ug課程設(shè)計(jì)---插齒機(jī)切削部件cadcae綜合設(shè)計(jì)分析

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　課程名稱 CAD/CAE 綜合訓(xùn)練 </p><p>　　題目名稱 插齒機(jī)切削部件CAD/CAE綜合設(shè)計(jì)分析 </p><p>　　學(xué)生學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 </p>

2、<p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化微電子2008級(jí)1班</p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師

3、 </p><p>　　成績(jī)?cè)u(píng)定 </p><p>　　教師簽名 </p><p>　　2011年6月28日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b

4、></p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容</b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)插齒機(jī)切削部件結(jié)構(gòu)模型；</p><p>　　2．在Unigraphics NX 6.0平臺(tái)上建立插齒機(jī)切削部件結(jié)構(gòu)的三維參數(shù)化、變量化實(shí)體模型。</p><p>　　3. 根據(jù)產(chǎn)品的功能及設(shè)計(jì)要求建立組件的裝配模型；</

5、p><p>　　4．在Unigraphics NX 6.0平臺(tái)上按國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制工程圖。</p><p>　　可以適當(dāng)補(bǔ)充完成下列設(shè)計(jì)內(nèi)容：</p><p>　　1. 對(duì)所設(shè)計(jì)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；</p><p>　　2．1).根據(jù)有限單元分析法的基本原理和思想，對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力

6、學(xué)分析，包括設(shè)計(jì)分析模型簡(jiǎn)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；</p><p>　　2). 根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本原理和方法，在產(chǎn)品三維參數(shù)化實(shí)體裝配模型的基礎(chǔ)上，定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)關(guān)系，創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)分析模型，利用ADAMS解算器完成運(yùn)動(dòng)分析求解；</p><p>　　3．后處理及仿真，輸出有限單元分析(或機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析) 結(jié)果(包括：應(yīng)力、

7、應(yīng)變?cè)茍D，變形過程動(dòng)畫仿真；或機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)畫，運(yùn)動(dòng)件軌跡，主要運(yùn)動(dòng)件位移、速度、加速度、加加速度曲線圖)，根據(jù)分析結(jié)果提出修改意見或方案。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)</p><p>　　1．采用參數(shù)化實(shí)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(shí)體(裝配)模型的設(shè)計(jì)；</p><p>　　2．通過變量、表達(dá)式和Associative Curv

8、e等建立圖素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，修改表達(dá)式的值能實(shí)現(xiàn)零件的關(guān)聯(lián)變化；</p><p>　　3．要求使用1～2個(gè)Sketch建立輪廓截面；</p><p>　　4．建模過程中應(yīng)包含總數(shù)不少于15個(gè)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）；</p><p>　　4．要求零件工程圖紙嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制，標(biāo)注尺寸、公差、粗糙度、技術(shù)要求等；</p&g

9、t;<p>　　5．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；</p><p>　　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(jì)總結(jié)分析和回答思考題。</p><p>　　成績(jī)優(yōu)秀者必須補(bǔ)充達(dá)到下列設(shè)計(jì)要求：（下列要求四選一）</p><p>　　1．建模過

10、程中應(yīng)包含總數(shù)不少于25個(gè)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；</p><p>　　2．生成輸出產(chǎn)品(或零件)模型高質(zhì)量的視覺效果彩圖。</p><p>　　3．1).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?。?lt;/p>

11、<p>　　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(dòng)副、邊界條件和驅(qū)動(dòng)的類型及具體數(shù)值；</p><p>　　4．1).分析結(jié)果要以表格、圖線的形式提交；</p><p>　　2).運(yùn)動(dòng)仿真要提供仿真動(dòng)畫文件；</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作</p><p>　　1．設(shè)計(jì)插齒機(jī)切削部件結(jié)構(gòu)；</p

12、><p>　　2．建立插齒機(jī)切削部件三維參數(shù)化、變量化實(shí)體模型；</p><p>　　3．基于零件主模型，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制零件工程圖；</p><p>　　4．編寫設(shè)計(jì)說明書。（按設(shè)計(jì)說明書的格式書寫）</p><p>　　成績(jī)優(yōu)秀者必須補(bǔ)充完成下列設(shè)計(jì)工作：</p><p>　　1．對(duì)模型進(jìn)行渲染，輸出模型高質(zhì)量的視覺效果

13、圖；</p><p>　　2．1).對(duì)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；</p><p>　　2). 對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、仿真，輸出分析結(jié)果，提出改進(jìn)方案；</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</p><p>　　五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)</p><p>　　

14、[1] 云杰漫步多媒體科技CAX設(shè)計(jì)教研室，UG NX 6.0中文版基礎(chǔ)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2009；</p><p>　　[2] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(電子版)(含光盤1張)， 北京：電子工業(yè)出版社，2007；</p><p>　　[3] 胡仁喜等，UG NX 6.0中文版入門與提高，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009；</p><p>　　[4]

