UG四驱车模型毕业设计论文

U G四驱车模型毕业设计

论文

Newly compiled on November 23, 2020

毕业设计说明书题目：四轮驱动赛车

目录

2—1 电动机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2—2 开关. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .13 2—3 电机套. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .14 3—1 电池. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3—2 车身的基本套装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .20 3—3 车壳的实体形成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .21

摘要

本毕业设计的主要目的是为了开拓广大的玩具市场和满足爱车一族的珍藏喜好。

本毕业设计主要内容是设计按真四驱车缩小32倍对四驱车进行仿真设计造型，因考虑成本且实现运动和仿真，本设计简化了其结构而设计的四轮驱动模型车。本设计的材料选用塑料，以便减轻车子的负载和降低成本。把原本的动力源发动机改为电机驱动，通过简单的齿轮传动，改变运动方向和速度，使得轮轴的旋转，从而带动车轮的旋转，让车子运动起来，以达对真四驱车的运动仿真。本设计除了对玩具四驱车造型设计和运动，传动设计外，还熟练的应用UG软件对玩具四驱车进行了零部件的实体建模和装配。

一、概述

玩具的市场调查

根据调查分析，随着中国经济的发展，中国城乡居民的消费支出中，玩具类支出将越来越大。中国16岁以下儿童有亿左右，占人口的比重约20%。如果中国玩具消费达到亚洲平均水平，市场规模预计将突破300亿元人民币。内地玩具市场未来将以每年40%的速度增长，到2010年，销售额将超过1000亿元人民币。另外近年来随着玩具产业法规不断出台，玩具行业规范不断改进，玩具知识产权保护意识在不断加强，中国玩具企业正由“来料加工”型走向“自主创新”型。

随着玩具行业发展的需要，机械在玩具中应用的越来越广。从设计到制造都与机械有一定的联系，例如：设计玩具零部件的外形，结构，机械运动原理，模具的设计与加工，塑料零件的注塑成型等等都离不开机械理论。

1—1 四驱车简介

四驱车简单的说就是有前后差速联动四轮驱动的，简称四驱车。英文缩写：4WD。因为发动机动力传至四个轮胎，所以四轮都可发力，普通两驱车当其中的一只驱动车轮打滑时，其他的驱动车轮也会失去动力，这时，车子便不能行驶了，如果车子是四轮驱动的话，那么另外的两只车轮仍然能发挥牵引力。因此四驱车越野性能，在野外山坡、滩涂、泥地、也可以应付自如（当然也得看车的品牌和质量如何）。

1—2 开展玩具四驱车科普活动的社会意义

开展四驱车科普活动，具有深远的社会意义。四驱车模竞赛运动集力学、机械学、电学、电磁学、材料物理学、空气动力学、美学、行为学为一身，具有很强的知识性、趣味性、是培养青少年动手技能的好方法，是素质教育的有效补充。国家教委、国家体委非常重视。从96年开始将此项活正式列为第年的车模比赛活动。这样，一个蓬蓬勃勃的四驱车科普活动在全国普遍兴起。

通过拆装模型，提高了动手能力，识图能力，又掌握了大量科学知识，启迪智慧，锻炼判断能力及分析和解决问题的能力。

可以掌握大量有关机械制造、构造知识，使学生开拓视野，提高综合素质为振兴祖国的汽车和制造工业做出应有的贡献。

1—3 玩具四驱车开发的前景

玩具四驱车开发具有广阔的前景，它具有以下六点独特之处：

1．这一活动所需的经费少，容易开展。十几元一台车，可以做到人手一辆。

2．不受场地，气候等条件的限制，开展条件宽松。

3．可单人活动，又可集体活动，形式多样化。

4．具有极强的趣味性，深受广大青少年的喜爱。

5．既能培养学生动手动脑的能力，又能培养他们拼搏向上，自立自强的精神。

6．能培养孩子们团结协作的集体主义精神。

综上所述，开展四驱车科普活动，不仅是提高广大青少年科技素质的需要，也是培养他们成为21世纪国家栋梁之材的实际措施，同是还是落实科技兴国的实际步骤。

1—4 毕业设计题目的确定

根据以上的市场调查，我决定把玩具四驱车作为我的毕业设计课题。让玩具四驱车除了具备真四驱车的外形外，还要让它能在赛道上跑起来。从而开拓广大的玩具市场和满足爱车一族的珍藏喜好。

