UG说明书

三维CAD

课程设计说明书题目：圆锥-圆柱齿轮减速器造型设计

院（部）：机械工程学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：0801学生姓名：唐苗玉

指导教师：何丽红谭加才

完成日期： 2010年1月 7日

湖南工程学院

课程设计任务书

设计题目：二级减速器造型设计

院（部）机械工程专业机械设计制造及其自动化班级机设0801

指导老师何丽红谭加才教研室主任何丽红

一、目的：

学习机械产品CAD设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用，掌握CAD软件应用。

二、基本任务：

结合各人已完成机械原理、机械设计等课程设计成果，综合应用UG等CAD 软件完成齿轮减速器三维实体造型及工程图设计。

三、设计内容及要求

1）减速器零部件三维造型设计。

建模必须依据设计图纸表达出零件的主要外形特征与内特征，对于细部结构，也应尽量完整的表达。

2）应用工程图模块转化生成符合国家标准二维工程图。

装配图上应标注外形尺寸、安装尺寸、装配尺寸以及技术特性数据和技术要求，并应有完整的标题栏和明细表。

零件工程图上应包括制造和检验零件所需的内容，标注规范（如形位公差、粗糙度、技术要求，对齿轮还要有啮合参数表等）。

3）减速器虚拟装配。

将各零件按装配关系进行正确定位，并生成爆炸图。

4）撰写课程设计说明书。

说明书应涵盖整个设计内容，包括总体方案的确定，典型零件造型的方法，工程图生成过程，虚拟装配介绍，心得体会（或建议）等，说明书的字数不少于3千字。

四、进度安排：

第一天：布置设计任务，查阅资料，拟定方案，零部件造型设计；

第二天：零部件造型设计；

第三天：工程图生成；

第四天：虚拟装配、撰写说明书；

第五天：检查、答辩

目录

第一章.前言 (1)

第二章.减速器零部件三维造型设计 (3)

第三章.生成工程图 (14)

第四章.虚拟装配 (16)

第五章.小结 (19)

第六章.参考文献 (20)

第一章前言

前面我们进行了为期三周的机械设计课程设计，已经将自己所要设计的减速器设计出来的，为了更好的表现减速器的转配位置及实体造型，现用UG NX6.0软件将其三维实体模型表现出来，并进行虚拟装配和产生工程图。

UG NX是Unigraphics Solutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件，在汽车、交通、航空航天、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域得到了大规模的应用。UG软件不仅具有强大的实体造型，曲面造型，虚拟装配和产生工程图等设计功能，在设计过程中还可以进行有限元分析，机构运动分析，动力学分析，完成产品概念设计，模型建立，性能分析和运动分析，加工刀路的生成等整个产品的生成过程，实现真正意义上的无纸化生产。UG 面向过程驱动的技术环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程中各个环节保持相关。

UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。UG NX是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。

一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。

UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。

CAD模块

1实体建模

实体建模是集成了基于约束的特征建模和显性几何建模两种方法，提供符合建模的方案，使用户能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及其表达式。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。

2．特征建模

UG特征建模模块提供了对建立和编辑标准设计特征的支持，常用的特征建模方法包括圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角、倒角等。为了基于尺寸和位置的尺寸驱动编辑、参数化定义特征，特征可以相对于任何其他特征或对象定位，也可以被引用复制，以建立特征的相关集。

3．自由形状建模

UG自由形状建模拥有设计高级的自由形状外形、支持复杂曲面和实体模型的创建。它是实体建模和曲面建模技术功能的合并，包括沿曲线的扫描，用一般二次曲线创建二次曲面体，在两个或更多的实体间用桥接的方法建立光滑曲面。还可以采用逆向工程，通过曲线/点网格定义曲面，通过点拟合建立模型。还可以通过修改曲线参数，或通过引入数学方程控制、编辑模型。

4．工程制图

UG工程制图模块是以实体模型自动生成平面工程图，也可以利用曲线功能绘制平面工程图。在模型改变时，工程图将被自动更新。制图模块提供自动的视图布局（包括基本视图、剖视图、向视图和细节视图等），可以自动、手动尺寸标注，自动绘制剖面线、形位公差和表面粗糙度标注等。利用装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，包括快速地建立装配图剖视、爆炸图等。

5．装配建模

UG装配建模是用于产品的模拟装配，支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件以逻辑对齐、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位，改进了性能和减少存储的需求。参数化的装配建模提供为描述组件间配对关系和为规定共同创建的紧固件组和共享，使产品开发并行工作。

第二章减速器零部件三维造型设计

2.1 箱体的建模设计

1 进入UG NX 4.0软件，新建一个“新部件文件”，文件名为“xiangzuo”，单位选择“毫米”。

2 选择【起始|建模】命令进入建模模块。选择XC-YC坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：

图1

3 选择【插入|设计特征|拉伸】命令，输入参数，单击确定按钮。生成实体如下：

图2

4 进过一系列画草图和拉伸，布尔运算后，最后进行打孔，边倒圆，倒角，

镜像后完成实体如下：

图3

2.2 轴II的建模设计

1 进入UG NX 4.0软件，新建一个“新部件文件”，文件名为“zhou-2”，单位选择“毫米”。

2选择【起始|建模】命令进入建模模块。选择XC-YC坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：

