车辆工程毕业设计208载重汽车前梁设计.docx
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车辆工程毕业设计208载重汽车前梁设计
毕业设计（论文）
题目载重汽车前梁设计
姓名__学号
院（系）机械工程学院专业班级_
指导教师_职称__副教授
评阅人____职称___
目录
中文摘要.........................................................2
绪论.............................................................3
1、实体建模技术在产品设计中的发展趋势............................3
2、Unigraphics三维实体建模的特点................................3
3、UGNX4的操作界面简介.........................................3
4、图层管理......................................................4
5、二维草图模组界面..............................................4
6、建模原则与步骤................................................4
6.1载重汽车前梁各个部件的建模...................................4
7.1载重汽车前梁各个模组的装配..................................22
7.1.1装配模组界面..............................................22
7.1.2模组的装配................................................22
心得与体会......................................................25
致谢............................................................25
参考文献........................................................26
摘要
由于汽车整车装配是个复杂的组合,要使整车具有良好的性能和价格优势,就必须首先对汽车组件及其零件进行合理设计和优化。
特别对载重汽车而言，更需要对其各个组件和零部件的设计，尤其对载重汽车前梁的设计有更高的要求。
本文针对某汽车公司新型重型载重汽车前梁加工工艺进行设计,利用UGSNX4.0软件对载重汽车前梁进行了三维建模和机构分析,利用三维建模软件UGSNX4.0对载重汽车前梁进行了各个零件的建模和装配。
采用JPG文件格式将各个零件模型导入到设计说明中，对各个部件建立实体以及装配的步骤进行了详细的说明。
最后，本文对载重汽车前梁三维实体的建立步骤和过程的设计，进行了归纳和总结。
关键词：
载重汽车前梁、三维建模、装配
绪论
随着我国高等级公路里程的不断增加,重型载重汽车以其装载量大、运输成本低以及区段运输的优势,将会成为未来商用汽车需求的主要车型,也是我国载货汽车产品结构调整中比重增加的车型。
世界各国对重型载重汽车的承载能力和性能在不断地提高,而前梁是汽车的关键零件,前梁总成除了承受汽车重量外，还承受地面和车架之间的垂直载荷、制动力、侧向力所引起的弯矩等。
因此，对载重汽车前梁的设计提出了新的要求。
载重汽车的前梁一般设计为整体工字型，材质为碳钢或优质合金钢调质处理。
1、实体建模技术在产品设计中的发展趋势
随着科学技术的发展，对载重汽车前轴的设计要求也越来越高。
传统的CAD/CAM/CAE建模模式和模拟加工模式已经不能满足产品更新换代的快速需求，随着先进制造技术的发展伴生了许多新的制造理念和制造模式。
先进的制造技术正向着集成化、智能化、可始化、网络化的方向发展，而这些发展就需要功能强大的集成化软件平台的支持。
2、Unigraphics三维实体建模的特点
Unigraphics（简称UG）软件是一个集成化的CAD/CAM/CAE系统软件，它为工程设计人员提供了非常强大的应用工具，而这些工具能对产品进行设计、工程分析、绘制工程图以及数控编程加工等操作。
实体建模功能是UG系统参数化三维设计技术的核心功能，实体对象可以包含各种产品设计意图的数据信息，可以方便地导入产品后续的各种加工、分析功能环境种，并可以与其他计算机辅助设计系统进行标准格式的文件转换，以便更好地设计产品。
应用UG的实体建模功能，设计人员可快速进行产品的概念设计和详细设计。
为制造行业产品开发设计的全过程提供了良好的解决方案。
