ug減速箱建模課程設(shè)計說明書

課程設(shè)計課程名稱CAD/CAE綜合訓(xùn)練題目名稱雙級斜齒輪減速箱CAD/CAE綜合設(shè)計分析學(xué)生學(xué)院__ 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化08微電1班學(xué)號3108000618 學(xué)生姓名 梁澤成 指導(dǎo)教師 卜研 成績評定 教師簽名 2011年6月29日廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目名稱雙極斜齒輪減速箱CAD/CAES合設(shè)計分析學(xué)生學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化08微電1班姓 名梁澤成學(xué) 號3108000618、課程設(shè)計的內(nèi)容?設(shè)計雙級斜齒輪減速箱零件結(jié)構(gòu)模型；在UnigraphicsNX6.0平臺上建立雙級斜齒輪減速箱零件的三維參數(shù)化、變量化實體模型。根據(jù)產(chǎn)品的功能及設(shè)計要求建立組件的裝配模型；在UnigraphicsNX6.0平臺上按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制工程圖?？梢赃m當(dāng)補(bǔ)充完成下列設(shè)計內(nèi)容：對所設(shè)計的模型設(shè)置光照、背景、材料紋理等條件，完成模型渲染，輸出模型高質(zhì)量的視覺效果圖；1）.根據(jù)有限單元分析法的基本原理和思想， 對所設(shè)計的機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，包括設(shè)計分析模型簡化、單元網(wǎng)格劃分、材料特性定義、約束定義、載荷及邊界條件定義、模型分析解算等；2）.根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)的基本原理和方法，在產(chǎn)品三維參數(shù)化實體裝配模型的基礎(chǔ)上，定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動副、運(yùn)動驅(qū)動、運(yùn)動關(guān)系，創(chuàng)建運(yùn)動分析模型，利用 ADAM解算器完成運(yùn)動分析求解；后處理及仿真，輸出有限單元分析（或機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析）結(jié)果（包括：應(yīng)力、應(yīng)變云圖，變形過程動畫仿真；或機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真動畫，運(yùn)動件軌跡，主要運(yùn)動件速度曲線圖），根據(jù)分析結(jié)果提出修改意見或方案。二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)采用參數(shù)化實體建模技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的三維參數(shù)化、變量化實體 （裝配）模型的設(shè)計；通過變量、表達(dá)式和AssociativeCurve等建立圖素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，修改表達(dá)式的值能實現(xiàn)零件的關(guān)聯(lián)變化；?要求使用1?2個Sketch建立輪廓截面；?建模過程中應(yīng)包含總數(shù)不少于15個特征操作（包括掃描特征、成型特征、參考特征以及特征編輯的操作）；4?要求零件工程圖紙嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪制，標(biāo)注尺寸、公差、粗糙度、技術(shù)要求等；?工程圖應(yīng)具有符合標(biāo)準(zhǔn)的邊框、標(biāo)題欄，要求單獨(dú)建立標(biāo)準(zhǔn)的帶標(biāo)題欄的圖框，通過插入圖樣的形式將圖框插入到零件的工程圖中；6?說明書要求描述建模和繪圖工作的主要過程與操作步驟，最后進(jìn)行設(shè)計總結(jié)分析和回答思考題。成績優(yōu)秀者必須補(bǔ)充達(dá)到下列設(shè)計要求：（下列要求四選一）建模過程中應(yīng)包含總數(shù)不少于25個特征操作，其中包括網(wǎng)格曲面特征、掃描特征、聯(lián)合體特征、面倒角等細(xì)節(jié)特征、參考特征、裝配（Top-Down或Bottom-Up）、WAVE幾何鏈接等操作；.