基于PROE的齿轮泵三维实体研究设计

计算机辅助产品设计实训说明书题目：基于 Proe 的齿轮泵三维实体设计学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：饶炎林学号：1001120324指导教师：杨晓清2011年 12 月 30 日目录前言11 齿 轮 泵 概 述 21. 1用 途1. 2特 点1. 3适 用 对 象2 齿 轮 泵 零 件 设 计 步 骤 22. 1泵 盖 的 三 维 实 体 设 计 步 骤 2. 2齿 轮 轴 的 三 维 实 体 设 计 步 骤 32. 3齿 轮 泵 泵 体 的 三 维 实 体 设 计 步 骤 63 齿 轮 泵 的 装 配 流 程 图 83. 1组件的建立3. 2主 动 齿 轮 轴 的 装 配 3. 3泵盖的装配3. 4齿 轮 泵 的 完 整 装 配 图 总 结1参考文献12前言当今社会，是机械化的社会，是自动化的社会，齿轮泵在社会生产活动的许多领域中发挥着日益重要的作用。齿轮泵主要由齿轮泵泵体、泵盖、主动齿轮轴、从动齿轮轴、小垫片、填料、填料压盖、锁紧螺母、钢珠、钢珠定位圈、弹簧、螺塞、垫片、圆柱销、螺栓、垫圈、等零部件组成。本论文是基于PRO/E 的齿轮泵三维实体设计。其中对零件的三维实体设计过程中运用到的PRO/E 造型命令主要有拉伸命令、旋转命令、孔的生成命令、倒角命令等。齿轮泵的零部件中相对难以设计的零部件主要有主动齿轮轴、齿轮泵泵体和泵盖的三维实体设计。通过对 PRO/E 齿轮泵的装配体组成零件的三维实体设计和装配，深入了解运用CAD/CAM程序软件（ PRO/E ）。使我们掌握利用PRO/E 进行机械零件设计的工程设计方法，建立PRO/E 机械设计的整体思路。1 齿轮泵概述11.1 用途适用于输送不含固体颗粒和纤维，无腐蚀性，温度不高于80 度，粘度为51061.5 103m/s（5 1500cSt)的润滑油和性质类似润滑油的其他液体以及用于液压传动系统。1.2 特点本系列齿轮泵主要有齿轮、轴、泵体、泵盖等组成。齿轮经氮化处理有较高的硬度和耐磨性。与轴一同安装在可更换的轴套内运转。泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输送介质而自动达到。1.3 适用对象在输油系统中可以作传输，增压泵；在燃油系统中可以作输送、加压、喷射的燃油泵；在液压传动系统中可用作提供液压动力的液压泵；在一切工业领域中，均可坐润滑油泵用。2 齿轮泵零件三维实体设计步骤2.1泵盖的三维实体设计步骤(1) 、建立新文件单击工具栏中的“创建新文件 ”图标，在弹出的新建对话框的“类型 ”栏中选择 “零件 ”项，在 “名字 ”文本框中输入BENGGAI.PRT ，弹出 “新文件选项 ”对话框，选择mmns_part_solid 选项，单击 “确定 ”按钮，进入绘图界面。（ 2）、设置绘图基准面。选择界面右端绘图工具栏中的“拉伸 ”按钮，窗口下面出现拉伸功能菜单，依次选择 “放置 ”“定义 ”项，弹出 “草绘 ”对话框，选择FRONT 基准面为草绘平面，单击“草绘 ”对话框中的 “草绘 ”命令，接受默认参照方向进入草绘模式。（ 3）、绘制草图。使用界面右端绘图工具栏中的绘图按钮绘制泵盖外形。使用标注修改草图尺寸，选择“确认 ”按钮，完成草绘特征。（ 4）、生成拉伸实体特征。在“拉伸 ”功能菜单中分别选择“实体 ”和 “两侧 ”按钮，输入拉伸高度，再选择右侧按钮，完成拉伸特征如图2-1 所示。（ 5）、选择界面右端绘图工具栏中的拉伸按钮，再选择界面下端拉伸工具栏中的“去除材料 ”按钮。以 FRONT 面为基准平面，进入草绘界面，以上一个草绘平面中的泵盖外形为参照，按要求绘制各种孔和定位孔位置尺寸。最后得到一个完整的齿轮泵泵盖三维实体如图2-2 所示。2图 2-1 拉伸后生成的泵盖三维实体图 2-2 拉伸孔后生成的泵盖三维实体2.2齿轮轴的三维实体设计步骤轴的三维实体设计步骤(1) 建立新文件单击工具栏中的 “创建新文件 ”图标，在弹出的新建对话框的 “类型 ”栏中选择 “零件 ”项，在 “名字 ” 文本框中输入 ZHUDONGCHILUNZHOU.PRT ，弹出 “新文件选项 ”对话框，选择 mmns_part_solid 选项，单击 “确定 ”按钮，进入绘图界面。