15、胡仁喜等，UG NX 6.0中文版從入門到精通，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009；</p><p>　　[5] UGS公司，UG NX 4.0 CAST，美國(guó)，2006。</p><p>　　發(fā)出任務(wù)書日期：2011年 6 月 3 日 指導(dǎo)教師簽名：</p><p>　　計(jì)劃完成日期： 2011年 7 月 1 日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：</p>

16、<p><b>　　主管院長(zhǎng)簽章：</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文通過對(duì)插齒機(jī)切削部件外形的設(shè)計(jì)分析，確定了插齒機(jī)切削部件外形的基本組成部分，通過不同的圖層完成不同部分的建模，最后通過裝配成為一個(gè)整體。在文中較詳細(xì)地給出了插齒機(jī)切削部件外形建模的詳細(xì)過程，并生成了工程圖。最后通過運(yùn)動(dòng)仿真來

17、為設(shè)計(jì)增添動(dòng)感。使設(shè)計(jì)更加飽滿。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　廣東工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………….1</p><p>　　一：插齒機(jī)切削部件的結(jié)構(gòu)分析………………………………4</p><p>　　二：建立齒插齒機(jī)切削部件三維參數(shù)化……………………….6</p>

18、<p>　　三：插齒機(jī)切削部件的裝配…………………………………….18</p><p>　　四：繪制工程圖…………………………………………………22</p><p>　　五、插齒機(jī)切削部件運(yùn)動(dòng)仿真…………………………………24</p><p>　　六：設(shè)計(jì)總結(jié)與心得……………………………………………29</p><p>　　七：參考

19、文獻(xiàn)……………………………………………………29</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)分析步驟</b></p><p>　　一：插齒機(jī)切削部件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　繪制的插齒機(jī)的裝配圖和爆炸圖如下圖一和圖二所示</p><p>　

20、　圖一：插齒機(jī)切削部件裝配圖</p><p>　　圖二：插齒機(jī)切削部件爆炸圖</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)分析：</b></p><p>　　插齒機(jī)的切削部件（直線形成齒面?zhèn)鲃?dòng)鏈）的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度一般。主要由以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　包括： 輸入軸結(jié)構(gòu)（軸，軸承，支架），鏈輪結(jié)構(gòu)（鏈輪，鏈輪螺母，銷）。&

21、lt;/p><p>　　偏心輪結(jié)構(gòu)（偏心輪，桿頭，桿身，滾針軸承，插齒軸連接塊）</p><p>　　插齒切削部件（主軸導(dǎo)軌，插齒主軸，插齒刀，螺母副，長(zhǎng)鍵，） </p><p>　?。ㄟ€有大大小小的螺釘螺母螺栓等標(biāo)準(zhǔn)件就不一一說明）</p><p>　　二建立齒插齒機(jī)切削部件三維參數(shù)化</p><p><b>

22、　　1.鏈輪的建模過程</b></p><p><b>　　首先新建模型</b></p><p>　　進(jìn)入草圖，畫出如下草圖</p><p>　　通過草圖拉伸，輸入下列參數(shù)</p><p>　　通過實(shí)例特征 編輯以下參數(shù)得到效果如下</p><p><b>　　得到實(shí)體<

23、;/b></p><p>　　接下來在坐標(biāo)原點(diǎn)處加一個(gè)圓柱，具體參數(shù)如下</p><p><b>　　鉆孔，倒斜角</b></p><p><b>　　2：桿頭的三維建模</b></p><p><b>　　主要步驟：</b></p><p>　　

24、畫草圖 拉伸</p><p>　　求差 簡(jiǎn)單孔</p><p>　　滾針軸承的軸承圈實(shí)體建模</p><p><b>　　重復(fù)步驟不再詳述</b></p>

25、;<p>　　建?！?gt;實(shí)體——>圓錐</p><p>　　以同樣方式創(chuàng)建兩個(gè)圓錐，求差可得滾針軸承的</p><p><b>　　軸承圈實(shí)體</b></p><p>　　通過草圖，畫線，得出在側(cè)面上的一條線段，然后采用插入——>掃略——>管道 設(shè)置參數(shù)得

26、 </p><p>　　求差，陣列得到右上圖</p><p>　　滾針軸承的裝配先在軸承圈上面裝上滾針 內(nèi)圈外圈畫法不做說明</p><p><b>　　裝配軸承</b></p><p>　　4．輸入軸的三維實(shí)體建模</p>&l

