1、 三維CAD課程設計說明書題 目： 二級圓柱齒輪減速器造型設計 院（部）： 機械工程學院 專業： 機械設計制造及其自動化 班級： 機設0902 學生姓名： 牟永熊 指導教師： 何麗紅 譚加才 完成日期： 2011-12-25 目 錄一、前言 2二、減速器零部件三維造型設計1、箱蓋造型設計 32、中間軸造型設計 7三、生成工程圖1、箱蓋的工程圖92、低速軸的工程圖11四、虛擬裝配1、軸與其上零件的裝配122、軸與其上零件的裝配133、軸與其上零件的裝配144、箱座與其上齒輪的裝配155、箱蓋與軸承及其零件的裝配166、總裝配16五、心得體會 18六、參考文獻19一、前言 計算機輔助設計，泛指設計

2、者以計算機為主要工具，對產品進行設計、繪圖、工程分析與編撰技術文檔等設計工作的總稱，是一項綜合性技術。本次課程使用的主要軟件是UG，UG是一個高度集成的CAD/CAM/CAE軟件系統，可應用與整個產品的開發過程，包括產品的概念設計、建模、分析和加工等。該軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配、和生產工程圖設計等功能，在設計過程中還可進行有限元分析、機構運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高設計的可靠性。課程設計的目的、基本任務、設計內容及要求如下：1、目的學習機械產品CAD設計基本方法，鞏固課程知識，提高動手實踐能力，進一步提高運用計算機進行三維造型及裝配設計、工程圖繪制方面的能力，了解

3、軟件間的數據傳遞交換等運用，掌握CAD軟件應用。2、基本任務：結合各人已完成機械原理、機械設計等課程設計成果，綜合應用UG等CAD軟件完成齒輪減速器三維實體造型及工程圖設計。3、設計內容及要求1）減速器零部件三維造型設計。建模必須依據設計圖紙表達出零件的主要外形特征與內特征，對于細部結構，也應盡量完整的表達。2）應用工程圖模塊轉化生成符合國家標準二維工程圖。裝配圖上應標注外形尺寸、安裝尺寸、裝配尺寸以及技術特性數據和技術要求，并應有完整的標題欄和明細表。零件工程圖上應包括制造和檢驗零件所需的內容，標注規范（如形位公差、粗糙度、技術要求，對齒輪還要有嚙合參數表等）。3）減速器虛擬裝配。將各零件按

4、裝配關系進行正確定位，并生成爆炸圖。4）撰寫課程設計說明書。說明書應涵蓋整個設計內容，包括總體方案的確定，典型零件造型的方法，工程圖生成過程，虛擬裝配介紹，心得體會（或建議）等，說明書的字數不少于3千字。二、減速器零部件三維造型設計1.箱蓋造型設計設計的思路是首先構造箱座大凸緣，再構造凸臺，然后拉升箱體和底板，然后在箱體外壁建凸臺用以生成軸承套。（1） 凸緣的生成做出大凸緣的草圖，然后對草圖進行“拉伸”，從而得到大凸緣，如下圖所示。（2） 蓋體的構造由“基準平面”建立中間平面，在中間平面上繪出蓋體外輪廓的草圖，對草圖執行“對稱拉伸”，得到蓋體，如下圖所示。（3） 軸承座旁螺栓凸臺的構造首先做出

5、軸承座旁螺栓凸臺的草圖，然后對草圖進行“拉伸”，從而得到軸承座旁螺栓凸臺，如下圖所示。（4） 軸承座凸臺的構造運用“凸臺”命令構造三個凸臺，以中間基準平面為對稱平面對三個凸臺進行“鏡像”操作，然后用“修剪體”命令對凸臺進行修剪，去除多余的部分，如下圖所示。（5） 箱蓋內腔構造 在以箱體外壁平面上建立草圖，用拉伸命令對箱蓋內部按尺寸求差，得到內腔。如 下圖所示。 （6） 軸承座孔構造運用“孔”命令在軸承座凸臺上生成孔，得到軸承座孔，如下圖所示。（7） 吊耳的構造在中間基準平面上繪出吊耳的草圖，對草圖執行“對稱拉伸”，并打孔，得到兩吊耳，如下圖所示。（8）窺視孔的構造畫出窺視孔草圖，執行“拉伸”，

