Ug课程设计——2级齿轮减速器

三维CAD

课程设计说明书

题目：二级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：机设0902学生姓名：牟永熊

指导教师：何丽红谭加才

完成日期： 2011-12-25

目录

一、前言 (2)

二、减速器零部件三维造型设计

1、箱盖造型设计 (3)

2、中间轴造型设计 (7)

三、生成工程图

1、箱盖的工程图 (9)

2、低速轴的工程图 (11)

四、虚拟装配

1、Ⅰ轴与其上零件的装配 (12)

2、Ⅱ轴与其上零件的装配 (13)

3、Ⅲ轴与其上零件的装配 (14)

4、箱座与其上齿轮的装配 (15)

5、箱盖与轴承及其零件的装配 (16)

6、总装配 (16)

五、心得体会 (18)

六、参考文献 (19)

一、前言

计算机辅助设计，泛指设计者以计算机为主要工具，对产品进行设计、绘图、工程分析与编撰技术文档等设计工作的总称，是一项综合性技术。

本次课程使用的主要软件是UG，UG是一个高度集成的CAD/CAM/CAE软件系统，可应用与整个产品的开发过程，包括产品的概念设计、建模、分析和加工等。该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配、和生产工程图设计等功能，在设计过程中还可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。

课程设计的目的、基本任务、设计内容及要求如下：

1、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。

2、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。

3、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。

二、减速器零部件三维造型设计

1.箱盖造型设计

设计的思路是首先构造箱座大凸缘，再构造凸台，然后拉升箱体和底板，然后在箱体外壁建凸台用以生成轴承套。

（1）凸缘的生成

做出大凸缘的草图，然后对草图进行“拉伸”，从而得到大凸缘，如下图所示。

（2）盖体的构造

由“基准平面”建立中间平面，在中间平面上绘出盖体外轮廓的草图，对草图执行“对称拉伸”，得到盖体，如下图所示。

（3）轴承座旁螺栓凸台的构造

首先做出轴承座旁螺栓凸台的草图，然后对草图进行“拉伸”，从而得到轴承座旁螺栓凸台，如下图所示。

（4）轴承座凸台的构造

运用“凸台”命令构造三个凸台，以中间基准平面为对称平面对三个凸台进行“镜像”操作，然后用“修剪体”命令对凸台进行修剪，去除多余的部分，如下图所示。

（5）箱盖内腔构造

在以箱体外壁平面上建立草图，用拉伸命令对箱盖内部按尺寸求差，得到内腔。如下图所示。

（6）轴承座孔构造

运用“孔”命令在轴承座凸台上生成孔，得到轴承座孔，如下图所示。

（7）吊耳的构造

在中间基准平面上绘出吊耳的草图，对草图执行“对称拉伸”，并打孔，得到两吊耳，如下图所示。

（8）窥视孔的构造

画出窥视孔草图，执行“拉伸”，得到窥视孔，然后打出M6螺钉孔，如图所示。

（9）孔的设计

打M16螺栓沉头孔、销孔、M10起盖螺钉孔、轴承盖M6螺钉孔、M8螺钉孔，如下图所示。

（10）拔模、倒角、倒圆

对轴承凸台、轴承座旁螺栓凸台、吊耳拔模；对轴承座端面倒角；对一些局部倒圆，完成箱盖的构造，如下图所示。

2.中间轴造型设计

设计的思路是：分别确定各轴端的直径和长度，绘制草图，由旋转生成。

（1）草图的绘制

在默认平面内绘制草图，如下图所示。

（2）旋转生成轴

运用“旋转”命令，如下图所示。

（3）键槽的构造

先创建键槽的放置平面，方法是创建基准平面，该平面与开键槽的轴段相切，然后利用键槽命令构造键槽，如下图所示。

（3）倒角、倒圆的构造

为了使轴上零件便于安装、减小轴上的应力集中，对轴进行必要的倒角、倒圆处理，如下图所示。

3.斜齿轮造型设计

设计的思路是：先由“gear1.grx”文件生成轴的齿轮部分，再由拉升生成腹板及腹板孔。

（1）轮齿的构造

在UG建模环境下，调用“gear1.grx”文件。输入齿轮的各项参数，生成齿轮。齿轮的参数为：齿数z=69，法面模数m n =2.5mm，螺旋角β=14.6°，齿宽b=45mm如下图所示。

（2）腹板及腹板孔的生成

构建草图，由拉伸命令按尺寸拉伸后求差，由孔命令钻孔。

三、生成工程图

1.箱盖工程图的生成

首先用UG打开箱座的零件模型，进入“制图”模块，新建图纸页，选择“大小”为A1，“比例”为1：1，选择投影方式为第一象限角投影方式。接着添加基本视图，由“FRONT”视图开始，投影出主视图，接着向下投影出俯视图，向右投影出左视图，如下图所示。

然后将生成的图线放到CAXA中进行尺寸和技术要求的标注，先要将UG中prt格式的零件模型文件转换成AutoCAD 2004中dwg格式的平面图形文件。在UG的菜单栏中点击“文件”菜单，选择“导出”，进一步选择“2D Exchang”命令，在出现的对话框中选择合适的目标位置，点击确定，程序将自动生成工程图。

接着用CAXA打开生成的dwg平面图形文件，先对图线进行修改，改正其中不符合标准的错误，接着设置图幅、布图，然后对图线进行标注。如下图所示。最后将文件另存为exb格式文件。

