CCAM课程设计任务说明书

一．前言
本次课程设计按照任务说明书的要求;我做的是二级圆柱齿轮减速器的三维建模以及运动仿真;主要设计数据来自我的机械设计的课程设计计算;其中模型的尺寸主要依据我的二维图纸后附;模型共有以下几部分组成：箱体、齿轮、轴、轴承、轴套、端盖、螺钉..总计用时大概三天时间;我分一周的时间分别各部完成;下面就将我的主要成果一一书写如下;请老师指正..
二．零部件建模
2.1箱体
箱体建模主要由拉伸构成;辅助以打孔、阵列、镜像、倒角、筋工具..其中油标孔由旋转而成..具体数据参数见后附的CAD工程图..
2.2齿轮
本模型中共有两对四个齿轮;均采用轮廓法建模而成方法由网上教程而来;通过参数方程获得渐开线;而后获得轮齿的完整轮廓;最后阵列;得到一个完整的齿轮;鉴于齿轮建模较为陌生下面我将说明齿轮建模具体的步骤..
1.用拉伸画一个直径为齿顶圆;厚度为齿宽的的圆柱体
2.插入基准曲线---从方程--完成--选取--坐标三个面的交点---笛卡尔---输入参数参数如下
３．选中步骤２做好的蓝色的曲线---镜像---得到第2根蓝色的曲线;此时两根曲线是相交的八字形．如图
4．点取第2根曲线注意此时曲线以粗红色显示
主菜单“编辑”---“复制”---主菜单“编辑”——“选择性粘贴”---在操作面板上选取“旋转”按钮;——选取旋转中心轴----输入旋转角度360/2/z+1.74
得到第3根细红色的曲线;该曲线与第一根曲线相交的..注意:原来的第2根曲线消失了5．选中第3根曲线注意此时曲线以粗红色显示、
主菜单“编辑”---“复制”---主菜单“编辑”——“选择性粘贴”---在操作面板上选取“旋转”按钮;——选取旋转中心轴----输入旋转角度-360/z;即该曲线要与前面旋转的方向相反;此时发现模型区域如下所示：点取确定退出操作;得到第4根蓝色曲线;此时两根曲线成八字所示如图：
6．用草绘曲线按钮画曲线：先画一个齿根圆;用使用边命令选取那两根曲线八字形的两根
曲线和齿顶圆
---分别过那两根八字形的曲线的末端作切线;与齿根圆交两点
---修剪多余边---给根部倒角R=0.2m;得到图形如下所示：
7.拉伸---去除材料--- --草绘——选取步骤6所得的封闭线框;切削得到齿槽．
阵列齿数
8.根据不同的尺寸对不同齿轮设计不同的结构形式;分度圆小于160采用整体式;大于160小于500采用腹板式..主要使用拉伸和打孔工具;辅助以倒角和阵列如下图
腹板式整体式
2.3轴
本减速器共有三根轴;主要采用旋转工具;辅助以拉伸打键槽孔、倒角工具..详见下图
输入轴
中间轴
输出轴
2.4轴承
轴承主要采用旋转工具;辅助以倒角和阵列工具;具体步骤如下：
1.拉伸一个直径为轴承外径厚度为轴承后的圆柱
2.使用旋转去除材料;结果如下
3.用旋转得到滚珠;根据具体参数以轴阵列..最后结果如图：
轴承一轴承二
2.5轴套
轴套主要通途在于齿轮、轴承与轴的定位;以及调整间隙;结构就是圆柱环;主要采用拉伸;辅助以倒角工具;十分简单..本减速器共有五个轴套;部分如下图：
2.6端盖
端盖用于定位和保持减速器的密封;其外径与箱体的轴承座外径相同;凸缘直径与轴承外径相同;厚度小于轴承的内圈厚度以便于准确定位;用旋转工具得到主体;辅助以打孔用于螺钉连接箱体;倒角;和拉伸..模型如下图：
用于输入轴用于中间轴
2.7螺钉
螺钉主要用于连接轴承端盖和箱体以及箱体和箱盖;本减速器的连接螺栓为M12;具体参数参见国家标准..具体建模方法如下：
1.用旋转得到一个阶梯圆柱;大头直径为24;高8;小头直径12;高20..
2.用拉伸得到正六边形螺栓头部;用旋转倒角..完成1、2步骤结果如下图：
3.用螺旋扫描得到螺纹;具体步骤如下截图：模型如图：
三．装配总成图及爆炸图
3.1装配步骤及装配图
1.新建装配文件得到装配界面的工具栏
2.先装配箱体;定义成缺省;及完全约束..
3.装配轴承;由于在设计时已经把轴承内表面距箱体距离确定;故在创建箱体时创建了基准面;装配轴承时只需用：轴承的轴与孔轴对齐——轴承内表面与基准面对齐..如下图：
4.装配轴;由于轴承的轴向自由度需借助轴肩约束;因此在装配轴是轴向约束采用轴肩与
轴承内表面对齐;中心轴与孔轴对齐;且轴要定义成销钉..