6、得到窺視孔，然后打出M6螺釘孔，如 圖所示。（9） 孔的設計 打M16螺栓沉頭孔、銷孔、M10起蓋螺釘孔、軸承蓋M6螺釘孔、M8螺釘孔，如 下圖所示。（10） 拔模、倒角、倒圓對軸承凸臺、軸承座旁螺栓凸臺、吊耳拔模；對軸承座端面倒角；對一些局部倒圓，完成箱蓋的構造，如 下圖所示。2.中間軸造型設計設計的思路是：分別確定各軸端的直徑和長度，繪制草圖，由旋轉生成。（1） 草圖的繪制在默認平面內繪制草圖，如下圖所示。 （2） 旋轉生成軸運用“旋轉”命令，如 下圖所示。 （3）鍵槽的構造先創建鍵槽的放置平面，方法是創建基準平面，該平面與開鍵槽的軸段相切，然后利用鍵槽命令構造鍵槽，如下圖所示。 （3）

7、倒角、倒圓的構造為了使軸上零件便于安裝、減小軸上的應力集中，對軸進行必要的倒角、倒圓處理，如 下圖所示。3.斜齒輪造型設計設計的思路是：先由“gear1.grx”文件生成軸的齒輪部分，再由拉升生成腹板及腹板孔。（1）輪齒的構造在UG建模環境下，調用“gear1.grx”文件。輸入齒輪的各項參數，生成齒輪。齒輪的參數為：齒數z=69，法面模數mn =2.5mm，螺旋角=14.6，齒寬b=45mm如 下圖所示。（2）腹板及腹板孔的生成 構建草圖，由拉伸命令按尺寸拉伸后求差，由孔命令鉆孔。三、生成工程圖1.箱蓋工程圖的生成首先用UG打開箱座的零件模型，進入“制圖”模塊，新建圖紙頁，選擇“大小”為A1

8、，“比例”為1：1，選擇投影方式為第一象限角投影方式。接著添加基本視圖，由“FRONT”視圖開始，投影出主視圖，接著向下投影出俯視圖，向右投影出左視圖，如下圖所示。然后將生成的圖線放到CAXA中進行尺寸和技術要求的標注，先要將UG中prt格式的零件模型文件轉換成AutoCAD 2004中dwg格式的平面圖形文件。在UG的菜單欄中點擊“文件”菜單，選擇“導出”，進一步選擇“2D Exchang”命令，在出現的對話框中選擇合適的目標位置，點擊確定，程序將自動生成工程圖。接著用CAXA打開生成的dwg平面圖形文件，先對圖線進行修改，改正其中不符合標準的錯誤，接著設置圖幅、布圖，然后對圖線進行標注。如

9、下圖所示。最后將文件另存為exb格式文件。2.低速級軸工程圖的生成低速軸采用一個正視圖來表達，附加兩個帶鍵槽的軸段剖視圖來表達軸孔。首先用UG打開箱座的零件模型，進入“制圖”模塊，新建圖紙頁，選擇“大小”為A2，“比例”為1：1，選擇投影方式為第一象限角投影方式。接著添加基本視圖，如下圖所示。接著用與轉換箱座平面圖相同的方法，生成齒輪的平面圖接著用CAXA打開生成的dwg平面圖形文件，先對圖線進行修改，改正其中不符合標準的錯誤，接著設置圖幅、布圖，然后對圖線進行標注。如下圖所示。最后將文件另存為exb格式文件。四、虛擬裝配裝配的思路是：按自底向上的方法建立裝配，先建立一些子裝配，子裝配包括三根

10、軸分別與其上齒輪、套筒、軸承的裝配、箱蓋與其上各零件的裝配、軸承蓋與密封氈圈、螺釘的裝配，然后將各個子裝配、螺栓連接各零件、油標尺、油塞等零件與箱座進行裝配，來建立減速器的總裝配模型。1、軸與其上零件的裝配打開UG，進入“裝配”模塊，首先由“添加組件”命令加載軸，選擇定位方式為“選擇原點”，將原點放在默認位置；接著加載軸承，選擇定位方式為“通過約束”，用兩個“接觸”約束來確定軸承的位置，一是軸承內圈表面與齒輪軸軸頸表面接觸；二是軸承內圈端面與齒輪軸上的軸承定位軸肩端面接觸。這樣，軸承就準確定位在軸上了。按照同樣的方法裝配另一個軸承，如下圖所示。接下來加載鍵，然后對它進行約束，用三個“接觸”約束