（ 2）创建旋转特征单击工具栏中的“旋转 ”按钮，进入旋转特征创建环境。单击工具栏的“放置 ”“定义 ”按钮，选择TOP 平面作为草绘平面，接收系统提供的默认参照系，进入草绘。绘制如设计图纸所给的主动齿轮轴的草图， 按绘图要求修改尺寸，完成后单击工具栏中的按钮，退出草绘。 选择旋转角度为360，单击提示区中的按钮，完成旋转实体创建。（ 3） 倒角特征创建单击工具栏中的“倒角工具 ”按钮，进入倒角特征创建工作区。选择类型为“ 45 xD，”直径修饰改为1，完成创建倒角实体图。得到的轴三维实体如图2-3 所示。图 2-3 旋转后生成的轴的实体图图 2-4 参数对话框齿轮的三维实体设计步骤(1) 齿轮参数的设定。单击“工具 ”“参数 ”，弹出参数对话框，单击添加参数，齿轮2 参数名及值如下图 2-4 参数对话框所示：（ 2）插入齿轮各值间的关系。单击“工具 ”“关系 ”，在弹出的对话框中输入齿轮各值的关系式，如3下：ha=mhf=1.25*mda=m*(z+2)d=m*zdb=d*cos(angle)df=m*(z-2.5)完成后的关系对话框如图2-5 所示：图 2-5 关系对话框图 2-6 齿轮基本圆尺寸的切换（ 3）重生成参数。点击“重生成 ”按钮，再选择 “工具 ”“关系 ”，在弹出的对话框中可以看到以往设置为零的选项会生成尺寸。(4) 创建齿轮基本圆。绘制四个同心圆。用关系将四个圆的尺寸变为标准值。选择 “工具 ”点击确定按钮，再单击再生成按钮“关系 ”，弹出关系对话框，在其中输入如下关系：d3=da；d2=d；d1=db ；d0=df 。得到新圆如图2-6 所示。（ 5）渐开线的创建。用方程创建齿轮中齿的轮廓 渐开线。如图2-7 所示。图 2-7 渐开线的创建图 2-8 镜像后的渐开线（ 6）镜像渐开线。选择第一段渐开线，单击“镜像 ”按钮，系统弹出镜像面板对话框，并要求选择一个项目进行镜像，选择先前创建的DTM2 平面作为镜像平面，在“镜像 ”特征定义操控面板内单击按钮，完成渐开线的镜像。镜像后的渐开线如图2-8 所示。（ 6）创建齿形。首先在工具栏内单击按钮，弹出 “拉伸 ”定义操控面板，在面板内单击“放置 ”4“定义 ”，弹出 “草绘 ”定义对话框， 选择 “ FRONT”面作为草绘平面， 接受系统默认的参考平面，单击 “草绘 ”进入草绘环境。其次绘制如图2-9 所示的二维草图。接着开始拉伸齿形。在拉伸特征定义操控面板中选取“实体 ”按钮，拉伸深度可暂时不定，单击完成拉伸，如图2-10 所示。图 2-9齿形的草绘图图 2-10 齿形的初步拉伸最后运用 “关系 ”将齿形标准化。单击 “工具 ”“关系 ”，系统会弹出 “关系 ”对话框， 再单击初步拉伸成的齿形， 发现视图中会出现两个尺寸：齿宽 d8 和圆角半径d9。在关系对话框中输入关系式，d8=b；if hax=1 ，d9=0.38*m ，endif；if hax1 ，d9=0.46*m ，endif 。再单击 “确定 ”按钮。点击 “再生成 ”按钮，得到标准齿型。（ 7）齿的复制和阵列。单击“编辑 ”“特征操作 ”，在弹出的 “菜单管理器 ”中选择 “复制 ” “移动 ”“完成 ”，选定创建的齿，单击“完成 ”“旋转 ”“曲线 / 边 /轴 ”，选择 “A-1”轴，单击 “正向 ”，在 “输入旋转角度 ”中输入 “360/z，”单击，再单击 “菜单管理器 ”中的 “完成移动 ”，尺寸参数先不予考虑，单击 “完成 ”，再单击 “组元素 ”中的 “确定 ”，完成一个齿轮的复制。选定复制的齿， 单击 “阵列 ”按钮，点击图中的尺寸，变其值为“360/z，”在 “阵列操控面板”输入阵列个数为“14”，单击按钮，完成齿的初步阵列。接着运用 “关系 ”完成齿轮齿的全部创建。单击 “工具 ”“关系 ”，系统弹出 “关系 ”对话框， 点击所阵列的五个齿， 此时会发现其中出现齿数的标注p17，在 “关系 ”对话框中输入如下关系：p17=z-1。