3、UGNX4的操作界面简介
安装UGNX4.0软件后，在Windows系统平台的桌面上双击NX4图标或依次选择[开始]/[所有程序]/UGSNX4/NX4命令，进入UGNX4欢迎界面。
系统弹出UGNX4欢迎界面后，需要等待软件初始化，然后进入UGNX4的初始界面。
在此界面下可以新建或打开已有的部件文件。
选择[文件]/[新建]命令，弹出[新部件文件]对话框，在[文件名]文本框中输入新文件名，然后单击[确定]按钮进入UGNX4基本界面。
在工具条中选择[起始]/[建模]命令，进入UGNX4的建模工作界面。
4、图层管理
UGNX4在每个部件文件中都提供了256个图层，对于每个图层提供“工作”、“可选”、“可见”与“不可见”4个状态。
其中，工作层就是创建新图层元素的层，其上图形元素既可见又不可见，但同一时间有且仅有一个工作层。
选择[格式]/[图层的设置]命令，进入[图层的设置]对话框，对图层进行设置。
5、二维草图模组界面
UGNX4.0二维草图的工作界面非常直观和人性化，用户可以很好地进行人机交互式操作，且所有操作都是通过菜单拉栏、工具按钮和对话框来实现。
单击[草图]命令，进入UGNX4.0的二维草图工作界面，二维草图模组的整个工作界面由导航器、菜单栏、提示栏、[草图约束]工具条、[草图曲线]工具条、[试图]工具条和绘图区等组成。
6、建模原则与步骤
在进行建模前，先必须要建立二维草图，二维草图是用于绘制和编辑模型二维轮廓线的操作平台。
在进行三维零件设计的过程中，一般先设计二维草图或曲线轮廓，然后通过三维建模的成形特征功能创建三维零件。
例如一个U形的零件，应该先设计二维U形轮廓曲线，然后在使用拉伸功能创建三维实体。
在应用三维建模模组设计过程中，如果需要对模型零件的二维草图进行修改，可以直接双击特征的二维轮廓线，系统将自动切换至二维草图的操作平台。
用户可以根据实际的时间需要对零件的二维草图轮廓线进行编辑，从而生成满足用户要求的零件模型。
6.1载重汽车前梁各个部件的建模
6.1.1通槽杆（RAIL-CROSS）的建模
1、启动UGNX4.0程序，选择[文件]/[新建]命令，弹出[新部件文件]对话框，接着在[文件名]文本框中输入rail-cross，单位设定为毫米，单击[OK]按钮进入UG的Gateway（基础环境）模块；然后选择[起始]/[建模]命令，进入Modeling（建模）模块。
然后单击[草图]按钮进入草图绘制工作界面。
选择基准面，单击确定。
2、在[绘图曲线]工具条中单击[矩形]按钮，弹出[矩形]悬浮工具条，接着在悬浮工具条中单击[XC-YC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
根据提示绘制一个长为152mm宽为76.2mm的矩形，再给其矩形倒圆角，圆角半径为9.525mm。
如图6-1所示。
3、应用[偏置曲线]命令对上述矩形的各边进行向内偏置，偏置完成后用[快速修剪]命令对多余部分进行修剪，完成里面的矩形。
然后用上述同样方法对该矩形进行倒圆角，完成二维图的绘制。
如图6-2所示。
图6-1图6-2
4、单击[完成草图]按钮，进入UG建模界面，然后单击[拉伸]按钮对所绘制的二维草图进行拉伸。
此时会出现两个对话框，在[选择意图]对话框中选择“任何”，在[拉伸]对话框中选择“选择剖面”，再选定刚才绘制的二维草图，然后在“起始”项中输入值0mm，在“结束”项中输入值2044.7mm,单击[确定]，就会生成该部件的三维实体。
如图6-3所示。
然后单击[保存]按钮保存部件。
图6-3
6.1.2栏杆（WLDMTRAIL-CS）的建模
1、新建一个名为wldmtrail-cs的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，单击[YC-ZC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面。
然后以（0，0）为起点绘制一条长为1177.036mm角度为0的直线，再以该直线的终点为起点绘制一条长度为275.082mm角度为315的直线，再以第二条直线的终点为起点画一条长为339.344mm角度为270度的直线。
如图6-4所示。
2、用[偏置曲线]命令对图4-4中所绘制直线分别进行偏置，偏置距离为76.2mm然后连接起点和终点。
如图6-5所示。
图6-4图6-5
3、单击[完成草图]按钮，进入UG建模界面，然后单击[拉伸]按钮对所绘制的三维草图进行拉伸。
选定二维草图，“起始”值为0，“结束”值为203.2mm。
单击[确定]按钮，生成如图6-6所示的三维实体。
图6-6
4、在[成形特征]工具条种单击[草图]，然后根据提示进行操作，在图6-6上绘制草图，绘制完后单击[完成草图]、[拉伸]按钮进行拉伸。
拉伸时，先选择绘制好的二维草图，在拉伸对话框中选择“求差”项，在“起始”项中输入0，“结束”项中输入值为-50.8mm,再选取要“求差”的曲面，然后单击[确定]。