通过对玩具四驱车的设计，检查了我在校四年来所学的基础理论知识与实际生产经验相结合的能力。它要求学生全面地综合运用本专业及其有关课程的理论和实践知识。培养了学生运用机械设计基础以及涉及的有关课程（机械加工工艺、公差配合与技术测量、机械制图、AutoCAD、UG、塑料模具设计，冲压技术等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，培养独立地分析和解决设计的问题的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术和资料的能力。进一步培养学生识图、计算机绘图、设计运算、工艺编排和编写技术文件等基本技能。使学生可以更好的把学到的理论运用到实际生产中，并在实践生产中巩固了过去所学的。

玩具四驱车的UG实体建模

1—5玩具四驱车零部件的UG实体图

玩具四驱车的零部件有：电动机，导电片，开关钮，电机套，电机盖，后齿轮箱盖，前齿轮箱盖，电池，电池扣，车身，车壳，六角轴，轴套，轴垫圈，车轮轮架，车轮轮套，凤尾，导轮，连接扭，齿轮，螺丝钉，垫片。

Unigraphics(简称UG)软件是目前国内外应用最为广泛的大型CAD/CAM/CAE一体化软件之一，它提供了各种专用模块，功能强大，内容丰富，涵盖了设计、分析、加工、管理等各个领域。

在这里我将用UG强大的三维显示效果向大家展示各个玩具四驱车零件的实体建模。

1—5—1 电动机

图4-1 电动机实体图

UG主要操作步骤：先建立草图如图（图4-2）所示，用拉伸键拉伸草图到

指定距离，用圆柱体建立电机轴，用长方体建立电导片，最后利用交集合

并所有实体，用差集剪出电导片孔得图（图4-1）。

图4-2 电机草图

电动机在玩具是驱车中的作用：将电能转变成机械能。（130型电机电压），四驱车电机每分钟回转数是量度电机载正常负载（四驱车同时贴地驱动）的情况下电机的转动速度。每分钟回转数越高，电机提供的转数越快，车速越高。每分钟回转数越高，或负载越高需要较大扭力的情况下，对电池的消耗量就越大。

玩具四驱车可选电动机型号：

银超霸：28000rad/min低转速、磁场强、扭力大、省电、适合多弯道行驶作用。

金超霸：32000rad/min中高速扭力很强，耗电适中，可连续持久地工作。

捷豹：55000rad/min外壳散热性能好，前后盖均采用含油轴套，速度很好。

美洲豹：55000rad/min高耐磨合金换向器，高速适合于各种轨道，综合性能好。

烈豹：62000转/分，电脑设计高耐磨合金换向器，适合直线冲刺。

劲霸：25000转/分，风冷式马达，合金磁块电刷，转速高但马达不易发热，可长时间持续工作，适合耐力拉力赛。

1—5—2导电片

a 开关导电片(连接电池正负极)实体图

b 电机正极导电片（连接电池与电机正极）实体图

c 电机负极导电片（连接电池与电机负极）实体图

图4-3 导电片

UG主要操作步骤：先建立草图如图（图4-4 a）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离5mm。得图4-3 a。