5.装配齿轮;齿轮轴线与轴的轴线对齐;齿轮端面与相应的轴肩对齐;4、5步骤后;装配如下图：
6.装配定位轴套;由于轴肩不能满足所有的齿轮与轴承的定位;故设计轴套辅助定位;采用轴套的中心轴线与轴的中心轴线对齐;端面与相对应的轴肩对齐..
7.装配端盖;端盖主要起密封以及辅助轴承的轴向定位的作用;装配时端盖中心轴与孔的中心轴对齐;水平面与箱体上表面对齐;端盖凸缘面与相应的轴承内圈表面对齐;这样端盖得到完全约束;符合实际情况..
8.装配连接螺钉;螺钉大头内表面与端盖外表面对齐;轴线与相应的螺纹孔轴线对齐;其余螺钉以此类推..由此1至8个大步骤完成装配;其中有的类别零件有多个;重复对应步骤即可..完成装配;总装图如下：
3.2爆炸图及其步骤
如上图所示操作得到的爆炸图如下：
由于上图不能很好地反映各个零件;故需对上图进行修改对零件进行移动;操作如下：选择上图中的编辑位置;得到如下界面：
根据自己想要的位置选择不同的零件和不同的移动轴;最终爆炸图如下：
爆炸图一
爆炸图二
四．运动仿真步骤简介
运动仿真是自己在教程中学习;基本步骤截图如下：
在装配时已经定义了轴为销钉;在装配界面选应用程序——机构;得到如下图右边菜单栏
：
选择齿轮图标按下面图示操作：
其中;定义第一对齿轮选输入轴为主动轴;方向不变;节圆为44;中间轴为从动轴;方向不变;节圆为196..
定义第二对齿轮选中间轴为主动轴;变向;节圆为196;输出轴为从动轴;方向不变;节圆为240..
定义输入轴伺服电机;转速500;起止时间30秒..
五．三维转二维工程图主要步骤截图
此步骤我做的是输出轴即大轴的二维图及其轴测图;我通过在PRO/E中进行三视图及轴测图的转换;在保存副本成DWG的格式;在CAD中进行尺寸标注;以及其他工程图的基本要求的完成;最终得到轴的二维图..因为版本设置的原因;所有如尺寸标注等有与标准相异的地方;望老师理解..对于工程图的基本要求我基本在CAD都已完成;望老师指正..
六．运动学分析截图
以两上图分别为减速器三轴的位置和速度的运动学分析函数图;具体数据见后附导出文件..
七．课程设计总结
我在本次课程设计的主要收获有：
第一：进一步熟悉了PRO/E的建模及各种命令的操作..
第二：接触了PRO/E的运动仿真;增加了我对此软件的认知..
第三：在建模时充分的培养了我的细心和认真的工作态度..
第四：使我加强了自主学习和与同学交流合作的能力;使我的综合能力进一步加强..
同时本次课程设计有以下不足：
第一：对齿轮没有进行参数化设计建模;我找到了相关教程但多次尝试没有成功;最终选择轮廓法;
第二：由于减速器零件复杂且多故只两对齿轮副没有其他机构;相对单一..
第三：没有对轴承进行运动仿真;没有对箱盖建模;相对不是很完整..
总之;本次课程设计是我尽自己能力完成;虽然有许多不足;但我看到认识到了自己不足的方面;我会继续努力改正;争取更大的进步..敬请陶老师批评指正..
八．参考文献
1 陶栋才;刘军;李永奎.机械CAD/CAM技术及应用中国农业大学出版社
2 王致坚;郭雪娥.Pro/ENGINGNEER 基础教程湖南大学出版社
目录
一．前言 (1)
二．零部件建模 (1)
2.1箱体 (1)
2.2齿轮 (1)
2.3轴 (4)
2.4轴承 (4)
2.5轴套 (5)
2.6端盖 (6)
2.7螺钉 (6)
三．装配总成图及爆炸图 (8)
3.1装配步骤及装配图 (8)
3.2爆炸图及其步骤 (10)
四．运动仿真步骤简介 (13)
五．三维转二维工程图主要步骤截图 (14)
六．运动学分析截图 (15)
七．课程设计总结 (16)
八．参考文献 (16)
附减速器CAD装配图
箱体PRO/E导出绘制CAD图
CAD/CAM课程设计任务书
1．CAD/CAM课程设计的任务：
1.自主选择一个机构;使用Pro/E绘制零件的三维实体造型..
2.把各个零件装配成一个装配体..
3.选取装配体中的一个关键零件;绘制其工程图..
4.进行机构的运动学仿真分析..
5.写一份设计说明书;要求内容应该包含各个零件建立的步骤;并要求一定的辅助图说明..装配体的总成图、爆炸图、各个零件的图应包含在说明书中..
2. CAD/CAM课程设计的目的：
通过设计实践进一步树立正确的设计思想..培养学生分析和解决生产技术问题的能力;使学生初步掌握现代机械设计设计方法与手段;并巩固、深化已学得的理论知识;进一步培养学生熟悉PROE三维实体建模和运动学仿真的基本技能..。