CADCAM课程设计任务说明书.docx

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CADCAM课程设计任务说明书

一．前言

本次课程设计按照任务说明书的要求，我做的是二级圆柱齿轮减速器的三维建模以及运动仿真，主要设计数据来自我的机械设计的课程设计计算，其中模型的尺寸主要依据我的二维图纸（后附），模型共有以下几部分组成：

箱体、齿轮、轴、轴承、轴套、端盖、螺钉。

总计用时大概三天时间，我分一周的时间分别各部完成，下面就将我的主要成果一一书写如下，请老师指正。

二．零部件建模

2.1箱体

箱体建模主要由拉伸构成，辅助以打孔、阵列、镜像、倒角、筋工具。

其中油标孔由旋转而成。

具体数据参数见后附的CAD工程图。

2.2齿轮

本模型中共有两对四个齿轮，均采用轮廓法建模而成（方法由网上教程而来），通过参数方程获得渐开线，而后获得轮齿的完整轮廓，最后阵列，得到一个完整的齿轮，鉴于齿轮建模较为陌生下面我将说明齿轮建模具体的步骤。

1.用拉伸画一个直径为齿顶圆，厚度为齿宽的的圆柱体

2.插入基准曲线---从方程--完成--选取--坐标（三个面的交点）---笛卡尔---输入参数（参数如下）

３．选中步骤２做好的蓝色的曲线---镜像---得到第2根蓝色的曲线，此时两根曲线是相交的八字形．如图

4．点取第2根曲线（注意此时曲线以粗红色显示）

主菜单“编辑”---“复制”---主菜单“编辑”——“选择性粘贴”---在操作面板上选取“旋转”按钮，——选取旋转中心轴----输入旋转角度（（360/2/z）+1.74）

得到第3根细红色的曲线,该曲线与第一根曲线相交的。

（注意:

原来的第2根曲线消失了）

5．选中第3根曲线（注意此时曲线以粗红色显示）、

主菜单“编辑”---“复制”---主菜单“编辑”——“选择性粘贴”---在操作面板上选取“旋转”按钮，——选取旋转中心轴----输入旋转角度（-360/z），（即该曲线要与前面旋转的方向相反），此时发现模型区域如下所示：

点取确定退出操作，得到第4根蓝色曲线，此时两根曲线成八字所示如图：

6．用草绘曲线按钮画曲线：

先画一个齿根圆，用使用边命令选取那两根曲线（八字形的两根曲线）和齿顶圆

---分别过那两根八字形的曲线的末端作切线，与齿根圆交两点

---修剪多余边---给根部倒角（R=0.2*m），得到图形如下所示：

7.拉伸---去除材料-----草绘——选取步骤6所得的封闭线框，切削得到齿槽．

阵列齿数

8.根据不同的尺寸对不同齿轮设计不同的结构形式，分度圆小于160采用整体式，大于160小于500采用腹板式。

（主要使用拉伸和打孔工具，辅助以倒角和阵列）如下图

腹板式整体式

2.3轴

本减速器共有三根轴，主要采用旋转工具，辅助以拉伸打键槽孔、倒角工具。

详见下图

输入轴

中间轴

输出轴

2.4轴承

轴承主要采用旋转工具，辅助以倒角和阵列工具，具体步骤如下：

1.拉伸一个直径为轴承外径厚度为轴承后的圆柱

2.使用旋转去除材料，结果如下

3.用旋转得到滚珠，根据具体参数以轴阵列。

最后结果如图：

轴承一轴承二

2.5轴套

轴套主要通途在于齿轮、轴承与轴的定位，以及调整间隙，结构就是圆柱环，主要采用拉伸，辅助以倒角工具，十分简单。

本减速器共有五个轴套，部分如下图：

2.6端盖

端盖用于定位和保持减速器的密封，其外径与箱体的轴承座外径相同，凸缘直径与轴承外径相同，厚度小于轴承的圈厚度以便于准确定位，用旋转工具得到主体，辅助以打孔用于螺钉连接箱体，倒角，和拉伸。