27、t;p>　　1輸入軸是比較精密的部件，故其參數(shù)要比較齊全，主要用回轉(zhuǎn)的方法來畫輸入軸</p><p><b>　　具體草圖參數(shù)</b></p><p><b>　　通過回轉(zhuǎn)可得</b></p><p>　　圓角 倒角 攻

28、螺紋</p><p><b>　　插齒軸的三維建模</b></p><p>　　如圖所示，左邊部件導(dǎo)航器顯示，插齒軸的大致模型是由幾個(gè)拉伸體組成</p><p><b>　　鍵槽的畫法</b></p><p>　　鍵槽首先要求設(shè)置平面，再可以設(shè)置鍵槽，所以要在圓柱上定位點(diǎn)，還有設(shè)置好平面</p

29、><p>　　然后設(shè)置鍵參數(shù) 如下</p><p><b>　　退刀槽畫法</b></p><p>　　通過畫草圖，設(shè)定退刀槽的深度</p><p>　　再拉伸體 通過求差來獲得退刀槽</p><p>　　創(chuàng)建求差體

30、 求差</p><p><b>　　攻螺紋 倒斜角</b></p><p>　　其他一些零部件就不做詳細(xì)介紹</p><p><b>　　其實(shí)體建模如下</b></p><p><b>　　螺母</b></p><p><b>

31、　　螺栓</b></p><p><b>　　桿身</b></p><p><b>　　支架臺(tái)</b></p><p><b>　　插齒刀具</b></p><p>　　搖桿跟主軸的連接塊2，提供桿身球鉸</p><p><b>　

32、　長(zhǎng)鍵</b></p><p><b>　　主軸導(dǎo)軌（簡(jiǎn)化）</b></p><p><b>　　沉頭螺釘</b></p><p>　　三：插齒機(jī)切削部件的裝配</p><p>　　因?yàn)檫@個(gè)模型的裝配量很大，所以采取子裝配方式，分幾部分裝配，然后總裝配</p><p&

33、gt;<b>　　偏心輪機(jī)構(gòu)裝配</b></p><p><b>　　步驟一：新建裝配</b></p><p>　　步驟二：首先放置桿頭，然后選擇放置位置為 絕對(duì)原點(diǎn)</p><p>　　步驟三：添加組件，添加之前做過的滾針軸承裝配體，選擇放置方式為“通過約束”</p><p>　　步驟四：設(shè)置約束

34、：通過滾針軸承的外表面與桿頭的內(nèi)側(cè)表面接觸。</p><p>　　軸承的外圈與y軸反向垂直的那個(gè)面跟桿頭內(nèi)表面接觸</p><p>　　再利用兩圓柱面軸線對(duì)齊，即可完成這一裝配</p><p>　　接下來的裝配跟此的步驟差不多</p><p>　　只要作步驟說明，而對(duì)截圖就不作詳細(xì)解說，只給出關(guān)鍵點(diǎn)。</p><p>

35、　　接下來是將桿身跟桿頭相接，裝配時(shí)的約束用到</p><p><b>　　桿頭桿身裝配</b></p><p>　　1：面接觸：桿身頭部有配對(duì)面，與桿頭的面接觸</p><p>　　2：對(duì)齊：孔的中心線對(duì)齊</p><p>　　3：平行：設(shè)置面與面平行或線與線平行，可以調(diào)整角度</p><p>

36、　　4：裝配前要先預(yù)覽，確認(rèn)無誤后裝配。</p><p><b>　　球鉸裝配</b></p><p>　　球鉸是個(gè)萬向節(jié)，裝配時(shí)不能過約束，以防止后面的運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　球鉸要求球面跟銜接塊的球副面接觸，然后調(diào)整一下桿身的位置即可（本說明書方向用垂直于銜接塊的上表面。</p><p><b>　　

37、螺栓裝配</b></p><p>　　當(dāng)螺栓比較多的時(shí)候，而又呈現(xiàn)規(guī)律性的時(shí)候，裝配螺栓可以選擇 組件陣列的方式組件陣列跟之前描述過的鏈輪的畫法的組件特征大同小異。在此就不作詳細(xì)說明</p><p>　　偏心輪機(jī)構(gòu)的裝配，其約束還是比較多的。</p><p>　　接下來是輸入機(jī)構(gòu)的裝配</p><p><b>　　裝配就

38、不一一說明</b></p><p><b>　　輸入機(jī)構(gòu)裝配</b></p><p>　　輸入機(jī)構(gòu)裝配主要是步驟是</p><p>　　鏈輪跟軸裝配——>軸跟軸承裝配——>軸承跟支架臺(tái)裝配</p><p><b>　　插齒刀具跟軸的裝配</b></p><