5、在[成形特征]工具栏中单击[Hole]按钮或选择菜单命令[插入]/[设计特征]/[孔]时系统会弹出[孔]的对话框，选择“简单孔”，输入直径为63.5，深度为76.2，再选取要插入孔的基准，单击[确定]，完成如图6-7所示的部件。
图6-7
6、单击[保存]按钮保存部件。
6.1.3栏杆（WLDMTRAIL-RS）的建模
1、新建一个名为wldmtrail-rs的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，单击[YC-ZC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面。
然后以（0，0）为起点绘制一条长为1177.036mm角度为0的直线，再以该直线的终点为起点绘制一条长度为275.082mm角度为45的直线，再以第二条直线的终点为起点画一条长为339.344mm角度为90度的直线。
如图6-8所示。
2、用[偏置曲线]命令对图6-8中所绘制直线分别进行偏置，偏置距离为76.2mm然后连接起点和终点。
如图6-9所示。
图6-8图6-9
3、单击[完成草图]按钮，进入UG建模界面，然后单击[拉伸]按钮对所绘制的三维草图进行拉伸。
选定二维草图，“起始”值为0，“结束”值为203.2mm。
单击[确定]按钮，生成如图6-10所示的三维实体。
图6-11
4、在[成形特征]工具条种单击[草图]，然后根据提示进行操作，在图6-11上绘制草图，绘制完后单击[完成草图]、[拉伸]按钮进行拉伸。
拉伸时，先选择绘制好的二维草图，在拉伸对话框中选择“求差”项，在“起始”项中输入0，“结束”项中输入值为50.8mm,再选取要“求差”的曲面，然后单击[确定]。
5、在[成形特征]工具栏中单击[Hole]按钮或选择菜单命令[插入]/[设计特征]/[孔]时系统会弹出[孔]的对话框，选择“简单孔”，输入直径为63.5，深度为76.2，再选取要插入孔的基准，单击[确定]，完成如图6-12所示的部件。
最后单击[保存]按钮保存部件。
图6-12
6.1.4托盘支架（BRACKET-SHOCKABSORBERI）的建模
1、新建一个名为bracket-shockabsorber1的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，弹出[直线]悬浮工具条，接着在悬浮工具条中单击[XC-YC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
以（0，0）点为起点画一条长为114.3mm角度为90的直线。
2、再以[偏置曲线]命令对该直线进行向右偏置，偏置距离为107.95mm，然后以点（107.95，114.3）为起点，角度为180画长为81.534mm的直线，再以该终点为起点画一条角度为225且经过第一条直线的直线。
3、单击[快速裁剪]命令，对经过第一条直线的直线进行裁剪。
4、用[偏置曲线]命令，对所画各条直线向内偏置，偏置距离为6.35mm。
然后单击[快速修剪]命令，对多余曲线进行修剪。
5、单击[圆角]命令对各个交进行倒圆角，圆角半径为6.35mm。
绘制后的草图如图6-13所示。
图6-13图6-14
6、单击[完成草图]/[拉伸]命令，对图6-13草图进行拉伸，拉伸长度为139.7mm。
7、在[成形特征]工具条中单击[草图]按钮，接着在悬浮工具条中单击[YC-ZC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
如图6-14所示。
8、单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，在[拉伸]对话框中选择“求差”，再选定需要求差的面，“结束”值为107.95mm。
最后单击[确定]，完成如6-15所示的三维部件图。
图6-15
6.1.5托盘支架（BRACKET-SHOCKABSORBERII）的建模
1、新建一个名为bracket-shockabsorber11的部件文件，进入草图绘制工作界面。
绘制如图6-13的二维草图。
2、单击[完成草图]/[拉伸]命令，对图6-13草图进行拉伸，拉伸长度为139.7mm。
3、在[成形特征]工具条中单击[草图]按钮，接着在悬浮工具条中单击[YC-ZC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
如图6-16所示。
4、单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，在[拉伸]对话框中选择“求差”，再选定需要求差的面，“结束”值为107.95mm。
最后单击[确定]，完成如6-17所示的三维部件图。