a 开关导电片(连接电池正负极)草图

先建立草图如图（图4-4 b）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离, 用长方

体建立多个长方体，最后利用差集开出卡槽，交集合并所有实体得(图4-3 b)。

b 电机正极导电片（连接电池与电机正极）草图

先建立草图如图（图4-4 c）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离, 用长方

体建立多个长方体，最后利用差集开出卡槽，交集合并所有实体得(图4-3 c)。

c 电机负极导电片（连接电池与电机负极）草图

图4-4 导电片草图

导电片在玩具是驱车中的作用：使电机的正负极与电池的正负极相连接的导体，起导电流的作用，充当电路中的导线部分。

导电片选用材料：镀铜或镀金金属。

导电片的特点：具有导电性（是金属的物理性能之一）

1—5—3开关

图4-5 开关实体图

UG主要操作步骤：先用圆柱体建立Φ×4mm圆柱2个, Φ4×8mm圆柱一个，建

立草图如图（图4-6）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离，最后利用交集

合并所有实体得图（图4-5）。

图4-6 开关草图

开关在玩具四驱车中的作用：控制电路的切断与接通。

开关的原理：通过机械挤压，推动导电片的闭合。

开关选用材料：ABS工程塑料。

1—5—4电机套

图4-7 电机套实体图

UG主要操作步骤：先建立草图如图（图4-8）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离，最后利用交集合并所有实体得图（图4-7）。

图4-8 电机套草图

电机套在玩具四驱车中的作用：与底盘过紧配合，承托电机，安装固定后导电片。

电机套选用材料：ABS工程塑料。

1—5—5电机盖

图4-9 电机盖实体图

UG主要操作步骤：先建立草图如图（图4-10）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离，最后利用交集差集交集得图（图4-9）。

图4-10 电机盖草图

电机盖在玩具四驱车中的作用：与底盘过紧配合，防止电机套脱出。

电机盖选用材料：ABS工程塑料。

1—5—6后齿轮箱盖

图4-11 后齿轮箱盖实体图

UG主要操作步骤：先建立草图如图（图4-12）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离，最后利用抽壳，交集，差集，交集，得图（图4-11）。

图4-12 后齿轮箱盖草图

后齿轮箱盖在玩具四驱车中的作用：与底盘齿轮箱过紧配合，封闭后齿轮箱。

后齿轮箱盖选用材料：ABS工程塑料。

1—5—7前齿轮箱盖

图4-13 前齿轮箱盖实体图

UG主要操作步骤：先建立草图如图（图4-14）所示，用拉伸键拉伸草图到指定距离，建立相应的圆柱体，运用裁剪体裁剪圆柱得到半圆，最后利用抽壳，交集，差集，并集，得图（图4-13）。

图4-14 前齿轮箱盖草图

前齿轮箱盖在玩具四驱车中的作用：与底盘齿轮箱过紧配合，封闭前齿轮箱。

前齿轮箱选用材料：ABS工程塑料。

1—5—8电池

图4-15 电池实体图

UG主要操作步骤：用圆柱体建一Φ14×圆柱，再建一Φ×圆柱，运用并集合并两圆柱体得图（图8-15）

电池在玩具四驱车中的作用：是储备电能的元件，是四驱车的动力来源。

电池选用的型号：AA电池。

1—5—9电池扣

图4-16 电池扣实体图

UG主要操作步骤：用圆柱体建一Φ2×38mm圆柱，建立草图如图（图4-

17），用拉伸键拉伸草图到指定距离，用差集打出孔位，最后用并集合并所有实体得图（图4-16）。

图4-17 电池扣草图

电池扣在玩具四驱车中作用：将电池紧固于底盘上，以免行车时弹出及接触不严。

电池扣选用的材料：ABS工程塑料。

1—5—10车身

图4-18 车身实体图

UG主要操作步骤：这个实体的设计工作量比较大，建立草图如图（图4-19），用拉伸键拉伸草图到指定距离，用拉伸其中还要用到四方体建立不同大小的长方体板，圆柱体建立圆柱，打孔建立卡槽，螺纹攻螺孔，抽壳，镜像，差集，并集，最后得图（图4-18）。

图4-19 车身草图

车身在玩具四驱车中的作用：即车底盘，是四驱车的支架，连接承载所有配件，是四驱车最重要的部分。

车身选用的材料：ABS工程塑料。

1—5—11车壳

图4-20 车壳实体图

UG主要操作步骤：这个实体的设计工作量也比较大，建立草图如图（图4-21），用拉伸键拉伸草图到指定距离，其中还要用到四方体，抽壳，镜像，交集，差集，并集，最后得图（图4-20）。