39、p>　　裝配過程：軸跟長(zhǎng)鍵裝配——>鍵跟沉頭螺釘裝配——>軸跟插齒刀裝配</p><p>　　達(dá)到的總體裝配效果為</p><p><b>　　裝配完成。</b></p><p><b>　　四：繪制工程圖</b></p><p><b>　　繪制總裝配工程圖</b

40、></p><p><b>　　總體裝配工程圖</b></p><p><b>　　輸入軸工程圖</b></p><p>　　五、插齒機(jī)切削部件運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　步驟一：進(jìn)入仿真模塊</p><p>　　新建仿真

41、 選擇環(huán)境</p><p><b>　　設(shè)置連桿</b></p><p>　　設(shè)置連桿是設(shè)置運(yùn)動(dòng)的連桿以及固定的連桿，來達(dá)到指定運(yùn)動(dòng)不部件的目的</p><p><b>　　選擇固定的連桿</b></p><p>　　之后選擇運(yùn)動(dòng)的連桿 以及命名<

42、/p><p><b>　　連桿選擇完成</b></p><p><b>　　設(shè)置運(yùn)動(dòng)副</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)副的設(shè)置是運(yùn)動(dòng)仿真的關(guān)鍵</p><p>　　插齒機(jī)切削部件運(yùn)動(dòng)副設(shè)置的主要注意點(diǎn)</p><p>　　動(dòng)力輸入選擇輸入軸，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)副，注意方向選擇為軸向。還要

43、設(shè)置駕駛員</p><p>　　設(shè)置駕駛員 設(shè)置恒定初速度</p><p>　　現(xiàn)在已經(jīng)完成動(dòng)力輸入</p><p>　　設(shè)計(jì)偏心輪與主軸的旋轉(zhuǎn)副</p><p>　　偏心輪與插齒軸的連接，用萬向節(jié)運(yùn)動(dòng)副</p><p>　　然后作主軸與主軸導(dǎo)軌的滑動(dòng)副</p><p>　　完成幾個(gè)部分的設(shè)置按

44、求解按鈕</p><p>　　調(diào)出動(dòng)畫可以得到運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　?。ň唧w運(yùn)動(dòng)視頻參考本設(shè)計(jì)附帶視頻文件）</p><p><b>　　六：設(shè)計(jì)總結(jié)與心得</b></p><p>　　之所以選擇插齒機(jī)的插齒運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)鏈切削部件作為這次的UG建模課程設(shè)計(jì)，是因?yàn)檫@個(gè)課題接近我們的專業(yè)范疇，作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)的學(xué)

45、生，必須懂得運(yùn)用3D立體軟件去獲得設(shè)計(jì)的更進(jìn)一步發(fā)展。這個(gè)建模選取的裝備的零件量很大，細(xì)分下去的話要20個(gè)零件左右，這給建模帶來很大的工作量。同時(shí)，雖然工作量是比較大，但能接觸到很多零件的畫法，對(duì)熟悉使用UG 軟件有很大的幫助。比較困難的算是裝配，零件多的裝配在裝配上比較棘手，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的時(shí)候一定要有一個(gè)總體的裝配尺寸的設(shè)計(jì)，所以在尺寸上要做很大的功夫，尺寸不對(duì)或中途修改都會(huì)帶來很大的改動(dòng)。所以這次的裝配我是分開幾個(gè)部分來裝配，然后進(jìn)行總

46、裝。雖然有時(shí)候覺得是比較簡(jiǎn)單的工件裝配，但是真的要很順利地裝配起一個(gè)裝備起來，嘗試的次數(shù)要很多。通常要6~7次左右才能正確地裝配起來，所以在這次UG建模課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，獲益比較大的是裝配環(huán)節(jié)。然后必須提到的是運(yùn)動(dòng)仿真，要令一個(gè)部件動(dòng)起來，不僅僅要求會(huì)建模，還要對(duì)模型有比較深程度的運(yùn)動(dòng)了解，了解運(yùn)動(dòng)的形成。還要上網(wǎng)，查圖書館借來的書，讀光盤來學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)仿真的教材?？偟膩碚f，仿真為設(shè)計(jì)增添了不少色彩。也令我學(xué)到了很多關(guān)于ug建模仿真的</

47、p><p><b>　　七：參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 云杰漫步多媒體科技CAX設(shè)計(jì)教研室，UG NX 6.0中文版基礎(chǔ)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2009；</p><p>　　[2] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(電子版)(含光盤1張)， 北京：電子工業(yè)出版社，2007；</p><p>　　[3]

48、胡仁喜等，UG NX 6.0中文版入門與提高，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009；</p><p>　　[4] 胡仁喜等，UG NX 6.0中文版從入門到精通，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009；</p><p>　　[5] UGS公司，UG NX 4.0 CAST，美國(guó)，2006。</p><p>　　[6] 百度文庫(kù) UG運(yùn)動(dòng)仿真教程</p><p