汽车CAD课程设计朱槿.docx
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汽车CAD课程设计朱槿
汽车CAD课程设计
报告
班级:
13交通A1
学号:
20134810316
姓名:
朱槿
日期:
2016.12.09
课程设计任务书
学院
工学部
专业
交通运输
姓名
朱槿
学号
20134810316
课程设计题目
基于CATIA的汽车变速器三维建模设计
实践教学要求与任务:
要求:
1. 应用catia软件进行草图绘制,建模过程中能正确绘制草图。
2. 应用实体建模模块及装配模块的方法,能正确建立各零件模型,并按照一
定的装配关系正确装配模型。
3. 掌握工程图的生成方法及尺寸标注,能够正确生成零件或装配体模型的工
程图。
任务:
1.确定变速器建模思路,确定各零部件装配尺寸
2.创建一个零件的三维实体模型
3.对零件进行装配
4.创建总成装配图
5.工作图包括:
(1)零件的三维实体模型;
(2)总成的三维装配图
(3)总成的二维装配图。
实践教学评定意见:
评定意见:
评定成绩:
指导教师(签名):
年 月 日
1绪论……………………………………………………………………4
1.1CATIA简介…………………………………………………………4
1.2课程设计内容及目的………………………………………………5
2输入轴零件三维实体建模过程………………………………5
3变速器虚拟装配过程……………………………………………16
4变速器二维装配图创建过程……………………………………20
5小结………………………………………………………………21
1.绪论
1.1CATIA简介
CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。
作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分,它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。
模块化的CATIA系列产品提供产品的风格和外型设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工、分析和模拟。
CATIA产品基于开放式可扩展的V5架构。
通过使企业能够重用产品设计知识,缩短开发周期,CATIA解决方案加快企业对市场的需求的反应。
自1999年以来,市场上广泛采用它的数字样机流程,从而使之成为世界上最常用的产品开发系统。
CATIA系列产品在八大领域里提供3D设计和模拟解决方案:
汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计(主要是钢构厂房)、建筑、电力与电子、消费品和通用机械制造。
设计对象的混合建模:
在CATIA的设计环境中,无论是实体还是曲面,做到了真正的交互操作;
变量和参数化混合建模:
在设计时,设计者不必考虑如何参数化设计目标,CATIA提供了变量驱动及后参数化能力。
几何和智能工程混合建模:
对于一个企业,可以将企业多年的经验积累到CATIA的知识库中,用于指导本企业新手,或指导新车型的开发,加速新型号推向市场的时间。
CATIA具有在整个产品周期内的方便的修改能力,尤其是后期修改性无论是实体建模还是曲面造型,由于CATIA提供了智能化的树结构,用户可方便快捷的对产品进行重复修改,即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改,或者是对原有方案的更新换代,对于CATIA来说,都是非常容易的事。
1.2课程设计内容及目的
内容:
1.应用CATIA软件进行输入轴绘制,建模过程中能正确绘制草图。
2.应用实体建模模块及装配模块的方法,能正确建立各零件模型,并按照一定的装配关系正确装配模型。
3.掌握工程图的生成方法及尺寸标注,能够正确生成零件或装配体模型的工程图。
目的:
1.使小组成员在输入轴齿轮建模时使用平行线法生成渐开线曲线。
2.使每个人都应掌握虚拟装配及装配图的操作过程。
3.使每个人熟练掌握生成工程图。
2.输入轴零件三维实体建模过程
2.1输入轴
输入轴的建模,首先根据测量的尺寸在机械设计的草图界面中绘制一个圆,退出草图界面使用“凸台”的指令,生成一段轴体,再使用轴体的侧面为基准面进入草图,画出下一段轴体的圆,然后生成下一段轴体,依次类推。
2.2斜齿轮
2.2.1:
在CATIA软件中运用公式指令输入斜齿轮的齿数,模数,压力角,螺旋角,齿厚等各项参数,如图2.2.1
图2.2.1
2.2.2:
通过在公式指令中添加公式用上述参数进行齿轮齿顶圆、齿根圆、分度圆、基圆半径的计算。
如图2.2.2
图2.2.2
2.2.3:
建立法则曲线x,y。
如图2.2.3所示
点击fog按钮,建立一组关于参数t的函数:
x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)
y=(rb*cos(t*PI*1rad))+((rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad))
图2.2.3
2.2.4:
画渐开线
首先以原点建立一个点,再用画圆工具画出齿顶圆、分度圆、齿根圆。
如图2.2.4
图2.2.4
2.2.5:
根据原点建立一条直线(xy平面的法线)如图2.2.5
图2.2.5
2.2.6:
利用平行曲线命令功能完成两条曲线的绘制.如图2.2.6
图2.2.6
2.2.7:
利用混合功能将上一步建立的两条曲线混合为一条曲线.如图2.2.7
图2.2.7
2.2.8:
将混合后的曲线投影在xy平面内,投影就是一条渐开线。
如图2.2.8
图2.2.8
2.2.9:
利用外插延伸完成渐开线与齿根圆的相交。
如图2.2.9
图2.2.9
2.2.10:
利用圆的功能完成渐开线与齿根圆的倒圆角。
如图2.2.10
图2.2.10
2.2.11:
建立对称线完成齿槽另一侧齿廓的建立。
如图2.2.11
图2.2.11
2.2.12:
利用对称功能完成齿廓线与齿根圆角的对称,再利用修剪功能完成最终轮廓的修剪。
如图2.2.12
图2.2.12
2.2.13:
利用旋转功能进行旋转,得到所要连接的两个齿形面。
如图2.2.13
图2.2.13
2.2.14:
利用多截面曲面定义建立曲面1。
如图2.2.14
图2.2.14
2.2.15:
利用圆定义建立圆1。
如图2.2.15
图2.2.15
2.2.16:
拉伸曲面定义拉伸圆1。
如图2.2.16
图2.2.16
2.2.17:
利用封闭曲面,对圆进行拉伸。
如图2.2.17
图2.2.17
2.2.18:
通过圆形阵列进行齿的阵列。
如图2.2.18
图2.2.18
2.3直齿轮
直齿轮与斜齿轮的绘制方法相同,由于绘制全程使用参数化,所以只需改动齿轮的齿数、模数等,并使得螺旋角β为0°,即可得出直齿轮.
2.4生成输入轴
将画好的输入轴与齿轮装配在一起。
如图2.4
图2.4
3变速器虚拟装配过程
1.打开catia-开始-机械设计-装配设计
2.插入-现有部件中插入所有零件
3.对两根轴进行偏移定位,距离为66.25。
根据两个轴的中心距来确定两个轴的位置。
如图3.3所示
图3.3
4.打开碰撞约束后使用操作
按照各零件位置关系对两根轴上的所有零件进行尝试性装配
5.使用相合约束或者接触约束,利用轴线位置、面与面之间的关系等对各零件进行约束
6.已知二档齿轮固定在输入轴上,则三档齿轮的位置可根据二挡齿轮的位置来确定。
利用曲面接触,使二档齿轮最左端平面与三档齿轮最右端平面相接触。
如图3.5所示
图3.6
7.在上一步中,已确定了输入轴三档齿轮的位置。
输入轴三档齿轮与输出轴三档齿轮相啮合,而输出轴三档齿轮固定在输出轴上,则可利用输入轴三档齿轮与输出轴三档齿轮之间的位置确定输出轴的位置。
如图3.7所示
图3.7
8.接下来,首先对输入轴进行装配。
依次在输入轴上装配三档摩擦环、三四档花键毂、四档齿轮、四档摩擦环、三四档结合套。
然后对输出轴进行装配,讲部件一个个的装上。
最终所有的约束命令如图所示3.8所示
图3.8
9.装配完成。
最终效果图如图3.9所示
图3.9
4.变速器二维装配图
先利用CATIA通过三维装配图生成二维装配图,再通过命令生成剖面图,然后通过对剖面图进行修改,增减剖面线,对各个零件进行剖视,然后进行标注,通过拉取物料清单生成零件表,再生成零件序号,标明技术要求,最后生成如图4.1
图4.1
小结
在这次的实训中,我与汪德建、朱景亭、彭坤为一组,我们共同完成了输入轴的测量与绘制。
由于我是跨专业考研,考期临近,感觉自己已经忙得脱不开身了,很多事情无法兼顾,常常有一种力不从心的无助感。
我这次能够顺利的完成课程设计与小组成员们对我的帮助密不可分。
在绘图过程中,遇到不会的问题去请教他们,同学都知无不言,十分热心。
轴的完成也可谓是一波三折。
在进行正式绘制前的测量工作中,有一些数据当时被我们忽略了,以至于在后来进行绘制与装配时遇到了困难,不得不又重新回实验室进行测量,彼此之间通力合作,结合新数据整改并重新完成了任务。
在小组中,我的任务是测量、完成轴的草图绘制、以及参与绘制了输入轴二档斜齿轮。
通过不断的探索与学习,这次实训让我熟悉了CATIA的软件操作界面,学会了如何利用CATIA软件制作斜齿轮,如何装配,如何标注等等。
在此次实践中,我的制图能力得到了很大的提升。
从一开始的觉得自己做不到,到现在能交出一份完整的作业,我觉得实训带给我的除了技能上的成长外,还有关于心态上的吧。
让我相信自己的学习能力,而不是从一开始就否定自己,畏惧它。
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