图4-21 车壳草图

车壳在玩具四驱车中的作用：增加车的强度，减少空气阻力，使四驱车完整，美观。

车壳选用材料：ABS工程塑料。

1—5—12（车轴）六角轴

图4-22 六角轴实体图

UG操作步骤：建立草图如图（图4-22），用拉伸键拉伸草图到指定距离72mm，最后得图（图4-23）。

图4-23 车壳草图

六角轴在四驱车中的作用：限制车轮，高动力输出齿轮和盘状齿轮与轴之间的旋转自由度，同时带动它们旋转。

六角轴选用材料：铁。

1—5—13轴套

图4-24 轴套实体图

UG主要操作步骤：建立圆柱体Φ6×，在圆柱面上打孔Φ×最后得图（图4-24）。

轴套在玩具四驱车中的作用：装入车身，调整车轴与车身的同轴度，起到轴承的作用。

轴套选用材料：ABS工程塑料。

1—5—14轴垫圈

图4-25 轴垫圈实体图

UG主要操作步骤：建立圆柱体Φ×，Φ×，用交集合并两圆柱，在Φ圆柱面上打孔Φ1× mm，最后得图（图4-25）。

轴垫圈在玩具四驱车中作用：镶入轴套，减少车轴（六角轴）与轴套之间的摩擦。

轴垫圈选用材料：铜

1—5—15车轮轮架

图4-26 车轮轮架实体图

UG主要操作步骤：其中用到建立圆柱体，打孔，圆锥，草图的建立如图（图4-27），拉伸，回转体，引用特征中的环形阵列，差集，并集，最后得图（图4-26）。

图4-27 轮架草图

轮架在玩具四驱车中的作用：成圆柱型，与六角轴过紧配合，带动车轮的旋转，使车子移动。支撑车轮轮套。

轮架选用材料：ABS工程塑料。

1—5—16车轮轮套

图4-28 车轮轮套实体图

UG主要操作步骤：其中草图的建立如图（图4-29），还要用到拉伸，回转体，引用特征中的环形阵列，差集，并集，最后得图（图4-29）。

图4-29 轮套草图

轮套在玩具四驱车中的作用：增加与地面的摩擦力，减少车身的震动，让车身平稳。

轮套选用材料：橡胶。

1—5—17凤尾

图4-30 凤尾实体图

UG主要操作步骤：其中草图的建立如图（图4-31），使用拉伸，打孔，螺纹，镜像，抽壳，裁剪体，并集，最后得图（图4-30）。

图4-31 凤尾草图

凤尾在玩具四驱车中的作用：用于连接车身和安装后导轮，平衡车身。

凤尾选用材料：ABS工程塑料。

1—5—18导轮

图4-32 导轮

UG主要操作步骤：建立圆柱体Φ14×1mm，在Φ14的连个圆柱面上打孔Φ

10×，：建立圆柱体Φ5×3mm用交集合并两圆柱，在Φ5圆柱面上打通孔Φ×3 mm，最后得图（图4-32）。

导轮在玩具四驱车中的作用：减小车身与轨道立墙间的滚动磨擦，提高车速，给予车身一个向下的力，从而抵消车子高速通过弯道时产生的离心力。防止翻车，飞车。

导轮选用材料：ABS工程塑料。

1—5—19连接扭

图4-33 连接钮实体图

UG主要操作步骤：其中草图的建立如图（图4-34），使用拉伸拉伸

1mm，建立两圆柱体Φ4×7mm,在两个Φ4圆柱面打孔Φ2×4mm，用交集合并，最后得图（图4-33）。

图4-34 连接钮草图

连接钮在玩具四驱车中选用作用：用于固定车壳和车身。

连接钮选用材料：ABS工程塑料。

1—5—20齿轮

a 小齿轮

b 冠状齿轮

c 高动力输出齿轮

d 盘状齿轮

图4-35 齿轮

UG主要操作步骤：这些齿轮基本上都是采用简单圆柱体，在圆柱面上打孔

功能，得出齿轮基本形状。因为我使用的是，现在没有的齿轮插件，所以具体齿形没有画出。

齿轮在玩具四驱车中的作用：动力传递，运动传递，改变运动方向和变速。