生成輸出產(chǎn)品（或零件）模型高質(zhì)量的視覺效果彩圖。1）.根據(jù)產(chǎn)品（零件）的結(jié)構(gòu)和工作條件，定義模型的材料特性、邊界條件和載荷的性質(zhì)及大??；2）.根據(jù)產(chǎn)品（零件）的結(jié)構(gòu)和工作條件，定義模型的運(yùn)動副、邊界條件和驅(qū)動的類型及具體數(shù)值；1）.分析結(jié)果要以表格、圖線的形式提交；2）.運(yùn)動仿真要提供仿真動畫文件；三、 課程設(shè)計應(yīng)完成的工作設(shè)計雙級斜齒輪減速箱零件結(jié)構(gòu)；建立雙級斜齒輪減速箱零件三維參數(shù)化、變量化實體模型；基于零件主模型，按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制零件工程圖；編寫設(shè)計說明書。（按設(shè)計說明書的格式書寫）成績優(yōu)秀者必須補(bǔ)充完成下列設(shè)計工作：對模型進(jìn)行渲染，輸出模型高質(zhì)量的視覺效果圖；1）.對產(chǎn)品（零件）進(jìn)行結(jié)構(gòu)的有限單元分析、仿真，輸出分析結(jié)果，提出改進(jìn)方案；2）.對產(chǎn)品的運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析、仿真，輸出分析結(jié)果，提出改進(jìn)方案；四、 課程設(shè)計進(jìn)程安排序號設(shè)計各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期

1收集、整理資料，擬訂雙級斜齒輪減速箱三維結(jié)構(gòu)方案大學(xué)城校區(qū)6.3~6.52雙級斜齒輪減速箱三維參數(shù)化實體建模大學(xué)城校區(qū)6.6~6.133修改、完善零件3D產(chǎn)品（零件）三維參數(shù)化實體模型大學(xué)城校區(qū)6.14~6.1541） .對三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)有限單元分析，仿真，輸出分析和仿真結(jié)果；2） .對三維模型進(jìn)行運(yùn)動分析，仿真，輸出運(yùn)動分析和仿真結(jié)果；大學(xué)城校區(qū)6.16~6.2151） .根據(jù)結(jié)構(gòu)分析仿真結(jié)果，修改、完善產(chǎn)品（零件）結(jié)構(gòu)三維模型；2） .根據(jù)運(yùn)動分析仿真結(jié)果，修改、完善產(chǎn)品（零件）結(jié)構(gòu)三維模型；大學(xué)城校區(qū)6.16~6.216編寫設(shè)計/分析說明書大學(xué)城校區(qū)6.22~6.277修改、完善設(shè)計內(nèi)容和說明書，整理、打印資料大學(xué)城校區(qū)6.28~6.30五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)云杰漫步多媒體科技CAX&計教研室，UGNX6.0中文版基礎(chǔ)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2009；中國機(jī)械工程學(xué)會，機(jī)械設(shè)計手冊（電子版）（含光盤1張），北京：電子工業(yè)出版社，2007;胡仁喜等，UGNX6.0中文版入門與提高，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2009；胡仁喜等，UGNX6.0中文版從入門到精通，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2009；⑸UGS公司，UGNX4.0CAST,美國，2006。發(fā)出任務(wù)書日期：2011年6月3日 指導(dǎo)教師簽名：計劃完成日期：2011年7月1日基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章:主管院長簽章:

摘要本課程設(shè)計說明書首先根據(jù)雙級斜齒輪減速箱進(jìn)行了簡要說明和特征分析， 接著詳細(xì)說明了在UG中，該機(jī)構(gòu)各子零件（軸、齒輪和箱體，箱蓋，端蓋等）的建模過程，并將零件進(jìn)行整體裝配。接著對活塞零件進(jìn)行工程圖繪制和有限元分析，對減速箱進(jìn)行了運(yùn)動仿真。最后利用UG對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行渲染處理，生成高質(zhì)量圖像。關(guān)鍵詞：減速箱，建模，裝配，工程圖，有限元分析，運(yùn)動仿真，渲染目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1 雙級斜齒輪減速箱分析 1\o"CurrentDocument"2 建立雙級斜齒輪減速箱模型 2軸類零件建模過程 2其他兩根軸建模過程 4齒輪建模過程 4其他齒輪建模過程 6軸承端蓋建模過程 7其他端蓋建模過程 9箱體建模過程 10箱蓋建模過程 16套筒建模 16軸承建模過程 17鍵的建模 17螺釘、螺栓、螺帽、墊片的調(diào)用 17窺視盤、油塞、游標(biāo) 18\o"CurrentDocument"建立減速箱模型 18低速軸裝配過程 18其他軸的裝配 19\o"CurrentDocument"箱體的裝配 20\o"CurrentDocument"箱蓋的裝配 21減速箱總裝配 213.4制作爆炸圖 24\o"CurrentDocument"繪制零件工程圖 24低速軸工程圖繪制過程 24低速大齒輪零件工程圖 26\o"CurrentDocument"軸承和中間軸的有限元分析 27\o"CurrentDocument"減速箱運(yùn)動分析 286.1進(jìn)入運(yùn)動仿真模塊 28定義連桿 28定義運(yùn)動副 296.4創(chuàng)建算法和求解 31運(yùn)動仿真及動畫生成 31\o"CurrentDocument"生成圖像 32減速箱的表面渲染與處理 33渲染圖片輸出 33\o"CurrentDocument"設(shè)計總結(jié) 35\o"CurrentDocument"思考題 36\o"CurrentDocument"主要參考文獻(xiàn) 37#1雙級斜齒輪減速箱分析一X?!—牌■■前呂ri巳」呂呂」B-riHrss口一X?!—牌■■前呂ri巳」呂呂」B-riHrss口SH口呂JgrlHHRHRHHa減速箱是完成速度轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件。它由箱體、箱蓋、軸類、齒輪等主要零件組成。在工作行程中，出入軸受電機(jī)驅(qū)動做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過齒輪嚙合傳動，從輸出軸輸出一定的轉(zhuǎn)速。本次課程設(shè)計通過對減速箱的建模與運(yùn)動模擬，掌握了運(yùn)用 UG6.0軟件進(jìn)行運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計和模擬的一般方法，建立仿真設(shè)計的理念。本次課程設(shè)計將建立多個文件：多個零件，一個裝配，一個爆炸圖，兩個個零件工程圖，1個有限元分析文件，1個運(yùn)動仿真，一個渲染效果。在建模過程中涉及到多種操作及特征，特征操作有：邊倒圓、倒角、實例、鏡像體、鏡像特征、陣列特征，設(shè)計特征有：孑L、抽殼、圓臺、鍵槽，掃描特征有：拉伸體、回轉(zhuǎn)體，體素特征有：圓柱體，布爾運(yùn)算有：求和、求差，參考特征有：基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸，WC操作有：原點(diǎn)、顯示。2建立雙級斜齒輪減速箱模型2.1軸類零件建模過程1、建立如下草圖2、設(shè)計特征：拉伸體操作，拉伸距離 48.53、選左下圖所示平面為基準(zhǔn)面，畫好草圖后拉伸4、最后合成軸5、創(chuàng)建基準(zhǔn)面，創(chuàng)建鍵槽。5、創(chuàng)建基準(zhǔn)面，創(chuàng)建鍵槽?；乜诠套呷A準(zhǔn)平面11創(chuàng)U9I回L］固定基準(zhǔn)平茴&⑴I回鼻柜形瞿IV(21) IIII|6求和：將各個體合成一體設(shè)査7、特征操作：倒角、邊倒圓，建模完成2.2其他兩根軸建模過程過程跟上面的輸出軸過程差不多?？捎眯D(zhuǎn)畫軸。2.3齒輪建模過程1、調(diào)用執(zhí)行文件，輸入?yún)?shù)占1、調(diào)用執(zhí)行文件，輸入?yún)?shù)占uhiIwiji gm再1W文禪器KB2、建立三維圖，選“有鍵槽”3、選擇平面創(chuàng)建草圖、切除拉伸實例T拉伸實例T拉伸^5614、通過鏡像特征鏡像第4步的特征饋爆特征(29215、在平面上挖孔、圓形陣列(2刑予KETCH一|込叩覷陣列(297Jg)［B實例11］〔加了:滋仲I...込0D實例［刃舊9帀拉伸匚琦皿實例1引￡297)/35伸I...同型實例［4］舊7：儉伸|*BEgrTrv孰單同