11、，一是鍵的底面與鍵槽的底面接觸，二是鍵的側面與鍵槽的側面接觸，三是鍵的圓柱面與鍵槽的圓柱面接觸。這樣，鍵就被裝入了齒輪軸的鍵槽中，如圖下圖所示。2、軸與其上零件的裝配打開UG，進入“裝配”模塊，首先由“添加組件”命令加載軸，選擇定位方式為“選擇原點”，將原點放在默認位置；接著裝配低速級主動齒輪鍵、高速級從動齒輪鍵，裝配方法與軸上鍵相同，如下圖所示。接著低速機主動齒輪、高速級從動齒輪，裝配方法與軸上軸承相同，如下圖所示。然后裝配兩套筒，分別通過兩個“接觸”約束來進行定位，一是套筒的孔的表面與軸身表面接觸，二是套筒端面與齒輪端面接觸。最后裝配兩軸承，分別通過兩個“接觸”約束來進行定位，一是軸承內圈

12、的孔的表面與軸身接觸，二是軸承端面與套筒的端面接觸，如下圖所示。 3、軸與其上零件的裝配打開UG，進入“裝配”模塊，首先由“添加組件”命令加載軸，選擇定位方式為“選擇原點”，將原點放在默認位置；接著裝配齒輪鍵，裝配方法采用相鄰三面接觸，如下圖所示。 齒輪和軸承安裝方法同上，如下圖所示。4、箱座與其上齒輪軸的裝配打開UG，進入裝配模塊，加載箱座，將其放在默認原點位置，接著裝配第一軸，通過齒輪內圈與基準面接觸和齒輪與凸臺同中心兩個約束實現裝配第二軸和第三軸的裝配方法同上，如下圖所示。5、箱蓋與軸承蓋及其上零件的裝配打開UG，進入裝配模塊，加載箱蓋，將其放在默認原點位置，接著裝配軸承蓋墊片，通過兩種

13、約束進行定位，一是墊片的底面與箱蓋蓋“接觸”，二是墊片相鄰的兩個孔與箱蓋蓋上對應的孔“同心”，軸承蓋裝配于此相同。然后裝配軸承氈圈，裝配方法采用氈圈與軸承蓋接觸以及同中心的方法進行定位，如下圖所示。其他軸承蓋按照相同的方法進行裝配。 6、總裝配打開UG，進入裝配模塊，加載裝好軸箱座，將其放在默認原點位置。加載箱蓋組件采用兩凸緣邊對其的方法，實現箱座箱蓋的定位。如圖下所示。接著裝上油標尺、油封墊和油塞，蓋上箱蓋，插上兩個定位銷。然后將箱蓋與箱座用螺栓連接。接著裝配由軸承蓋與其上零件裝配成的子裝配，最后裝上起蓋螺釘。如下圖所示。 五、心得體會通過兩周的UG課程設計，我掌握了使用UG建立簡單零件模型

14、并將零件模型裝配起來的技能。在這個過程中，不僅學會了如何去建立零件模型或通過幾何約束將零件裝配到一起，更學會了規劃造型設計工作的方法，按照合理的順序來安排工作；學會了查找各種資料、學習新的知識、解決新的問題的方法。課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎通過這次UG設計，我在多方面都有所提高，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，

15、獨立思考的能力也有了提高。在建立零件模型和將對零件進行虛擬裝配的過程中，發現和修改了許多在機械設計過程中遺漏的錯誤，從而深切地認識到虛擬裝配的重大意義。通過對零件模型的虛擬裝配，前面進行的零件結構設計的錯誤暴露無遺，讓我能得以及時的改正。試想，如果是在生產實踐中，通過虛擬裝配來檢驗產品的設計情況，就能避免許多的設計錯誤，進而避免不少的經濟損失。在這次設計過程中，體現出自己單獨設計減速器的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發現自己平時學習的不足和薄弱環節，從而加以彌補。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，在以后的課余時間里需要不斷地加強UG的學習。總之，通過這次課程設計，我學習機械產品CAD設計基本方法，鞏