图4

3选择【插入|设计特征|回转】命令，输入参数，单击确定按钮。生成实体如下：

图5

4 选择【插入|细节特征|倒角】命令，输入参数，出现如下视图：

图6

选择要倒角的边，点击确认后的如下视图：

图7

5选择【插入|细节特征|倒圆】命令，输入参数，出现如下视图：

图8

选择要倒圆的边，点击确认后的如下视图：

图9

6 键槽的建模，选择【插入|细节特征|基本平面】命令，输入参数，出现如下视图：

图10

选择【插入|设计特征|草图】命令，在刚生成的基本平面上画键槽的草图如

下：

图11

选择【插入|设计特征|拉伸】命令，输入参数，单击确定按钮。生成实体如下：

图12 2.3 其他典型零件图如下：

1输出轴上大齿轮

图13

2 圆锥齿轮轴

图14

3 输出轴

图15 4Ⅰ轴轴承

图16 5Ⅰ挡板

图17 6 箱盖

图18

第三章生成工程图

3.1箱体工程图生成过程

1.利用UG NX创建了三维模型后，进入制图模块可以建立模型的二维工程图。选择【起始|制图】命令进入制图模块，在弹出的插入图纸页中选定A1纸，然后点击确定。进入制图界面，点击基本视图命令，即出现：

。

图19

2.添加简单剖视图。

（1）.选择视图→插入→草图，在需要剖视的地方画出建立密封的曲线。定义视图的范围。

（2）.选择“插入”→视图→局部剖视图在弹出的对话框里，选择要建立局部剖视图的视图。定义局部视图的基点，定义局部视图的矢量方向，选择局部视图的的折断线，最后单击“应用”按钮完成局部剖视箱盖工程图如下：

图20

3.2减速器装配图工程图生成过程

按照以上的各步骤，生成减速器装配图的工程图：

图21

第四章虚拟装配4.1虚拟装配技术

虚拟装配技术是在虚拟设计环境下，完成对产品的总体设计进程控制并进行具体模型定义与分析的过程。它可有效支持自顶向下的并行产品设计以缩短产品开发周期。使用UG 软件对减速器进行仿真能够模拟真实环境中的工作状况。通过UG 提供的零件功能可以装配出机械系统。可以在产品的设计阶段直接检查机械系统中各个零部件在空间的装配和干涉情况，最终实现可视化的设计。虚拟装配技术在机械设计中的应用，由于没有制造真实的产品，大大减少开发成本，并且在虚拟装配时可以尽可能地解决大部分生产、装配及优化等问题，这就使新产品开发的周期大为缩短，使企业的产品能够尽早占领市场。因此，虚拟装配技术正得到越来越广泛的应用。

4.2虚拟装配建模的过程

根据产品的设计过程，可将虚拟装配的设计应用产品过程分为产品初步设计、装配建模及运动分析三个阶段。产品研制的初级阶段完成初步的总体布局；产品开发的主要阶段完成产品所有零部件的模型设计；产品的完善阶段完成产品模型的最终设计，进行产品的虚拟装配，装配的仿真，对产品进行静、动态干涉检查，也可根据需要进行运动分析及优化处理。

4.3虚拟装配建模的作用

通过应用UG 对减速器进行虚拟装配，可以实现在减速器的设计阶段可视化地对减速器进行干涉检测以及各部件之间的间隙调整。采用这种虚拟装配的方法，可以在产品的设计阶段就可直接检查机械系统各个零部件在空间的装配情况并能及时发现是否发生干涉。这种可视化设计和分析，不但减少了设计成本，而且提高了设计质量。

4.4通过虚拟装配，得到如下图：

图22

4.5得到虚拟装配图后进行自动爆炸，得到爆炸图如下：

图23

第五章小结

经过1个星期的UG实习训练，我对这个软件和这门课程有了更深的认识。

在这周的训练中，发现了许多以前发现不了的问题。譬如有些制作方法不懂，在制作的时候毫无方法不知道怎么去弄。在经过自己翻书，上网去查找方法的时候学到了许多不同的知识。它我们大学里所学过的专业课程基本都涉及到了，机械设计、机械原理、机械工程材料、互换性与技术测量基础、理论力学、材料力学……之类的方法。是对我们以往的知识的一个总结，综合的运用。

画出我们自己设计的图我们可以感到一种成功的感觉。但我们在画这机械设计的图时候，我们就会发现我们设计的图有许多问题。往往在修改这些知识的时候我们就会更加发现我们知识的缺少，只有在反复的研究这些问题的同时才能对我们的知识有更加深的理解。

这周的UG实习训练的时候，我学到了对以后的工作有着重要意义的知识。我们学会了更加熟练的运用UG这软件。对于我们以后的工作的设计打下了坚实的基础。

第六章参考文献

【1】李丽华赵娟唐宏伟等主编的<>。

北京：电子工业出版社

【2】王昆何小柏汪信远等主编的<<机械设计课程设计>>。

北京：高等教育出版社。

【3】陈铁鸣主编的<<新编机械设计课程设计图册>>第二版。

北京：高等教育出版社。

【4】朱理主编的<<机械原理>>。

北京：高等教育出版社；2004.4