袪朗簡相

方@cc6、完成齒輪建模2.4其他齒輪建模過程其他齒輪的建模過程跟上述過程很相像，這里就不在說明。共有 3個，分別如下2.5軸承端蓋建模過程1、創(chuàng)建草圖OaD-XP6PP9二2on￡13mgfsiQcxrODIH11la2、完成草圖，旋轉(zhuǎn)草圖形成體=|回轉(zhuǎn)2I-W=|回轉(zhuǎn)2I-W43、創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)3、創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)4、創(chuàng)建孔5、倒斜角，邊倒圓后，端蓋建模完成。2.6其他端蓋建模過程1、其他的端蓋的建模過程跟上面沒有多大的差別，故這里就不再對其進(jìn)行說明了。共有3種，分別如下圖2.7箱體建模過程1運(yùn)用基本體素，創(chuàng)建長方體2、選好基準(zhǔn)面，創(chuàng)建草圖p4Z-590s0OTQP"1IE寸Q寸tzrLxc3、完成草圖并拉伸截而-選擇曲線(4)方肖孑指定矢星(1)廈向限制0mmrl-7SA布爾4、在上一步基礎(chǔ)上創(chuàng)建殼單元A1￡3>15、畫草圖并拉伸6求和實體，添加邊倒圓7、選好基準(zhǔn)面，創(chuàng)建草圖，然后拉伸8創(chuàng)建凸臺9、鏡像特征10、對圓凸臺進(jìn)行拔模際卞…11、創(chuàng)建一些基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)平面囲十點(diǎn)Gi：'0十點(diǎn)(34)H-1A(2□+點(diǎn)［36?回-j-點(diǎn)6片迢十點(diǎn)C8)H-|A(23)固定荃準(zhǔn)平雨(40)HD固定荃準(zhǔn)平雨(40)閒U簡單孔⑷：'同/直線(42)0口固定＜4Sf屈門因定基蛙平雨(44JHQ固定基準(zhǔn)平面(45112、創(chuàng)建肋板，進(jìn)行矩形陣列回I』買?；豂』買洌［1口］〔」斜宜仲血』腎國特征hi)1EL聖皆嶽両{沏…足］■邊宙囿(卿圈』穗蟻馴5曰同羊訥凰國(53113、肋板尺寸不對，通過替換面修正下■mi” m丄1下■mi” m丄1團(tuán)葉\』丿尸14、創(chuàng)建沉頭孔，然后鏡像圈￥邊國畫(60)卜剛諮草圖(GIJ^SKETCHLHV冏J餓像侍征詵頭孔(62}疋1$沉頭孑L(65)窗：丄鏡橡特征(66)15、添加螺紋，完成箱體建模N犀仁唏或匚一刃崖rrw件滾“■蒂號輸non符三繇no2?再弋昨110^1儲割ff報I104J昭剖5放110^1帶三1?隸I1Q6：滸三惟蛟1107）悴W捧蟻llO^r持W齢M講固疋⑥崔呼面（H2）耳塑（1lirSKTTCIKB竝呻（114二s-ri曲鼻吐沁（t1丄n2.8箱蓋建模過程箱蓋的建模過程跟箱體相似2.9套筒建模2.10軸承建模過程2.11鍵的建模2.12螺釘、螺栓、螺帽、墊片的調(diào)用2.13窺視盤、油塞、游標(biāo)3建立減速箱模型3.1低速軸裝配過程1、加入低速軸構(gòu)件，選擇“原點(diǎn)”定位2、裝鍵要致東的幾何澤 A3、裝齒輪4、裝套筒5、裝軸承3.2其他軸的裝配其過程跟上面的低速軸一樣：先是鍵，然后是齒輪，再然后是套筒，最后是軸承1、中間軸的裝配體二■-袞2、高速軸的裝配體3.3箱體的裝配總辻性部件名Jl：b±-0ki釧射1aas-iimbl/W*/jubuicihi0Iyoutaibrfwii射I3.4箱蓋的裝配，-封帀Q硒巴xiangmaiaiMni?0utanguisa.HuI」whudnkui&hjH“Ijd^hudnku9hiHJluoUikidnku、ii?jIjoshiidiikushi-BJ■kuishidiingpan?j>iangga3.5減速箱總裝配1、將低速軸于箱體裝配2、裝上中間軸3、裝上高速軸4、裝上箱蓋

5、裝上各軸的端蓋，可通過鏡像裝配6裝上高速軸的螺釘：先裝一個，再陣列裝配，最后鏡像裝配7、裝配螺栓、墊圈、螺母，先裝好一組，再陣列裝配，最后鏡像裝配，裝配完成

