计算机辅助机械设计实验指导手册Word文档格式.docx

计算机辅助机械设计实验指导手册Word文档格式.docx

《计算机辅助机械设计实验指导手册Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机辅助机械设计实验指导手册Word文档格式.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2）尺寸设计：

普通圆头平键的结构参数主要有：

键宽b，键高h，键公称长度L，取值按照GB/T1096-1979，可以如下表所示：

表1-2普通平键的主要尺寸

轴的直径d

6~8

>

8~10

10~12

12~17

17~22

22~30

30~38

38~44

键宽b×

键高h

2×

3×

4×

4

5×

5

6×

6

8×

7

10×

8

12×

键公称长度L

6~20

6~36

8~45

10~56

14~70

18~90

22~110

28~140

44~50

50~58

58~65

65~75

75~85

85~95

95~110

110~130

14×

9

16×

10

18×

11

20×

12

22×

14

25×

28×

16

32×

18

36~160

45~180

50~200

56~200

63~250

70~280

80~320

90~360

键的长度系列L

6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,180,200,220,250,280,320,360,400,450,500

由于接触的轴段长度是80mm，键槽两端至少留出5mm的间距，故取键槽长度L=80-5*2=70mm，由轴的直径为70mm，查上表可以得到，b=20,，h=12，取范围内的公称长度键的长度L=70。

由表1-3可以查出此时键与轴的接触高度t=7.5mm。

表1－3 

平键和键槽剖面尺寸及键槽极限偏差（摘自GB1095—1979） 

mm

轴

键

键槽

公称尺寸d

公称尺寸

b×

h

宽度b

深度

半径r

公称尺寸b

极 

限 

偏 

差

轴t

毂t1

较松键联接

一般键联接

较紧

键联接

H9

毂

D10

N9

JS9

轴和毂

P9

极限偏差

最大

最小

＞22～30

+0.360

+0.098

+0.040

－0.036

±

0.018

－0.015

－0.051

4.0

+0..2

3.3

0.16

0.25

＞30～38

5.0

0.40

＞38～44

+0.043

+0.012

+0.050

－0.043

0.021

－0.018

－0.061

＞44～50

5.5

3.8

＞50～58

6.0

4.3

＞58～65

7.0

4.4

＞65～75

20

+0.052

+0.149

+0.065

－0.052

0.026

－0.022

－0.074

7.5

4.9

0.60

＞75～85

22

9.0

5.4

＞85～95

25

＞ 

95 

～110

28

10.0

6.4

3）校核键连接的强度：

因为圆头不工作，故A型键的工作长度为：

l=L-b=70-20=50mm,普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，因此要校验挤压应力是否满足，其计算公式是：

σp=4T/（dhl）≤[σp]...................（1-1）

T为传递的转矩，单位N.mm，d轴的直径，单位mm，h键的高度，单位mm，l为工作长度，单位mm（注意若是A型，l=L-b；

若是B型，l=L；

若是C型，l=L-b/2。

L是键的公称长度，单位mm）。

许用挤压应力选取如下表。

表1-3键连接的许用挤压应力和许用压强单位MPa

许用挤压应力和许用压强MPa

连接工作方式

连接中的较弱材料

载荷性质

静载荷

轻微冲击

冲击

[σp]

静连接

钢

120~150

100~120

60

铸铁

70~80

50~60

30~45

[p]

动连接

50

40

30

查上表[σp]=110MPa，所以：

σp=4T/（dhl）=（4*1000*10e3）/（70*12*50）=95.24MPa<

[σp]=110MPa

所以是安全的。

标记为，键20×

70GB/T1096-1979

绘图指导

4）三维绘制环境准备

打开AutoCAD软件，在任何工具栏上单击鼠标右键，确保UCS,UCSII,实体，实体编辑，视图，三维动态观察，标准，绘图，修改这几项前面√选上。

这是为后继的绘图操作进行准备。

选择菜单：

工具→选项→用户系统配置→AutoCAD设计中心，确保源内容单位和目标图形单位都是mm。

这里确定绘图单位。

5）键绘制

a）拉伸截面绘制

由于键是一个普通的拉伸实体，所以先绘制截面轮廓，然后进行高度拉伸。

相关图形和坐标如下图：

点击“

”，选择俯视图；

绘制左边半圆弧：

输入命令：

arc[空格]CE[空格]0,0,0[空格]0,10[空格]A[空格]180[空格]