2.低速级轴工程图的生成

低速轴采用一个正视图来表达，附加两个带键槽的轴段剖视图来表达轴孔。首先用UG 打开箱座的零件模型，进入“制图”模块，新建图纸页，选择“大小”为A2，“比例”为1：1，选择投影方式为第一象限角投影方式。接着添加基本视图，如下图所示。

接着用与转换箱座平面图相同的方法，生成齿轮的平面图接着用CAXA打开生成的dwg 平面图形文件，先对图线进行修改，改正其中不符合标准的错误，接着设置图幅、布图，然后对图线进行标注。如下图所示。最后将文件另存为exb格式文件。

四、虚拟装配

装配的思路是：按自底向上的方法建立装配，先建立一些子装配，子装配包括三根轴分别与其上齿轮、套筒、轴承的装配、箱盖与其上各零件的装配、轴承盖与密封毡圈、螺钉的装配，然后将各个子装配、螺栓连接各零件、油标尺、油塞等零件与箱座进行装配，来建立减速器的总装配模型。

1、Ⅰ轴与其上零件的装配

打开UG，进入“装配”模块，首先由“添加组件”命令加载Ⅰ轴，选择定位方式为“选择原点”，将原点放在默认位置；接着加载轴承，选择定位方式为“通过约束”，用两个“接触”约束来确定轴承的位置，一是轴承内圈表面与齿轮轴轴颈表面接触；二是轴承内圈端面与齿轮轴上的轴承定位轴肩端面接触。这样，轴承就准确定位在轴上了。按照同样的方法装配另一个轴承，如下图所示。

接下来加载键，然后对它进行约束，用三个“接触”约束，一是键的底面与键槽的底面接触，二是键的侧面与键槽的侧面接触，三是键的圆柱面与键槽的圆柱面接触。这样，键就被装入了齿轮轴的键槽中，如图下图所示。

2、Ⅱ轴与其上零件的装配

打开UG，进入“装配”模块，首先由“添加组件”命令加载Ⅱ轴，选择定位方式为“选择原点”，将原点放在默认位置；接着装配低速级主动齿轮键、高速级从动齿轮键，装配方法与Ⅰ轴上键相同，如下图所示。

接着低速机主动齿轮、高速级从动齿轮，装配方法与Ⅰ轴上轴承相同，如下图所示。然后装配两套筒，分别通过两个“接触”约束来进行定位，一是套筒的孔的表面与轴身表面接触，二是套筒端面与齿轮端面接触。

最后装配两轴承，分别通过两个“接触”约束来进行定位，一是轴承内圈的孔的表面与轴身接触，二是轴承端面与套筒的端面接触，如下图所示。

3、Ⅲ轴与其上零件的装配

打开UG，进入“装配”模块，首先由“添加组件”命令加载Ⅱ轴，选择定位方式为“选择原点”，将原点放在默认位置；接着装配齿轮键，装配方法采用相邻三面接触，如下图所示。

齿轮和轴承安装方法同上，如下图所示。

4、箱座与其上齿轮轴的装配

打开UG，进入装配模块，加载箱座，将其放在默认原点位置，接着装配第一轴，通过齿轮内圈与基准面接触和齿轮与凸台同中心两个约束实现装配

第二轴和第三轴的装配方法同上，如下图所示。

5、箱盖与轴承盖及其上零件的装配

打开UG，进入装配模块，加载箱盖，将其放在默认原点位置，接着装配轴承盖垫片，

通过两种约束进行定位，一是垫片的底面与箱盖盖“接触”，二是垫片相邻的两个孔与箱盖盖上对应的孔“同心”，轴承盖装配于此相同。

然后装配轴承毡圈，装配方法采用毡圈与轴承盖接触以及同中心的方法进行定位，如下图所示。其他轴承盖按照相同的方法进行装配。

6、总装配

打开UG，进入装配模块，加载装好轴箱座，将其放在默认原点位置。加载箱盖组件采用两凸缘边对其的方法，实现箱座箱盖的定位。如图下所示。

接着装上油标尺、油封垫和油塞，盖上箱盖，插上两个定位销。然后将箱盖与箱座用螺栓连接。接着装配由轴承盖与其上零件装配成的子装配，最后装上起盖螺钉。如下图所示。

五、心得体会

通过两周的UG课程设计，我掌握了使用UG建立简单零件模型并将零件模型装配起来的技能。在这个过程中，不仅学会了如何去建立零件模型或通过几何约束将零件装配到一起，更学会了规划造型设计工作的方法，按照合理的顺序来安排工作；学会了查找各种资料、学习新的知识、解决新的问题的方法。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

通过这次UG设计，我在多方面都有所提高，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在建立零件模型和将对零件进行虚拟装配的过程中，发现和修改了许多在机械设计过程中遗漏的错误，从而深切地认识到虚拟装配的重大意义。通过对零件模型的虚拟装配，前面进行的零件结构设计的错误暴露无遗，让我能得以及时的改正。试想，如果是在生产实践中，通过虚拟装配来检验产品的设计情况，就能避免许多的设计错误，进而避免不少的经济损失。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计减速器的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，在以后的课余时间里需要不断地加强UG的学习。

总之，通过这次课程设计，我学习机械产品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，得到了