单击 “确定 ”， “重生成 ”，完成齿轮齿数的创建，这样就完成了主动齿轮轴的三维实体创建，如图2-11 所示。图 2-11 主动齿轮轴52.3齿轮泵泵体的三维实体设计步骤2.3.1泵腔外形的三维实体设计步骤（ 1）、创建新文件。单击界面上部工具栏中的“新建文件 ”按钮，出现 “新建 ”对话框。在这个对话框的 “类型 ”栏中选择 “零件 ”按钮，在 “名称 ”文本框内输入CHILUNBENGBENGTI.PRT ，单击 “确定 ”按钮，弹出 “新文件选项 ”对话框，选择 mmns_part_solid选项，单击 “确定 ”按钮，进入绘图界面。（ 2）、设置绘图基准面。选择界面右端绘图工具栏中的“拉伸 ”按钮，窗口下面出现拉伸功能菜单，依次选择 “放置 ”“定义 ”项，弹出 “草绘 ”对话框，选择FRONT 基准面为草绘平面，单击 “草绘 ”对话框中的 “草绘 ”命令，接受默认参照方向进入草绘模式。（ 3）、绘制草图。使用界面右端绘图工具栏中的绘图按钮绘制泵体外形。使用标注修改草图尺寸，选择“确认 ”按钮，完成草绘特征。（ 4）、生成拉伸实体特征。在“拉伸 ”功能菜单中分别选择 “实体 ”和 “两侧 ”按钮，输入拉伸高度24，再选择右侧按钮，完成拉伸特征。如图2-12 所示。图 2-12 拉伸后的实体图 2-13 螺纹孔的绘制（ 5）、选择界面右端绘图工具栏中的拉伸按钮，再选择界面下端拉伸工具栏中的“去除材料 ”按钮。以 FRONT 面为基准平面，进入草绘界面，以上一个草绘平面中的泵体外形为参照，按要求绘制螺纹孔和定位孔位置尺寸。如图2-13 所示，选择“确认 ”按钮。（ 6）、生成螺纹修饰。依次选择界面主菜单中的“插入 ”“修饰 ”“螺纹 ”项。弹出 “修饰：螺纹 ”对话框，按绘图要求修饰螺纹孔。2.3.2 生成支座外形（ 1）、设置绘图基准面。选择界面右端绘图工具栏中的“拉伸 ”按钮，窗口下面出现拉伸功能菜单，依次选择 “放置 ”“定义 ”项，弹出 “草绘 ”对话框，选择 FRONT 基准面为草绘平面，单击 “草绘 ”对话框中的 “草绘 ”命令，接受默认参照方向进入草绘模式。（ 2）、绘制草图。使用界面右端绘图工具栏中的绘图按钮绘制泵体支座外形。使用标注修改草图尺寸，选择“确认 ”按钮，完成草绘特征。（ 3）、生成拉伸实体特征。在 “拉伸 ”功能菜单中分别选择 “实体 ”和 “两侧 ”按钮，输入拉伸高度16，再选择右侧按钮，完成拉伸特征。如图2-14 所示。6图 2-14 拉伸支座后的实体图 2-15 齿轮泵泵体生成进出油口外形（ 1）、选择界面右端的“拉伸 ”按钮， 窗口下面出现他的功能菜单，依次选择 “放置 ”“定义 ”项，弹出“草绘 ”对话框， 选择泵腔外形外侧中的左侧平面为草绘平面，单击 “草绘 ”对话框中的 “草绘 ”命令， 接受默认参照方向进入草绘模式。（ 2）、绘制草图。 使用界面右端工具栏中的绘图按钮绘制油口外形，按要求修改草图尺寸。选择“确认 ”按钮，完成草绘特征。（ 3）、生成拉伸实体特征。在“拉伸 ”功能菜单中分别选择“实体 ”和 “两侧 ”按钮，输入拉伸高度7，再选择右侧按钮，完成拉伸特征。（ 4）、生成进、出油口螺纹孔。单击工具栏中的孔工具按钮，窗口出现“孔工具 ”功能菜单，单击放置，主参照选择油口的中心线，激活此参照，选择油口端面。在界面下端的菜单栏中分别选择“标准孔 ”： ISO、“螺钉尺寸 ”：M18x2 、“单侧 ”：20，再选择锥孔按钮。单击 “形状 ”，打开 “形状 ”上滑面板。按照作图要求的尺寸进行各项设置。（ 5）、将生成的油口以RIGHT 基准面为对称平面进行镜像，得到另外一个油口。最后完成齿轮泵泵体的三维实体创建，如图2-15 所示。3齿轮泵的装配流程图3 1组件的建立单击界面上部工具栏中的 “新建文件 ”按钮，出现 “新建 ”对话框。在这个对话框的 “类型 ”栏中选择“组件 ”按钮，在 “名称 ”文本框内输入 CLBZPT.ASM ，单击 “确定 ”按钮，弹出 “新文件选项 ”对话框，选择 mmns_asm_design 选项，单击 “确定 ”按钮，进入装配界面。3. 2 主动齿轮轴的装配首先选择界面右边工具栏按钮，将主动齿轮轴添加到组件，然后选择约束类型为“对齐 ”，单击界面上部的“放置 ”按钮，选择元件参照如图3-1 所示。