CADCAM课程设计齿轮泵(共38页)

精选优质文档-倾情为你奉上机自08102班 2011伍保华CHINA2011/5/13CAD/CAM课程设计题 目： 齿轮泵UG设计 学生姓名： 伍保华 学 号： 0 专业班级： 机自08102 指导教师： 汪超 目录绪论 6 第一章：设计内容及设计要求8 1.1设计内容- -8 1.2设计要求-8第二章：齿轮泵典型零部件的设计过程-92.1轴类零件的创建-92.2. 泵体创建- 122.3. 齿轮参数化设计-202.4. 泵盖创建- 22第三章：齿轮泵的装配过程26第四章：工程图的生成334.1齿轮泵装配工程图过程-334.2.泵体工程图的生成-344.3工程图生成总结-35第五章：课程设计心得体会-37参考文献-40附页：齿轮泵装配工程图，齿轮泵爆炸图，齿轮泵与电机装配图，齿轮泵泵体工程图 绪论计算机辅助设计与制造（CAD/CAM-Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing）技术是一门由多学科和多项技术综合形成的实用技术，是当今世界发展最快的技术之一。该项技术改变了机械行业传统的设计制造方式，推动了机械制造业的迅猛发展，使传统的机械行业有了新的发展空间。CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何学、机械设计与制造、人机工程学、控制理论、电子技术、信息技术等学科知识，以工程应用为对象，在机械制造业实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能。CAD/ CAM技术经过近半个世纪的发展，在理论、技术、系统和应用等方面都有了很大的进展，CAD/CAM技术本身已经趋于成熟。一般认为，广义的CAD/CAM技术，是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程，以及与之直接和间接相关的活动，包括产品设计（几何造型、分析计算、优化设计、工程绘图等），工艺准备（计算机辅助工艺设计，计算机辅助工装设计与制造、NC自动编程、工时定额和材料定额编制等），物料作业计划和生产作业计划的运行与控制（加工、装配、检测、输送、存贮等），生产质量控制，工程数据管理等。狭义的CAD/CAM技术，是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制（包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等）CAD/CAM技术的不断发展与完善让越来越多的工厂认同了这种技术，与此同时，市场上出现了越来越多CAD/CAM/CAE一体化设计软件。来自美国EDS公司的UNIGRAPHICS就是其中最成功的一款设计软件，自1988年问世以来，经过短短十几年时间，就成为全世界最普及的三维设计系统之一，它广泛应用于各个行业。UG集零件设计、造型设计、模具开发、数控加工、钣金设计、机构仿真、逆向工程、有限元分析和产品数据库管理等功能于一体。对加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质量、减低成本、增加企业市场竞争力和创造能力发挥着重要作用。深受众多大中型企业，研究所和大学亲睐。作为21世纪的机械自动化方向的大学生，掌握并熟练运用先进的设计绘图软件是一门必修的课程。我们应该通过本次课程设计，达到以下目的：1 了解UG软件的基本功能；2 熟悉并掌握零件图的绘制方法3 掌握UG中零件装配方法和机构仿真的步骤和方法；4 掌握工程图的生成方法；5 能够通过本次设计达到举一反三的效果；6 再次熟悉机械设计课程设计过程中的步骤、方法及注意事项，培养严谨，认真、踏实的设计作风第一章， 设计内容和设计要求1.1设计内容此次设计内容为齿轮泵。齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵广泛应用于液压，工程机械等领域中，具有一定的代表性本次设计具体课题及相关特点如下：所选课题：齿轮油泵此次设计目的为UG基本软件掌握，故设计中不考虑零部件设计结构强度问题。主要参数如下：总传动比：1齿轮参数: m=3 齿数：14 压力角20度中心距：a1=a2=42-42.002mm。1.2 设计要求（1）所含作品必须含有8个零件以上；（2）装配图（包含二维工程图和三维图）爆炸图，典型零件工程图1个；（3）必须上交说明书说明书 ；（4）两人一组；（本人一人一组）（5）最后需交电子文档和纸质文档。第二章：齿轮泵典型零部件的设计过程2.1轴类零件的建模（以主动轴为例）（1）启动UG （2）单击“新建” 按钮，选择模型，在“新建”对话框中输入零件名“zhudongzhou” 并设置好工作目录， 单击“确定”按钮。进入UG主界面（3）创建轴。单击基础特征工具栏中的“草图”按钮，在弹出的窗口中选择“XOY”面为草绘平面，进入草绘模式，绘制如图2-1-1所示的图形：图2-1-1 轴的回转草绘图（4）单击完成草绘，单击，再弹出的对话框中输入如图2-1-2参数： 图2-1-2 轴的回转参数 图2-1-3 轴的回转图（5）创建倒斜角，单击倒斜角，输入倒角尺寸1完成回转如图2-1-3 （6）单击按钮，建立如图2-1-4键槽基准面 图2-1-4 基准 平面 图2-1-5 键槽尺寸输入 图2-1-5 键槽特征（7）单击，依次选择矩形键槽，基准上次创建的基准平面，单击确定，在选择键槽所要放置的外圆面，输入键槽尺寸如图，在确定水平方向定位尺寸为3，最后做出键槽如图（8）创建轴上配作销孔。首先新建平面，如图 图2-1-6， 图2-1-6，销孔基准面的建立 图2-1-7，销孔草图尺寸然后，以该平面做草图平面，单击草图，做草图截面如图2-1-7， 单击完成草图，单击拉伸按钮，输入拉伸尺寸如图， 图2-1-8，销孔拉伸尺寸 图2-1-9，销孔特征单击确定按钮，得到零件图如2-1-9 （9）创建螺纹特征，单击插入-设计特征-螺纹。 图2-1-11，螺纹尺寸 图2-1-10， 螺纹特征 （10）单击保存按钮，保存零件图另外，齿轮泵内周内零件有，从动轴，销钉，分别以相同的方法，创建零件图如下： 图2-1-11销钉 图2-1-11从动轴2.2泵体的创建过程（1）单击新建按钮；再模型里面输入“bengti”名称，单击确定按钮（2）创建基座.单击，再草图环境绘制如图，单击完成草图，按拉伸按 钮，输入尺寸如图 2-2-2 ，得到图形 2-2-3 图2-2-2 拉伸尺寸 图2-2-1基座草图 图2-2-3 基座模型（2）创建基座沉头孔，单击孔特征，孔的位置尺寸如图所示， 图2-2-3 孔特征 图2-2-4 非加工表面草图（3）创建基座非加工表面，单击草图，进入草图模式，绘制草图截面如图，然后单击完成草图按钮，单击拉伸按钮， 图2-2-5非加工表面拉伸尺寸 图2-2-6非加工表面模型尺寸如图，得到基座的零件图（4）创建腔体坯形一，单击新建平面按钮，创建如图平面，单击草图按钮，然后以此平面作为基准面，绘制草图。腔体截面尺寸如下，单击完成草图按钮，单击拉伸按钮，输入参数如图，最后特征如图. （5）创建腔体坯形二，重复步骤（4），腔体坯形尺寸按如图所示 （5）创建圆台特征，单击草图按钮，绘制草图截面如图，单击完成草图，单击拉伸按钮，输入尺寸如图，最后得到特征如图 （6）创建螺纹退刀槽，单击草图按钮，进入草图环境，绘制草图界面如图。单击完成草图按钮然后单击拉伸按钮，输入参数如图 （7）创建螺纹外圆面.步骤同（6），草图参数见图，拉伸参数见图 （8）创建倒斜角.单击倒斜角按钮，圆角部位及尺寸如图所示（9）创建下腔体凸台特征，步骤同（7），草图截面及拉伸尺寸如图（10）创建基座与腔体的支座特征，创建过程与步骤（7）相同草图截面依次如图，拉伸特征参数依次如图。