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完成日期:
2013年6月15日
潍坊科技学院
基于UG的CAD/CAM期末考试设计
任务书
题目名称
减速箱产品CAD/(或CAE)
综合设计分析
学生学院
机械工程学院
专业班级
姓名
学号
一、课程设计的内容
1.设计减速箱零件结构模型;
2.在UnigraphicsNX6.0/NX8.0平台上建立减速箱零件/产品结构的三维参数化、变量化实体(装配)模型;
3.在UnigraphicsNX6.0/NX8.0平台上按国家制图标准绘制工程图。
成绩优秀者必须补充完成下列设计内容:
1.对所设计的模型设置光照、背景、材料纹理等条件,完成模型渲染,输出模型高质量的视觉效果图;
2.1).根据有限单元分析法的基本原理和思想,对所设计的机构进行静力学分析,包括设计分析模型简化、单元网格划分、材料特性定义、约束定义、载荷及边界条件定义、模型分析解算等;
2).根据机构运动学的基本原理和方法,在产品三维参数化实体装配模型的基础上,定义机构的运动副、运动驱动、运动关系,创建运动分析模型,利用ADAMS解算器完成运动分析求解;
3.后处理及仿真,输出有限单元分析(或机构运动分析)结果(包括:
应力、应变云图,变形过程动画仿真;
或机构运动仿真动画,运动件轨迹,主要运动件位移、速度、加速度、加加速度曲线图),根据分析结果提出修改意见或方案。
二、课程设计的要求与数据
1.采用参数化实体建模技术,进行产品结构的三维参数化、变量化实体(装配)模型的设计;
2.通过变量、表达式和AssociativeCurve等建立图素间的关联关系,修改表达式的值能实现零件的关联变化;
3.要求使用1~2个Sketch建立轮廓截面;
4.建模过程中应包含总数不少于15个特征操作(包括扫描特征、成型特征、参考特征以及特征编辑的操作);
4.要求零件工程图纸严格按照国家标准绘制,标注尺寸、公差、粗糙度、技术要求等;
5.工程图应具有符合标准的边框、标题栏,要求单独建立标准的带标题栏的图框,通过插入图样的形式将图框插入到零件的工程图中;
6.说明书要求描述建模和绘图工作的主要过程与操作步骤,最后进行设计总结分析和回答思考题。
成绩优秀者必须补充达到下列设计要求:
1.建模过程中应包含总数不少于25个特征操作,其中包括网格曲面特征、扫描特征、联合体特征、面倒角等细节特征、参考特征、装配(Top-Down或Bottom-Up)、WAVE几何链接等操作;
2.生成输出产品(或零件)模型高质量的视觉效果彩图。
3.1).根据产品(零件)的结构和工作条件,定义模型的材料特性、边界条件和载荷的性质及大小;
2).根据产品(零件)的结构和工作条件,定义模型的运动副、边界条件和驱动的类型及具体数值;
4.1).分析结果要以表格、图线的形式提交;
2).运动仿真要提供仿真动画文件;
三、课程设计应完成的工作
1.设计减速箱零件结构;
2.建立减速箱零件三维参数化、变量化实体模型;
3.基于零件主模型,按国家标准绘制零件工程图;
4.编写设计说明书。
(按设计说明书的格式书写)
成绩优秀者必须补充完成下列设计工作:
1.对模型进行渲染,输出模型高质量的视觉效果图;
2.1).对产品(零件)进行结构的有限单元分析、仿真,输出分析结果,提出改进方案;
2).对产品的运动机构进行运动分析、仿真,输出分析结果,提出改进方案;
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
收集、整理资料,拟订减速箱(零件)三维
结构方案
大学城校区
5.28~5.30
2
减速箱产品(零件)三维参数化实体建模
5.31~6.6
3
修改、完善零件3D产品(零件)三维参数化实体模型
6.7~6.9
4
1).对三维模型进行结构力学有限单元分析,仿真,输出分析和仿真结果;
2).对三维模型进行运动分析,仿真,输出运动分析和仿真结果;
6.10~6.15
5
1).根据结构分析仿真结果,修改、完善产品(零件)结构三维模型;
2).根据运动分析仿真结果,修改、完善产品(零件)结构三维模型;
6
编写设计/分析说明书
6.16~6.22
7
修改、完善设计内容和说明书,整理、打印资料
6.23~6.26
表1
五、应收集的资料及主要参考文献
[1].零点工作室编著.《精通UGNX4.0》.北京:
电子工业出版社.2006-09;
[2].中国机械工程学会等主编.机械设计手册(电子版)(含光盘1张).北京:
电子工业出版社.2007-01;
[3].洪如瑾.UGNX4高级仿真培训教程.北京:
清华大学出版社.2007-03;
[4].耿鲁怡,徐六飞编译.UG结构分析培训教程——UGSPLM应用指导系列丛书.北京:
清华大学出版社.2005-01;
[5].胡小康编译.UGNX4运行分析培训教程(含盘一张).北京:
清华大学出版社.2006-11;
[6].卫兵工作室编著.UGNX中文版数控编程入门与实例进阶(含盘).北京:
清华大学出版社.2007-02;
[7].UGS公司编.UGNX4.0CAST.美国.2006。
发出任务书日期:
2013年5月27日
指导教师签名:
计划完成日期:
2013年6月26日
基层教学单位责任人签章:
主管院长签章:
1.
