基于UG的齿轮泵三维设计与仿真设计

广西水利电力职业技术学院题目：基于UG的齿轮油泵三维建模与仿真班级： 2011机制姓名：廖建专业：机械设计及制造指导教师：小芹答辩日期： 2014年5月26日广西水电职业技术学院机电工程系2011届毕业生毕业设计任务书2014年 10 月：廖建班级：2011 专业：机械设计入制造学号：20110301106 设计题目：基于UG的齿轮泵三维建模与仿真容：运用UG NX 8.0软件，对齿轮泵油泵这类常用的液压元件进行三维建模设计，虚拟装配以及工作原理的运动仿真。

进度：第一周，图纸分析及各组件的三维设计。

第二周，齿轮泵的虚拟装配及爆炸图的创建。

第三周，工作原理的运动仿真。

第四周，设计说明书的撰写。

第五周，制作PPT准备答辩。

要求：能熟练运用UG NX 8.0开发系统中的基本指令进行设计，装配以及工作原理的运动仿真。

前言UG 是目前市场上功能最极致的产品设计工具，它不仅拥有现金现今CAD/CAM软件中功能最强大的Parasolid实体建模核心技术，更提供高效能的曲面建构功能，能够完成最复杂的造型设计。

UG提供工业标准之人机接口，不但易学易用，更有无限次数的undo功能、方便好用的弹出窗口指令、快捷图像操作说明、自订造作功能指令及中文操作接口等特色，并且拥有一个强固的档案转换工具，能转换各种不同CAD软件的图文件，以及重复使用原有资料。

UG是一套复杂产品设计制造的最佳系统，从概念设计到生产产品，UG广泛的使用在汽车业、航天业、磨具加工以及设计业、医疗器材产业等等，近年来更将触角深及消费性市场产业中最为复杂的领域—工业设计。

运用其功能强大的复合式建模工具设计者可以工作的需求选择最合适的建模方式：关联性的单一数据库，是大量的零件处理更加方稳定。

除此之外，组立功能、2D出图功能、模具加工功能及与PDM之间的紧密结合，使得UG在工业界成为一套无可匹敌CAD/CAM系统。

本设计从齿轮泵的三维设计、虚拟装配以及运动仿真方面着手，就UG的一些常用的基本功能进行一个综合运用，是对自己三年来所学的一个检验，更是对自己的一个挑战！限于学生本人水平有限，书中难免有错误和不妥之处，希望导师批评指正。

目录前言 (2)设计概述 (4)第一章各组件的三维设计 (5)1.1 泵体的三维设计 (6)1.2齿轮轴三维设计 (11)1.3端盖三维设计 (14)1.4螺钉三维设计 (16)1.5其余构建的模型 (18)第二章各组件的装配 (19)2.1 新建装配文件与添加组件 (19)2.2装配齿轮与齿轮轴 (20)2.3配对端盖 (22)2.4螺钉的配对 (22)第三章创建爆炸图 (24)3.1 自动爆炸 (24)3.2编辑爆炸图 (24)第四章运动仿真 (25)4.1 新建仿真 (25)4.2定义连杆 (26)4.3定义质量特性 (26)4.4定义运动副 (27)4.5定义齿轮副 (28)4.6解算方案 (28)4.7解算 (29)总结 (30)致谢 (31)设计概述本设计主要围绕齿轮油泵设计这个实例展开。

液压油泵作为一种重要的液压元件，其规格和型号比较繁多，传统的开发过程繁琐、效率低下、绘图量大，UG作为一款高效快捷的CAD/CAM软件，克服了以上的不足之处，大大提高设计人员的开发速度，本文将着重就UG的实体建模、虚拟装配、机构仿真等功能进行齿轮油泵的设计。

齿轮油泵包含多个零部件，本设计巧妙利用UG关联性的单一数据库这一特点并综合运用多种建模方法和设计方法进行。

设计的具体要求为：（1）齿轮油泵零件建模设计；（2）齿轮油泵装配设计；（3）齿轮油泵爆炸图的创建；（4）齿轮油泵机构仿真设计；关键词：齿轮泵；UG；建模；装配；运动仿真第一章各组件的三维设计1.1 泵体的三维设计1.1.1新建文件单击“标准”工具条中的“新建”按钮，系统弹出“文件新建”对话框，在“模板”栏中选择“模型”然后选择“单位”为“毫米”，在”新文件名”栏的“名称”文本框中输入“beng ti”, 在“文件夹”文本框中输入文件的保存位置，单击，完成新文件的建立。

如图1.1—1所示图1.1—1 文件新建1.1.2设置草图首选项系统进入模型设计界面。

单击主菜单中的“首选项”菜单，在弹出的下拉菜单中选择“草图”，系统弹出“草图首选项”对话框，将“小数位数”改成“1”，“文本高度”改成“2.5”，“尺寸标签”改成“值”，其他采用默认设置，如图1.1—2所示。

单击完成草图首选项的设置。

图1.1—2 草图首选项1.1.3创建拉伸特征。

1）选择草图绘制平面。

设图层21为工作图层，单击“特征”工具条中的“草图”按钮，系统要求选择绘制草图平面如图1.1--3，在绘制区选择基准CSYS的XZ的平面，单击完成。

绘制如图1.1—4所示的草图。

图1.1—3 CSYS基准图1.1—4 泵体草图2）创建拉伸特征1。

单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，系统弹出拉伸对话框，单击“界面”栏中的“选择曲线”，在绘图区选择如图1.1—5所示的草图轮廓为拉伸轮廓，在“限制”栏的终点“距离”中输入“36”，其余采用默认，单击完成本次拉伸。