齿轮选用材料：尼龙。

1—5—21螺丝钉

a 导轮固定螺丝钉

b凤尾固定螺丝钉

图4-36 螺丝钉实体图

UG主要操作步骤：主要用到圆柱体建造外形，用四方体在螺丝头上开个

四方槽，螺纹做出螺丝的外螺纹。最后如图（图4-36）。

螺丝钉在玩具四驱车中的作用：连接，紧固各部件。外螺纹→螺钉右旋

螺丝钉选用材料：钢

1—5—22垫片

图4-37 垫片实体图

UG主要操作步骤：先建圆柱体Φ6×，在Φ6圆柱面上打通孔Φ,最后如图（图4-37）。

垫片在玩具四驱车中的作用：增大承力面积，防止螺丝螺栓损坏、琐紧防螺丝松开掉落等。

垫片选用材料：铁片

1—6 玩具四驱车的装配图

图4-38 玩具四驱车装配图

UG操作步骤：打开UG→单击UG主菜单条中的文件→新建→输入新部件名称，确定→单击UG主菜单条中的应用→装配命令→打开装配模块→单击装配工具条中的加入以存组件→选择要装配的零件→第一个组件利用“绝对坐标系”定位→加入以存组件→选择要装配的零件→第二个组件利用“配对”定位→加入以存组件→选择要装配的零件→第三组件利用“配对”定位，以此类推第四，第n个组件利用“配对”定位

注意：

配对条件通过规定在两个组件间的约束关系去定位组件在一个装配件中。

配对条件=∑配对约束

1—7 玩具四驱车的爆炸图

图4-39 玩具四驱车的爆炸图

UG操作步骤：待装配完毕后，单击UG主菜单中的装配→爆炸视图→创建爆炸→输入爆炸图名称，确定→单击装配主工具条中的爆炸图，出现爆炸工具条→编辑爆炸视图，出现编辑爆炸视图对话框→在对话框中单击选择对象，然后选择要移动的对象→在对话框中单击移动对象，此时在图中出现带箭头的移动坐标，用鼠标单击要移动方向的箭头不松开，则可手动移动到任意位置，或用鼠标单击要移动方向的箭头后，在对话框中的距离处输入要移动的距离→再单击应用即可。

若要关闭爆炸视图：则单击UG主菜单中的装配→爆炸视图→隐藏爆炸命令。

若要打开爆炸视图：则单击UG主菜单中的装配→爆炸视图→显示爆炸命令。

若要删除爆炸视图：则单击UG主菜单中的装配→爆炸视图→删除爆炸爆炸图命令，在接下来的对话框中单击确定按钮即可。

结论

紧张忙碌的毕业设计终于完成，这次设计是对我大学四年来学习的一次最综合的检验，也更是一次综合的学习过程。毕业设计不仅使我学习和巩固了专业课知识而且了解了不少相关专业的知识，个人能力得到很大提高。同时也锻炼了与人协作的精神，多听取别人给予的教导和意见，为以后我踏入社会工作打下了良好的基础。

在做这次毕业设计的过程中，程老师给了我很大的自由发挥空间，让我在这次毕业设计中充分的展示了自己四年所学。同时我也遇到许许多多平时没注意但实际生产中却经常用到的问题，都不知道从何入手，且因为我在公司实习的原因，时间比较紧迫，所以个人感觉压力特别大，后经过程老师和公司师兄，师姐的精心指导和亲切关怀下，最终完成了本课题的毕业设计。

在此特表深深谢意！

参考文献

（1）、刘惟信，《汽车设计》，清华大学出版社

（2）、陈家瑞，《汽车构造.第二版》，机械工业出版社

（3）、李澄吴天生闻百桥, 《机械制图.第二版》，高等教育出版社

（4）、邓昭铭张莹，《机械设计基础》，高等教育出版社

（5）、吴宗泽，《机械设计实用手册》，化学工业出版社

（6）、汝元功唐照民，《机械设计手册》，高等教育出版社

（7）、何华妹杜智敏陈永涛，《UG NX 3 产品模具设计入门一点通》，清华大学出版社（8）、北京市教育委员会，《高等学校毕业设计论文知道手册（机械卷）》，高等教育出版社