3.4制作爆炸圖4繪制零件工程圖4.1低速軸工程圖繪制過程1、打開文件，進(jìn)入制圖模塊，選用A2紙，比例為1:1，單位為毫米， 并創(chuàng)建主視圖2、創(chuàng)建剖視圖3、標(biāo)注技求要求:】■斤確HD氣RI4、畫圖框和標(biāo)題欄4.2低速大齒輪零件工程圖5軸承和中間軸的有限兀分析TUTSnml3.?L5.03>t坤匚-I.saa^aoT■ds122W073206W07和Nlr^lQT2.Z9MJOT1.932e-30?L37i^07q161-r-OOI-l.btSle-』UtI這是通過solidworks做的軸承位移分布圖TQCiK1S4.3Uf/n2j?c4Li6■任慕.Q■.431?D-31497.5一 T?監(jiān)帕匕9.1T4??0.IHF丸2m|leees.-i.斗砂耳2917―*唱簾力-^iihicknsi-n軸承應(yīng)力分布圖畢Jnwiirtign o0?LvK?E—I￡]?刊3~1|t-H■Com&irMitCcfit.骷?fh*ri4hEF5duncnIimsHUon0rOilCv^vnuiwiEnawdill書 tiJll?B!崔4￡hQ]11由于UG軟件破解問題，至此結(jié)束。6減速箱運(yùn)動分析6.1進(jìn)入運(yùn)動仿真模塊打開減速器的裝配模型文件，單擊“開始”，選取“運(yùn)動仿真”命令，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)動仿真狀態(tài)。6.2定義連桿1、定義箱體為固定連桿L0013、定義高、中、低速軸及其上的零部件為連桿 L002-L0046.3定義運(yùn)動副1、定義高速軸旋轉(zhuǎn)副J0022、定義中、低軸為旋轉(zhuǎn)副J003、J004--Joints2-JODIN単皿02S]^10030刊麗3、添加齒輪副j005、j006■S關(guān)L00 zongzhtanga3fCmotion,!HgLiinfcs.[fl*7LCOlLOQZHljLcos0^4LC04-E1.Uflls0^1032aJOJJ回霽JN4-coupiena-jjo^第」牛運(yùn)動■6.4創(chuàng)建算法和求解~a訓(xùn)處*①即、［匸】▼a6.5運(yùn)動仿真及動畫生成6.6生成圖像（詳細(xì)請查閱仿真文件）渲染圖片輸出7減速箱的表面渲染與處理設(shè)計總結(jié)為什么會選擇減速箱？本想根據(jù)一個實體水壺進(jìn)行測繪建模的，后來覺得水壺還是有點(diǎn)簡單。假如是根據(jù)一些視頻或者書本例子進(jìn)行復(fù)制，感覺是沒有真正懂得用ug,所以最后還是選擇了大二做的課程設(shè)計一減速箱。一份說明書+—張裝配圖2D,這就是我的所有資料，我自主完成了一份實體圖形繪制。在完成這個作業(yè)的工程中我不斷的遇到問題，不斷地自主去尋找答案，將之前課堂上老師所講解的內(nèi)容得到了充分的發(fā)揮。這次UG課程讓我更加深入的了解UG這個軟件，學(xué)會了怎樣去解決一個曾經(jīng)沒有遇到的問題，懂得了從查閱相關(guān)資料和觀看一些視頻中去學(xué)習(xí)去提升， 也讓自己的UG操作水平得到了一個更深的落實與提高。零件建模，方法很多。怎樣才能發(fā)現(xiàn)最優(yōu)方法，這是關(guān)鍵。比如一根軸，可以使用拉伸，也可以使用旋轉(zhuǎn)。這完全取決于你的草圖繪制。但是還是有一些問題解決不了，比如我在畫箱蓋的時候，本來想通過箱體做鏡像操作，得到一下箱蓋的實體，可是如果把箱體的實體刪除，則箱蓋的實體也會刪除。這個問題暫時解決不了。模型裝配，凡事不可能一蹴而就，裝配也不例外。怎樣才能做到有條不紊，關(guān)鍵在于分段。把總裝配劃分為若干個子裝配，按部就班，分割的子裝配好了，總裝配就迎刃而解了。工程圖制作比較靈活，相比AutoCAD比較簡便，視圖的選取是關(guān)鍵，視圖選準(zhǔn)了，標(biāo)注就變得簡單了，UG的標(biāo)注也是挺簡便的，包括形位公差，表面粗糙度。特別是裝配圖的制作，效率比AutoCAD高很多。不過，一般UG的工程圖都不完善，需要在AutoCAD里面進(jìn)行修改，視圖里面可能會有一些多余的線條，還有中心線需要自己添加，尺寸的修改，使工程圖更加完善。運(yùn)動仿真是一個很好玩的過程，我們可以根據(jù)裝配模型進(jìn)行分析，定義連桿，添加運(yùn)動副，添加齒輪副。進(jìn)行運(yùn)動解算，仿真。這里有一個比較關(guān)鍵的地方就在于齒輪的嚙合點(diǎn)的選取。齒輪是線接觸，選取點(diǎn)的時候一定要注意。渲染是一個思維想象空間。其實也挺考人的，我覺得這里面大有文章，一個好的渲染可以使設(shè)計效果更為吸引人。我覺得這方面需要再加點(diǎn)功夫才行。從建模、裝配、制圖、有限元分析、運(yùn)動仿真再到渲染，我基本掌握 UG中的常用建模裝配功能，學(xué)會了利用UG進(jìn)行簡易分析模擬仿真。從查閱書籍到自學(xué)完成此次設(shè)計，我在UG的使用技巧上學(xué)會很多，也增強(qiáng)