最后总体特征如图（10）创建齿轮腔体，单击草图按钮，绘制草图如图，单击完成草图。单击拉伸按钮，拉伸创建的草图，拉伸参数如下，最后得到零件如图 （11）创建进出油孔。单击草图按钮，绘制草图截面如图，单击完成草图，单击拉伸按钮，拉伸参数如图。得到特征如图之后单击草图按钮，绘制草图截面如图，单击完成，进入拉伸，拉伸的参数如图，得到模型如图之后单击孔特征按钮，创建沉头孔，参数如图单击镜像特征按钮，镜像步骤（10）创建的特征，选择中间平面作为镜像平面，最后整体效果如图。（12）创建进出油孔螺纹特征，单击插入，设计特征，螺纹。参数设置如图，最后效果如图。 （13）创建外圆螺纹，步骤同（12）效果如图（14）创建销孔，螺钉孔.单击空特征，创建两个销孔位置点，参数如图所示，最后效果如图 以同样的方式创建5个螺钉孔，螺钉孔位置参数，最终效果分别如图 （15）创建下腔体轴承孔。先打导向孔，单击孔特征按钮，参数如图，然后创建轴承孔，创建过程如图。 （16）创建上腔体轴承孔。单击草图按钮，绘制截面如图，单击回转，做出回转特征如图最后单击保存2.3齿轮的建模 (1)选择工具表达式命令，弹出“表达式”对话框，输入表达式如下： (2)单击规律曲线图标或选择插入曲线规律曲线命令，弹出“规律曲线”对话框；首先选择By Equation弹出参数输入对话框；其次提示行提示输人参数表达式 ,按系统默认值 t,点击 ok；之后又弹出 x表达式输入对话框 ,按系统默认值xt点击ok。至此x 已定义好。y的定义与之相同 ,只是其表达式为 yt。zt定义为常数零；(3)选择插入曲线基本曲线命令，或者单击曲线工具条上的“基本曲线”图标，弹出“基本曲线”对话框，以坐标原点为中心，分别以da+1(比齿顶圆直径稍大),d(分度圆直径),df(齿根圆直径)绘制圆曲线， (4)单击草图，利用投影曲线工具，绘制下图所示的曲线 5）单击草图按钮，绘制一个与齿顶直径相同的圆，然后拉伸，输入长度为30，然后单击拉伸，选择由步骤4创立的草图截面，求差.得到如图所示的图形（6）单击实例特征按钮，选择圆形阵列，输入角度：360/14得到特征如下（7）之后创建销孔特征，倒角特征。得到最后齿轮如图2.4，泵盖的设计（1）创建泵盖主体结构，单击草图按钮，画出如图的草图，单击拉伸按钮，拉伸尺寸如图。单击确定，得到如图的零件 （2）创建定位销孔，步骤如图 （3）创建沉头孔。单击孔特征，点的位置如图，孔的参数如图。最后生成的图像如图。 （4）创建凸台。草图-绘制如图草图-拉伸（参数如图）-拔模特征（参数如图）（5）创建通油孔凸台，单击草图绘制草图截面如图-单击完成-单击拉伸按钮，参数如图。单击孔特征参数如图，然后插入-设计特征-螺纹（6）创建调节螺钉孔。首先创建圆凸台，草图（参数如图）-拉伸（参数如图）. 后创建螺钉孔，单击草图（参数如图）然后回转参数如图-然后插入-设计特征-螺纹，最后设计图如图所示（7）创建泵盖轴承孔。单击孔特征工具（参数如图）-创建好导向孔，单击确定按钮，单击草图按钮（参数如图）-单击拉伸按钮参数如图，最后完成轴承孔的创建 单击保存，完成泵盖的创建其他零件部分截图 第三章 齿轮泵的装配（1） 进入装配模块。 单击新建按钮，选择装配模块，输入名称为“chilunbengzhuangpeitu”，单击确定按钮，进入装配环境（2） 泵体装配。单击，选择泵体，装配参数如下 （3）装配泵盖垫圈。单击，选择泵盖垫圈，通过约束，类型选择接触对齐，首选接触，选择如下两个面进行接触。然后在选择一个销孔轴线与泵盖垫圈的销孔轴线对齐。得到装配好的图如图（3） 装配齿轮。单击，选择齿轮，在弹出对话框类型选接触对齐，选择齿轮轴线与泵体下腔轴线接触，然后选择齿轮端面与泵盖垫圈端面对齐，得到装配如下然后以相同方法装配另外一个齿轮得到如图所示效果（4） 装配从动轴。