注意：

此处以圆心-开始端点-包含角方式来绘制弧形。

包含角以逆时针为正角。

绘制键工作体直线段：

line[空格]0,10,0[空格]@50,0[空格][空格]

line[空格]0,-10,0[空格]@50,0[空格][空格]

此处采用相对坐标的表示法，@偏移量x，偏移量y，偏移量z来输入第二个点。

绘制右边半圆弧：

arc[空格]CE[空格]50,0,0[空格]@0，-10[空格]A[空格]180[空格]

创建拉伸截面的面域（region）：

region[空格]（依次选取两个弧，两条线段）[空格]

b）进行实体拉伸

”，选择西南等轴测图；

选择“实体”工具栏“

”上的“

”拉伸命令，注意不要和“实体编辑”工具栏“

”上的相同图标按钮搞混了。

也可以直接输入命令：

extrude[空格]（选取上一步生成的面域）[空格]12[空格]0[空格]

这样就拉伸出高度为12mm的键实体几何模型。

6）轴绘制

c）轴的尺寸如下：

轴的倒角尺寸C和圆角尺寸R如下：

d）绘制轴的截面并旋转为实体。

先绘制如下的封闭多边形（注意图形不能在旋转轴：

红线的两侧），尺寸如上图所示：

创建面域（region）：

输入命令region，依次选择上面封闭的直线段（不要选择红色的中心线），确定（选好后按<

回车>

或<

空格>

）

创建旋转实体：

输入命令revolve，选择刚才创建的面域，按<

确认，然后选择旋转轴（选择红色轴线），然后直接按<

来确认旋转角度（缺省是360°

）。

生成的3d实体可以任意旋转来查看。

进行倒角：

先选择西南等轴测视图（按

或菜单视图》三维视图》西南等轴测），输入chamfer，出现“选择第一条直线或[多段线（P）/距离（D）/角度（A）/修剪（T）/方法（M）]:

”时，直接选择如下的棱边：

出现“基面选择...

输入曲面选择选项[下一个（N）/当前（OK）]<

当前>

:

”直接按<

来确认，出现“指定基面倒角距离<

10.0000>

”输入1.2，确认；

出现“指定另一表面倒角距离<

”，输入1.2，确认，接着再次选择相同的棱边，生成倒角。

按照相同办法，生成另外一端轴的倒角。

e）进行布尔运算，铣出轴上的键槽。

先复制一份刚才生成的键实体到指定的位置：

copy，选择键实体，确认，输入基准点：

（-10,0,0），（这是键左下角的中心坐标），然后输入“指定位移的第二点或<

用第一点作位移>

75,0,26.04”，这是该位置在轴上装配的时候的位置。

进行布尔减运算，去除轴上重合的部分：

subtract，在出现“选择要从中删除的实体或面域选择对象:

”后，选择轴实体，直接按<

来确认；

出现“选择要删除的实体或面域选择对象:

”后，选择复制到指定位置的键实体，直接按<

来确认，这样键槽就出来了。

最后效果参看下图：

7）装配键和轴

移动键实体到指定位置，进行虚拟装配：

move，选择键实体，确认，输入基准点：

8）以上结束三维实体造型。

上面的制图中，我们利用了：

面域生成，拉伸实体，旋转实体，布尔运算，倒角生成，复制实体，移动实体，视图角度变换等绘图方法和技巧，希望同学们在实验中反复练习，熟练掌握。

实验报告内容要求

9）实验前必须预习，实验前先写好报告前页，写明实验要求和实验内容（只需要纲要，无需进行详细说明），了解自己实验的内容；

10）实验中，自己动手进行实验，完成计算内容和绘图内容，在电脑上绘制出图形后举手示意老师进行检查后方可结束；

11）在实验报告中，写明自己在实验中的结果，出现的问题和解决办法；

12）完成以下的思考题，写入报告中，上交实验报告。

f）如何利用AutoCAD中的图层来方便管理绘制的草图、截面面域、不同零件实体？

g）如果轴和键使用圆角，如何进行？

实验2.

普通平键的计算机辅助设计和绘图

四、实验目的

7掌握计算机图、表的数字化处理

8掌