图进行拼装，组成我们所需要的产品实体模型，在进行拼装时特别注意零件和零件的空间位置关系，在组装的过程中注意约束的关系以便能够将所有零件精确定位，组合成我们所需的实体模型。

4将三维实体模型进行爆炸，得到我们所有零件在一张图纸上的图形。

减速器零部件三维造型设计

一、轴的设计：

1．使用圆柱命令画1轴指定矢量为X轴：

2.以相同的方法画圆柱，指定矢量为X轴，指定点为前面所画的圆柱的圆心：

3．最终得到如下的草图形状：

4．键槽的制作：

以XY平面为基准面偏移如下尺寸，制定基准平面，以基准平面为草图面画出键槽轮廓曲线，再进行拉伸即可

经过倒角等修整，1轴实际图如下所示：

以相同的方法可得到2轴和3轴的零件图

2轴的实际图如下：

3轴的实际图如下：

二、轴承的设计

1．打开中国国标件库，点击其他中轴承项目，对所需要进行选择即可

·

1轴轴承的实际图如下：

2轴轴承的实际图如下：

3轴轴承的实际图如下：

三、箱盖的设计：

1．以基准平面画草图，然后进行对称拉伸得如下草图，对称值为83mm

2．选择凸台进行下图操作：

3.画草图在进行以下操作：

4．画下面的台阶部分，实体图如图所示：

5选择凸台画以下部分：

6．选择简单孔进行操作得到以下图形

7在草图模式，选择偏置曲线在进行拉伸得到如下图形

8．创建窥视孔盖并画出螺纹孔，得到如下图形：

9．绘制侧面的螺纹孔，图形如下

10．打通其他螺栓的孔，创建螺栓凸台，修饰边角，最后图形如下

四、箱座的设计：

箱座的设计和箱盖的设计步骤大致相同，这里不再赘述了，箱座的实际图形如下：

五、齿轮的设计：

1.齿轮设计均用齿轮外挂，如下图所示

2.大斜齿轮图形如下：

3小锥齿轮图形如下：

4．大锥齿轮图形如下：

生成工程图

UG采用当前先进的复合建模技术，保证了工程图和装配图的相关性，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化的工具。

是将3D设计进行2D输出地基础。

1．箱盖的工程图如下：

2．箱座的工程图如下：

虚拟装配

虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分，利用虚拟装配，可以验证装配设计和操作的正确与否，以便及早的发现装配中的问题，对模型进行修改，并通过可视化显示装配过程。

虚拟装配系统允许设计人员考虑可行的装配序列，自动生成装配规划。

并且单个零件的设计往往不是设计的最终目的和最终结果，大多数实际产品并不是一个单一的零件，而是由许多零件装配起来的。

UG的装配过程是在装配中建立部件之间的链接关系，通过关联条件在部件间建立约束条件来确定部件之间的位置。

零件在装配中是被引用，而不是复制到装配体中，

各级装配文件仅保存该级的装配信息，不保存其子装配及装配零件的模型信息。

整个装配部件保持关联性，如果某部件修改，则引用的其他装配部件自动更新，反应最新的部件变化。

1．以1轴的装配为例，首先安装键槽中的键图形如下：

2．再次安装轴承：

3．再安装挡环和齿轮：

4．将所有零件安装到筒里面，如图：

5．安装轴头的挡圈和螺栓：

6．2轴的安装和1轴的安装是一样的，不再赘述。

图形如下：

7.3轴的安装和前面两轴的安装是一样的，不再赘述。

图形如下：

8．总体装配（装轴时首先装一边的轴承端盖，这样更好与轴在箱座上的定位，安装更为方便）。

a首先调出箱座图，然后以约束的条件将1轴装配上去，如图：

b以相同的方法将2轴上的零件装配到箱座上，如图：

c以相同的方法将3轴上的零件装配到箱座上，如图：

d装配完三根轴后，装挡圈和轴承端盖，如下：

e以上完成后，合上箱盖，如图所示：

f最后盖上窥视孔盖，安上螺栓和螺母游标等。

如图：

g最后生成爆炸图，如图所示：

心得体会

经过了一周的UG课程设计，绘制二级圆柱齿轮减速器的三维图，使我对UG的操作更熟悉了。

从二维的到三维的转变的对图形的理解更深，以及各零件的空间位置、尺寸、装配关系完全的理解了，这次课程设计真是受益匪浅！

这次UG课程设计加深了我对UG6.0软件的认识，通过这次课程设计，使我熟悉了很多以前不懂得不熟悉的操作及其功能，通过查阅书籍以及不时的上网查阅资料和询问熟练掌握这个软件的同学，使自己对UG6.0印象更深刻了，既加深了以前所学的知识也学到了很多书本上没有学到过的知识。

从这次画图过程中提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

我也知道三维造型设计是我们机械设计制造及自动化专业的学生所必须掌握的，掌握了三维造型，不仅能够提高自己的专业素质，使自己有更强的竞争力，而且还能够对实物的理解更为深刻，提高了自己的空间想象力。

从UG的建模开始，我们可以画草图，然后再拉伸，也可以直接通过实体建模完成，特别是打孔，尤其是阶梯孔，如果以草图的形式完成则要画两次草图，如果是用孔的命令完成则可以一步直接完成，但是难在不知道位置的定位上，所以各有好处。

从这里我知道UG6.0软件的功能强大，使我明白了要想熟练地掌握这门软件，必须不断地练习，查阅资料，熟练掌握经常运用的一些功能键。

这门软件更为神奇之处在于，它能够将三维图形转化为二位图形，这种功能将实体建模和实际图样生产相结合，为实际生产带来了很多方便。

我们知道实际生产都是二维的工程图纸。

这次软件的运用的我遇到了很多的问题，特别是在组装图形时，尤其是在组装齿轮和轴时，齿轮的键槽就是不掉到轴上安装的键上，不知道该怎样定位，在这个上面浪费了很多时间，后来在自己和同学的努力下，功夫不负有心人，将之组装完成。

也知道这是自己对软件的运用不够熟悉，所以在今后的时间里，我要花更多的时间来熟悉和掌握这个软件。

这次的三维实物造型，还使我学到了很多的专业知识，比如画图时要查阅资料确定键槽的深度很宽度轴承的型号及主要尺寸等。

也经历了不少艰辛，培养了我独立思考的能力，也体会到了团队的力量，与同学们一起解决难题，也锻炼了我的毅力，不怕困难不怕失败，拥有恒心去解决任何的困难，这正是以后我们工作中所需要的，这次实际的锻炼对以后的学习和生活有着重要的影响。

通过这次课程设计我也找到了自己在很多方面的额不足，以后认真学习各项技能，提高自己的专业素质，在实践中学习，为以后走向社会打下坚实的基础。

我也希望以后能有更多的这样锻炼的机会，能够提高自我，从锻炼中学习更多的知识！

参考文献

1、李丽华、赵娟、唐宏伟．UGNX6.0入门与提高。

北京：

电子工业出版社；2010

2、王昆、何小柏、汪信远．机械设计基础课程设计.北京：

高等教育出版社；1996

3、徐锦康．机械设计.北京：

高等教育出版社；2004

4、朱理．机械原理.北京：

高等教育出版社；2004