单击，选择从动轴，通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择从动轴的轴线与下齿轮轴线对齐（效果如图）。在对话框内选择“距离”，然后选择齿轮销孔轴线，与从动轴上的销孔轴线，输入距离为0，得到效果如图 （5） 装配主动轴。单击，选择主动轴，通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择主动轴的轴线与齿轮轴线对齐（效果如图），选择主动轴的轴端与与从动轴对齐（效果如图）。 （6）装配轴销。单击，选择轴销，通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择轴销的轴线与与从动轴对齐（效果如图）。然后选择距离，选择轴销一个端面与轴线的距离为17，然后以同样的方法装好另一根轴销。 （6） 装配泵盖。单击，选择泵盖，通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择泵盖的端面与泵该垫圈的端面对齐（效果如图）。然后选择两个泵盖销孔的轴线与泵体销孔轴线对齐，得到的效果如图。 （7） 装阀球。单击，选择阀球，选择原点， 捕捉原点如图（8） 装调节螺钉。单击，选择调节螺钉，通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择调节螺钉的轴线与泵盖的调节螺钉对齐（效果如图），然后选择距离，选择调节螺钉的端面与泵盖凸台端面，输入距离12（效果如图）. （9） 装调节螺母。单击，选择调节螺母，通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择调节螺母的轴线与调节螺钉对齐（效果如图），然后选择接触，选择调节螺母的端面与泵盖凸台端面，得到效果如图、 （10） 装压盖套，单击，选择压盖套，通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择压盖套的轴线与主动轴对齐（效果如图），然后选择接触，选择压盖套的端面与泵泵体凸台端面，得到效果如图 （11） 装压盖。单击，选择压盖，选择通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择压盖的轴线与主动轴对齐（效果如图），然后选择接触，选择压盖的内端面与压盖套，得到效果如图。 （12）装键.，。单击，选择键，选择通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择键的底面与主动轴键槽对齐，然后选择接触，选择键的轴线与轴线，得到效果如图，然后在选择键的一侧面与键槽的侧面对齐得到效果如图 （13）装带轮，单击，选择带轮，选择通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择带轮的轴线与主动轴线对齐，然后选择接触，选择带轮一端面与主动轴第一个阶梯对齐，得到效果如图；然后在选择角度的一侧面与键槽的侧面对齐得到效果如图 （12） 装圆螺母，首先装圆螺母垫圈，装配方法同泵盖垫圈得到的效果如图，然后单击，添加圆螺母，装配方法同上 （13）装泵盖垫圈，内六角螺钉。单击，选择垫圈，选择通过约束，在弹出对话框类型选接触对齐，选择垫圈的轴线与泵盖沉头孔轴线线对齐，然后选择接触，选择垫圈端面与沉头孔断面对齐，得到效果如图；单击选择内六角螺钉，转配方法与装垫圈的方法相同，得到如图所示结果，然后依次装好剩下的几个螺钉和垫片 （13） 装配完成，单击保存按钮第四章：工程图的生成4.1齿轮泵的装配工程图生成（1）打开齿轮泵模型，单击，进入制图模块，在对话框中，选择如图参数，单击确定，单击，选择定向视图 （2）得到如图所示的视图，然后创建全剖主视图。