车辆工程毕业设计208载重汽车前梁设计.docx

1、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.31、实体建模技术在产品设计中的发展趋势.32、Unigraphics三维实体建模的特点.33、UG NX4的操作界面简介.34、图层管理.45、二维草图模组界面.46、建模原则与步骤.46.1 载重汽车前梁各个部件的建模.47.1 载重汽车前梁各个模组的装配.227.1.1 装配模组界面.227.1.2 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

2、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UGS NX4.0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UGS NX4.0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

3、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

4、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

5、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、UG NX4的操作界面简介安装UG NX4.0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/UGS NX4/NX4命令，进入UG NX4欢迎界面。系统弹出UG NX4欢迎界面后，需要等待软件初始化，然后进入UG NX4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UG N

6、X4基本界面。 在工具条中选择起始/建模命令，进入UG NX4的建模工作界面。4、图层管理UG NX4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UG NX4.0二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UG NX4.0的二维草图工作界面，二维草图模组的整个工作界

7、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.

8、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UG NX4.0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

9、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6-24、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

10、-3 6.1.2 栏杆（WLDMT RAIL-CS）的建模1、新建一个名为wldmt rail-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

11、、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6-64、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

12、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6-76、单击保存按钮保存部件。6.1.3 栏杆（WLDMT RAIL-RS）的建模1、新建一个名为wldmt rail-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

13、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6-93、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6-114、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Hol

14、e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6-126.1.4 托盘支架（BRACKET-SHOCK ABSORBER I）的建模1、新建一个名为bracket-shock absorber 1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

15、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6-146、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

16、，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6-156.1.5托盘支架（BRACKET-SHOCK ABSORBER II）的建模1、新建一个名为bracket-shock absorber 11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

17、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6-176.1.6 托盘（PLATE-SHOCK MOUNT）的建模1、新建一个名为plate-shock mount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

18、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

19、.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6-196.1.7加强筋板（GUSSET-CROSS RAIL）的建模1、新建一个名为gusset-cro

20、ss rail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

21、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6-215、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6-226.1.8 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，

22、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、23所示。 图6-236、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

24、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6-266.1.9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6-276.1.10 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

25、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

26、圆角，圆角半径为9.652mm。完成后的草图如图6-28所示。 图6-286、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

27、 图6-3010、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6-316.1.11 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6-326.1.12 底盘（PLATE-

28、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