图6-16图6-17
6.1.6托盘（PLATE-SHOCKMOUNT）的建模
1、新建一个名为plate-shockmount的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，弹出[直线]悬浮工具条，以（0，0）点为起点画一条长为107.95mm角度为90的直线。
2、再以[偏置曲线]命令对该直线进行向右偏置，偏置距离为95.25mm，然后以点（95.25，107.95）为起点，角度为180画长为72.14mm的直线，再以该终点为起点画一条角度为225且经过第一条直线的直线。
3、单击[快速裁剪]命令，对经过第一条直线的直线进行裁剪。
4、单击[圆角]命令对上面三个角进行倒圆角，圆角半径为9.525mm。
5、单击[偏置曲线]命令对长为95.25mm的直线向上偏置57.15mm，对长为107.95mm的直线进行向左偏置50.8mm，得到交点（44.45，57.15），该点为托盘中心孔的圆心。
6、在[草图曲线]工具条中单击[圆]按钮，弹出[圆]的悬浮工具条，然后以点（44.45，57.15）为圆心，以31.75mm为直径画圆，然后对多余直线进行删除。
绘制完成后的托盘的二维草图如图4-18所示。
7、单击[完成草图]命令，进入三维建模界面，单击[拉伸]，选定图6-18所示二维草图，“始值”值为0，“结束”值为9.525mm，然后单击[确定]。
8、单击[倒斜角]按钮，对拉伸后托盘的中心孔的两个边进行倒斜角，在[选择意图]对话框中选择“相切曲线”，在[倒斜角]对话框中的“偏置”项中输入偏置长度0.762mm。
然后单击[确定]。
最后单击[保存]按钮保存部件。
倒斜角后的托盘实体如图6-19所示。
图6-18图6-19
6.1.7加强筋板（GUSSET-CROSSRAIL）的建模
1、新建一个名为gusset-crossrail的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，弹出[直线]悬浮工具条，根据提示进行操作，绘制如图4-20所示的凹型槽，槽宽为152.4mm，高为78.994mm，槽的壁厚为9.652mm。
再对两个底角用[圆角]命令倒圆角，圆角半径为14.224mm。
2、单击[完成草图]命令，进入三维建模界面，单击[拉伸]，选定图6-20所示二维草图，对该草图进行拉伸，拉伸长度为152.4mm，先保存该部件。
3、在[成形特征]工具条中单击[草图]按钮，接着在悬浮工具条中单击[YC-ZC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
以（9.652，0）为起点，画一条与凹槽上边沿相交的45度的直线，再以（9.652，152.4）为起点画一条凹槽上边沿相交的135度的直线。
再将凹槽上边沿的两端用直线相连。
4、单击[快速修剪]命令，对多余线条进行修剪，绘制完后的草图如图6-21所示。
图6-20图6-21
5、单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，在[拉伸]对话框中选择“求差”，再选定需要求差的曲面，“结束”值为152.4mm。
然后单击[文件]/[保存]来保存三维实体部件。
如6-22所示。
图6-22
6.1.8加固板（GUSSET-LONG-CS）的建模
1、新建一个名为gusset-long-cs的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，弹出[直线]悬浮工具条，接着在悬浮工具条中单击[XC-YC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
以（0，0）点为起点画一条长为1057.402mm角度为0的直线，再以该直线的终点为起点画一条长为308.102mm角度为270的直线。
2、单击[绘图曲线]工具条中的[圆弧]命令，以第一条直线的711.2mm处端点，再以第二条线端点的向上152.4mm为另一端点绘制圆弧，圆弧半径为381mm。
3、应用[快速修剪]命令对多余线条进行修剪。
4、单击[偏置曲线]命令对直线和圆弧曲线进行向下偏置，偏置距离为9.525mm。
然后连接起点和终点。
5、单击[圆角]命令，对长为152.4mm的直线和圆弧曲线进行倒圆角，完成后的草图如图6-23所示。
图6-23
6、单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，拉伸长度为203.2mm。
7、在[成形特征]工具条中单击[草图]按钮，接着在悬浮工具条中单击[XC-ZC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
按图6-24进行操作。