然后依次得到所需要的三个视图 （3）进行尺寸的标注。单击，得到明细栏，单击快速标注，生成零件球标数量，最后标注相关尺寸得到如图所示工程图，其中详细标注过程省略3.2泵体工程图的生成。（1）打开泵体模型，单击，进入制图模块，在对话框中，选择如图参数，单击确定，单击，选择定向视图。创建如图所示的剖视图和各种基本视图。 （2）标注泵体各个尺寸，以及形位公差。得到的如图所示（3）UG工程图制作总结：(1)新建图纸 （2）制图的设置 （3）添加基本视图 （4）相关尺寸的标注（5）视图的导出最后文件导出自己想要的格式第五章：课程设计心得体会两周的CAD/CAM课程设计结束了，通过这两周的设计，让我近一步巩固了课堂所学，课程设计采用的是UG三维软件建模，这次课程设计主要收获体现在以下几个方面：（1） CAD软件的对比使用:我自大一开始，就学习PRO/E 软件进行产品零件建模、曲面建模、装配、运动仿真与工程图、渲染，到这学期才开始学习UG。这次课程设计采用UG三维造型，通过与PROE对比使用，让我很快掌握UG的使用， 两周的课程设计，也让我熟悉了UG的操作。关于UG与PROE，个人感觉PRO/E用起来更亲切，更随心所欲，UG在特征操作方面更加规范化.在Pro/e中所有草绘的截面都是参数化尺寸驱动的，而在UG中只有Sketch草绘的截面才是参数化的，而curve则是非参数化特征。另外，二者在装配方面存在较大差别，proe装配是与仿真挂钩的，就是通过各种运动副来连击，之后再仿真时候，直接调用装配图中各种约束。UG则不同，仿真过程与装配无多大联系。（2） 齿轮泵整体结构：在UG制图前，我仔细阅读了齿轮泵的图纸，期间，图纸结构上不明白的地方全部向汪老师提问，然后还去实验室拆过齿轮泵，对泵体结构有了非常清楚的了解。总结出来就是该泵几大模块：从动轴、主动轴、主动齿轮与从动齿轮，密封装置，以及为解决泵的泄露采取的相应措施（如浮动轴套等）（3） CAD/CAM技术在产品设计的应用：通过两周课程设计，我得出了CAD/CAM技术在产品设计上的初步应用。首先通过三维CAD软件（如UG/PRO/E）进行产品几何造型-然后再利用三维分析软件（如nalysis）软件进行工程分析-再利用仿真软件（如UG/PROE/ADAMS）进行产品仿真，检查产品有无缺陷，有无运动干涉，满不满足运动要求-最后进行图行处理，如将三维图做成二维图，即工程图，产品渲染、暴炸图等。（本次课程设计主要练习这方面的内容）总结CAD/CAM集成系统工作过程创意构思计算机辅助设计快速原型制造计算机辅助工艺规划计算机辅助NC编程模拟制造实际制造设计文档产品原型数控代码工艺文档产品 （4） 再次熟悉了产品设计的一般思路和方法：任何一个产品，设计出来，首先得进行构思即概念设计（创新思想），然后根据这个概念，进行产品零件的方案设计（其中方案设计有很多方法，如功能元分析法，黑箱法，组合法等）在各种产品方案中选择一个最优的方法，进行参数设计（原动件参数，传动件参数，执行构件参数，以及紧固件等相关部件参数）最后进行强度校核。（以机械产品为例，轴应用材料力学进行强度校核）最和写出设计说明书，完成产品设计本次课程设计在很大程度上培养了我的独立思考与解决问题的能，训练了自己的图纸分析能力，UG绘图能力，以及数字化产品设计的一般流程。知其然还要知其所以然，这样才能达到学习的最终目的。对于CAD软件，作为21世纪的大学生，我们必须熟练掌握它，所以今后的课余时间，我一定会进行大量练习，掌握好这门工具，为今后的工作打下一定基础，同时，要复习以前所学，加深对专业知识的理解，这样才能利用UG设计出正确的产品。最后感谢同学和汪老师的帮助！参考文献1 槐创锋 刘平安等.UG NX7.0 机械设计入门到精通.机械工业出版.2李丽华、赵娟 唐宏伟 UGNX6.0入门与提高 3蒲良贵.机械设计.高等教育出版社专心-专注-专业