模型如下图：

用于输入轴用于中间轴

2.7螺钉

螺钉主要用于连接轴承端盖和箱体以及箱体和箱盖，本减速器的连接螺栓为M12，具体参数参见国家标准。

具体建模方法如下：

1.用旋转得到一个阶梯圆柱，大头直径为24，高8，小头直径12，高20。

2.用拉伸得到正六边形螺栓头部，用旋转倒角。

完成1、2步骤结果如下图：

3.用螺旋扫描得到螺纹，具体步骤如下截图：

模型如图：

三．装配总成图及爆炸图

3.1装配步骤及装配图

1.新建装配文件得到装配界面的工具栏

2.先装配箱体，定义成缺省，及完全约束。

3.装配轴承，由于在设计时已经把轴承表面距箱体距离确定，故在创建箱体时创建了基准面，装配轴承时只需用：

（轴承的轴与孔轴）对齐——（轴承表面与基准面）对齐。

如下图：

4.装配轴，由于轴承的轴向自由度需借助轴肩约束，因此在装配轴是轴向约束采用轴肩与轴承表面对齐，中心轴与孔轴对齐，且轴要定义成销钉。

5.装配齿轮，齿轮轴线与轴的轴线对齐，齿轮端面与相应的轴肩对齐，4、5步骤后，装配如下图：

6.装配定位轴套，由于轴肩不能满足所有的齿轮与轴承的定位，故设计轴套辅助定位，采用轴套的中心轴线与轴的中心轴线对齐，端面与相对应的轴肩对齐。

7.装配端盖，端盖主要起密封以及辅助轴承的轴向定位的作用，装配时端盖中心轴与孔的中心轴对齐，水平面与箱体上表面对齐，端盖凸缘面与相应的轴承圈表面对齐，这样端盖得到完全约束，符合实际情况。

8.装配连接螺钉，螺钉大头表面与端盖外表面对齐，轴线与相应的螺纹孔轴线对齐，其余螺钉以此类推。

由此1至8个大步骤完成装配，其中有的类别零件有多个，重复对应步骤即可。

完成装配，总装图如下：

3.2爆炸图及其步骤

如上图所示操作得到的爆炸图如下：

由于上图不能很好地反映各个零件，故需对上图进行修改对零件进行移动，操作如下：

选择上图中的编辑位置，得到如下界面：

根据自己想要的位置选择不同的零件和不同的移动轴，最终爆炸图如下：

爆炸图一

爆炸图二

四．运动仿真步骤简介

运动仿真是自己在教程中学习，基本步骤截图如下：

在装配时已经定义了轴为销钉，在装配界面选应用程序——机构，得到如下图右边菜单栏

：

选择齿轮图标按下面图示操作：

其中，定义第一对齿轮选输入轴为主动轴，方向不变，节圆为44，中间轴为从动轴，方向不变，节圆为196。

定义第二对齿轮选中间轴为主动轴，变向，节圆为196，输出轴为从动轴，方向不变，节圆为240。

定义输入轴伺服电机，转速500，起止时间30秒。

五．三维转二维工程图主要步骤截图

此步骤我做的是输出轴即大轴的二维图及其轴测图，我通过在PRO/E中进行三视图及轴测图的转换，在保存副本成DWG的格式，在CAD中进行尺寸标注，以及其他工程图的基本要求的完成，最终得到轴的二维图。

因为版本设置的原因，所有如尺寸标注等有与标准相异的地方，望老师理解。

对于工程图的基本要求我基本在CAD都已完成，望老师指正。

六．运动学分析截图

以两上图分别为减速器三轴的位置和速度的运动学分析函数图，具体数据见后附导出文件。

七．课程设计总结

我在本次课程设计的主要收获有：

第一：

进一步熟悉了PRO/E的建模及各种命令的操作。

第二：

接触了PRO/E的运动仿真，增加了我对此软件的认知。

第三：

在建模时充分的培养了我的细心和认真的工作态度。

第四：

使我加强了自主学习和与同学交流合作的能力，使我的综合能力进一步加强。

同时本次课程设计有以下不足：

第一：

对齿轮没有进行参数化设计建模，我找到了相关教程但多次尝试没有成功，最终选择轮廓法，

第二：

由于减速器零件复杂且多故只两对齿轮副没有其他机构，相对单一。

第三：

没有对轴承进行运动仿真，没有对箱盖建模，相对不是很完整。

总之，本次课程设计是我尽自己能力完成，虽然有许多不足，但我看到认识到了自己不足的方面，我会继续努力改正，争取更大的进步。

敬请老师批评指正。

八．参考文献

[1]栋才，军，永奎.机械CAD/CAM技术及应用中国农业大学

[2]王致坚，郭雪娥.Pro/ENGINGNEER基础教程大学

附减速器CAD装配图

箱体PRO/E导出绘制CAD图

CAD/CAM课程设计任务书

1．CAD/CAM课程设计的任务：

1.自主选择一个机构，使用Pro/E绘制零件的三维实体造型。

2.把各个零件装配成一个装配体。

3.选取装配体中的一个关键零件，绘制其工程图。

4.进行机构的运动学仿真分析。

5.写一份设计说明书，要求容应该包含各个零件建立的步骤，并要求一定的辅助图说明。

装配体的总成图、爆炸图、各个零件的图应包含在说明书中。

2.CAD/CAM课程设计的目的：

通过设计实践进一步树立正确的设计思想。

培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握现代机械设计设计方法与手段，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉PROE三维实体建模和运动学仿真的基本技能。