接着点击新建约束，选择约束类型为“配对 ”，选择参照平面如图3-2 所示。确定后得到主动齿轮轴的装配图如图3-3 所示。7图 3-1 对齐元件参照图 3-2配对元件参照图 3-3 主动齿轮轴的装配图3.3 泵盖的装配首先选择界面右边工具栏按钮，将泵盖添加到组件，然后选择约束类型为“对齐 ”，单击界面上部的 “放置 ”按钮，选择元件参照如图3-4 所示。接着点击新建约束，选择约束类型为配对约束，选择参照平面如图3-5 所示。同理建立另一个“对齐 ”的约束。确定后得到主动齿轮轴的装配图如图3-6 所示。图 3-4 对齐元件参照图 3-5 对齐元件参照图 3-6 泵盖的装配3.4 齿轮泵的完整装配图参照章节3.2 与章节3.3 ，同理可以装配其他剩下的零件， 最后得到完整的齿轮泵装配图如图3-7 与图 3-8 所示。选取“视图菜单” /分“解 ” /分“解视图”可以得到如图83-9 的齿轮泵的爆炸图。图 3-7齿轮泵的完整装配图图 3-8 齿轮泵的完整装配图9图 3-9齿轮泵的爆炸图总结持续两个星期的计算机辅助产品设计实训就此画上句号。在这短短的两个星期的时间里，我们付出了许多，也收获了许多，也感慨颇多。首先，要在这里感谢指导我们的杨老师，如果没有杨老师在我们实习过程中遇到困难的时候耐心的教导，我相信我们不可能这么顺利的凭借自己的努力完成了此次的实训。其次，通过本次实训的练习，我养成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，因为在用设计软件作图的时候，需要非常的细心，不能有一丝一毫的差错，只有这样画出来的作品才合格，只有认认真真的投入到作品的制作中去，才能发现种种问题以及不足之处，并且更好的解决这些遇到的问题，改正一些没有做好的地方。例如一些标注的地方或者是螺纹的扫描，都需要我们很仔细的确定数据才能完成。整个设计通过软件和硬件上的调试，我想这对我以后的学习和工作都将会有很大的帮助，在这次设计中遇到了许多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上的理论知识与在实际运用中还是的还是有一定出入的，而且要不断更正以前的错误思维，一切必须靠自己一点一滴的解决，在解决的过程中你会发现自己子在飞速的提升。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习状态产生积极的影响。其次，这次实习让我成分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证这个项目有条不紊。并且，有我们的实习导师杨老师的帮助，实习过程过程中的疑惑，杨老师总会耐心的讲解，给我们的设计以极大的帮助，是我们受益匪浅，通过实习我知道了学习的重要性，理论与实际结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将是我以后学习和工作的最好榜样。我在设计的过程中遇到困难的时候，就会和同学们互相讨论，互相学习，互相帮助。所以我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。10总而言之，这一次的实训让我受益匪浅。参考文献1焦永和 .机械制图 M. 北京：北京理工大学出版社，2001.2 陈国聪 .CAD/CAM 应用软件 Pro/ENGINEER（ 2001 ）训练教程 M. 北京：高等教育出版社， 2003 .3周四新，青芳 . Pro/ENGINEER Wildfire基础设计 M. 北京：机械工业出版社，2005.4周四新，青芳 . Pro/ENGINEER Wildfire高级设计 M. 北京：机械工业出版社，2003.5詹友刚 . Pro/ENGINEER 中文野火版教程 通用模块 M. 北京：清华大学出版社， 2003.6林龙震 . Pro/ENGINEER Wildfire 基础设计 M. 北京：电子工业出版社， 2004.7刘朝儒 .机械制图 M. 北京：高等教育出版社， 2001.11