8、单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，在[拉伸]对话框中选择“求差”，再选定需要求差的曲面，“结束”值为-9.525mm。
单击[确定]。
9、再单击[插入]/[草图]，在悬浮工具条中单击[XC-YC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
按图6-25进行操作。
图6-24图6-25
10、再单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，在[拉伸]对话框中选择“求差”，再选定需要求差的曲面，“结束”值为-1057.402mm。
单击[确定]。
11、用上述同样方法拉伸长为711.2mm，两边宽度都为6.35mm的槽，拉伸后整个部件的形状如图6-26所示。
图6-26
6.1.9加固板（GUSSET-LONG-RS）的建模
加固板（GUSSET-LONG-RS）的建模方法与上述加固板（GUSSET-LONG-CS）的建模方法一样，建模后的三维实体如图6-27所示。
图6-27
6.1.10内加固平板（STIFFENER-INSIDE-CS）的建模
1、新建一个名为stiffener-inside-cs的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，弹出[直线]悬浮工具条，接着在悬浮工具条中单击[XC-YC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
以（0，0）点为起点画一条长为1147.826mm角度为0的直线，再以该直线的终点为起点画一条长为259.959mm角度为270的直线。
2、再以第二条线端点的向上71.374mm处为起点，画一条长为266.7mm，角度为135度的直线，且经过第一条直线。
3、应用[快速修剪]命令对多余线条进行修剪。
4、单击[偏置曲线]命令对各条直线进行向上或向右偏置，偏置距离为9.525mm。
然后分别连接两条曲线的起点和终点。
5、单击[圆角]命令，分别对各个角进行倒圆角，圆角半径为9.652mm。
完成后的草图如图6-28所示。
图6-28
6、单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，拉伸长度为203.2mm。
7、在[成形特征]工具条中单击[草图]按钮，接着在悬浮工具条中单击[XC-ZC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
按图6-29进行操作。
8、单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，在[拉伸]对话框中选择“求差”，再选定需要求差的曲面，“结束”值为-9.525mm。
单击[确定]。
9、再单击[插入]/[草图]，在悬浮工具条中单击[XC-YC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
按图6-30进行操作。
图6-29图6-30
10、再单击[完成草图]按钮返回三维建模界面。
单击[拉伸]，选定草图，在[拉伸]对话框中选择“求差”，再选定需要求差的曲面，“结束”值为1147.826mm。
单击[确定]。
11、用上述同样方法拉伸长为711.2mm，两边宽度都为6.35mm的槽，拉伸后整个部件的形状如图6-31所示。
单击[保存]命令保存部件。
图6-31
6.1.11内加固平板（STIFFENER-INSIDE-RS）的建模
内加固平板（STIFFENER-INSIDE-RS）的建模方法与上述内加固平板（STIFFENER-INSIDE-CS）的建模方法一样，建模后的三维实体如图6-32所示。
图6-32
6.1.12底盘（PLATE-BOTTOM）的建模
1、新建一个名为plate-bottom的部件文件，进入草图绘制工作界面。
在[绘图曲线]工具条中单击[直线]按钮，弹出[直线]悬浮工具条，接着在悬浮工具条中单击[XC-YC平面]按钮和单击[确定]按钮，出现二维草图模组界面，然后绘制草图。
以（0，0）点为起点，画一条长为771.652mm角度为0度的直线，然后以该条直线的终点为起点画一条长为279.4mm角度为315度的直线，再以第二条直线的终点位起点画一条长为85.725mm，角度为270度的直线。
2、利用[偏置曲线]命令对上面所画各条直线向下或向左进行偏置，偏置距离为114.3mm，然后利用[快速修剪]命令对多余线条进行修剪。
3、将第一条直线的起点和该条直线偏置后的直线的起点相连接，再单击[偏置曲线]命令向左偏置69.85mm，再将两条直线的起点与偏置后直线的中点相连。
再画一个与该
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