前言
4
2.
设计分析及步骤
5
2.1减速箱零件结构分析
2.2建立减速箱零件三维参数化、变量化实体模型
6
3.
装配模型的建立
14
3.1装配减速箱模型
3.2生成减速箱爆炸图
16
3.3生成渲染效果图
3.4生成工程图
17
4.产品建模小结
18
6.思考题
6.参考文献
1.前言
减速器是一种动力传达机构,利用齿轮的速度转换器,将电机的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的机构。
减速器在各行各业中十分广泛地使用着,如冶金、运输、化工和建筑等,是一种不可缺少的机械传动装置。
一般的减速器有斜齿轮减速器(包括齿轮减速器、圆柱齿轮减速器、大功率齿轮减速箱,斜齿轮减速器、平行轴斜齿轮减速器、无级变速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等。
本次设计的模型为二级减速器中的斜齿轮减速器,主要的数据来自之前《机械设计》课程设计的参数,同时也参考图书馆UG类设计书籍中的一些数据,充分地将课程设计中的平面造型与UG中的三维造型结合起来。
本次设计充分运用平时所学知识,独立完成了减速箱模型的构造,建模过程程应用了多种多样的成形特征操作,对相似的模型采用不同的方法构造,把一个减速器完整地呈现在眼前。
总共有十五个零(部)件,大概有一百来个步骤。
由于是初次设计,且受限于自身的知识结构不完善,必定有很多的不完整,希望老师在看图时多多见谅。
但是,这次的设计是本人参照书本和课程设计的内容,独立思考,勤于求教同学加上自身的摸索才完成的,是自我心血的结晶。
希望得到老师的肯定。
2.设计分析及步骤
2.1减速箱零件结构分析
减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置,是一种典型的机械基础部件,广泛用于各个行业,如冶金、运输、化工和建筑等。
包括箱座、箱盖、输入轴、输出轴、传动齿轮、轴承、端盖、螺栓等多个零(部)件。
本次设计通过构造实体几何法和扫描法,采用边倒角、倒圆角、打孔、拉伸、镜像等多种特征操作,实现减速箱模型的构造。
2.2建立减速箱零件三维参数化、变量化实体模型
2.2.1箱座
1、步骤简要说明:
A、利用草图和拉伸操作完成箱座大至尺寸的建模
图1
图2
图3
B、利用腔体操作完成箱座内腔、布尔操作将箱座的组成单元求和、求差
图4
图5
图6
C、利用钻孔完成沉头孔、通孔等建模操作、拔模操作制作支撑肋板
图7
图8
D、插入关联复制—圆形阵列完成均布螺栓孔的建模、镜像操作完成两侧轴承孔和螺栓孔的建模
图9
图10
E、倒圆角、倒斜角操作完善箱座建模
图11
F、用到的其他特征和操作:
插入垫块,建立平面和基准
2、完成效果图
图12
2.2.2箱盖
1、步骤和简要说明
A、建立草图、拉伸完成箱盖大至外形建模
图13
图15
图16
B、插入点、利用孔完成凸台上螺栓沉头孔的建模,
图17
图18
C、镜像操作,完成箱盖主体建模
图19
D、建立草图、拉伸、布尔操作,完成箱座顶部透气盖板处的建模;
孔操作和矩形阵列完成透气盖板安装螺栓孔
图20
图21
E、利用倒斜角、倒圆角完善箱盖建模
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