如图1.1—5所示3）创建拉伸特征2。

单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，系统弹出拉伸对话框，单击“界面”栏中的“选择曲线”，在绘图区选择如图1.1—6所示的草图轮廓为拉伸轮廓，在“限制”栏的终点“距离”中输入“18，在“布尔运算”栏的布尔下拉列表中选择“求差”，其余采用默认。

如图1.1—6图1.1—5 拉伸泵体图1.1—6 拉伸泵腔4）创建拉伸特征3。

击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，系统弹出拉伸对话框单击“界面”栏中的“选择曲线”，在绘图区选择如图1.1—7示的草图轮廓为拉伸轮廓，在“限制”栏的开始“距离”中输入“4”,终点“距离”中输入“45”，不运算栏中的“布尔”下拉菜单中选择“求和”，其余采用默认。

如图1.1—7所示图1.1—7 拉伸3 图1.1—8 选择草图平面5）创建拉伸特征4的草图。

在泵体侧面（图1.1—9所示）建立如图1.1—10所示的草图。

图1.1—9 草图图1.1—10 拉伸螺纹孔6）创建拉伸特征4。

击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，系统弹出拉伸对话框，单击“界面”栏中的“选择曲线”，在绘图区选择如图1.1—10示的草图轮廓为拉伸轮廓，在“限制”栏的开始“距离”中输入“0”,终点“距离”中输入“12”，不运算栏中的“布尔”下拉菜单中选择“求差”，其余采用默认。

图1.1—11 拉伸退刀槽图1.1—12 拉伸输油孔创建拉伸特征5。

击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，系统弹出拉伸对话框，单击“界面”栏中的“选择曲线”，在绘图区选择如图1.1—11示的草图轮廓为拉伸轮廓，在“限制”栏的开始“距离”中输入“10”,终点“距离”中输入“12”，不运算栏中的“布尔”下拉菜单中选择“求差”，其余采用默认。

如图1.1—11。

1.1.4创建镜像特征。

执行特征工具条中的“镜像特征”命令，选择如图1.1--12所示的三个拉伸特征，选择CSYS基准中的XZ平面，单击完成镜像特征。

图1.1—12 镜像特征图1.1—13 回转草图1.1.5创建回转特征。

首先在YZ平面建立如图1.1—13所示草图，然后单击特征工具条中的“回转”命令。

限制栏开始“角度”为“0”终点“角度”为“360”。

如图1.1--14所示图1.1—13 回转特征图1.1—14 附着特征1.1.6创建突台特征。

单击特征工具条中的“突台”命令，“直径”填写“25”，“高度”填写“10”，“锥角”填写“0”，然后选择如图所示的放置面，单击，选择“点对点”,再选择如图1.1—14所示的圆弧，选择“圆弧中心”。

图1.1—15 创建螺纹特征1.1.7创建螺纹特征。

执行特征操作工具条中的“螺纹”命令，“类型”选择“详细”，数值如图，起始面是最左端的平面，其余默认。

6×M6×1和2×G1/4的螺纹不再详细叙述。

结果如图1.1—161.1.8创建边倒圆角特征执行“特征操作”工具条中的“边倒圆”命令，然后选择如图1.1--16所示各边，“半径”填“2.5”，单击确定。

完成边倒圆。

图1.1—16 边倒圆1.2齿轮轴三维设计1.2.1 绘制渐开线1）在UG nx8.0中执行“文件”—“新建”命令，新建模型文件“chi lun zhou”。

2）执行“工具”—“表达式”命令，输入如图1.2—1所示的表达式图1.2—1 表达式3）执行“插入”—“曲线”—“圆弧/圆”命令，以原点为圆心，绘制半径分别 ra，r，和rf的三个圆，如图1.2—2所示图3.—2 三圆图1.2—3 渐开线4）执行“插入”—“曲线”—“规律曲线”命令，以，xt，zt为参数绘制渐开线，如图1.2—3所示。

1.2.2 绘制齿形草图1）执行“编辑”—“曲线”—“修剪”命令，剪除渐开线曲线在齿顶和齿根圆以外的部分，如图1.2—4所示图1.2—4 修剪曲线图1.2—5 绘制直线2）执行“插入”—“曲线”—“直线”命令，绘制原点渐开线和分度圆交点的直线，如图1.2—5所示3）执行“编辑”—“变换”—“绕点旋转”旋转上面所绘制的 a角度，如图36.2—6所示，并以旋转所得直线伟轴镜像渐开线如图1.2—7所示图1.2—7 镜像曲线图1.2—8 绘制齿廓1.2.3 创建齿轮1）执行“直线与圆弧”工具条中的“圆（切-切-切）”命令，并做相修剪应绘制如图1.2--8所示的曲线。

2）执行特征工具条中的“拉伸”命令，绘制齿轮毛坯，如图1.2--10所示图1.2—9 拉伸齿轮坯图1.2—10 拉伸求差3）执行特征工具条中的“实例特征”命令，选择“圆形阵列”，然后选择图1.2—11所示的特征，“方法”为“常规”，“数量”为14，“角度”为“360/4”。

效果如图1.2—12所示。

图1.2—11 圆形阵列图1.2-12 创建圆台1.2.4创建轴1）隐藏上述草图曲线，执行特征工具条中的“土台”命,“直径”为3，“高度”为2，“拔模角”为0。

如图1.2—2所示。

并执行特征中的“割槽”命令和特征操作中的“倒斜角”命令，切槽尺寸为2×ø，倒斜角尺寸为１×１，2）在齿轮的另一面建立图1.2—3所示的草图所示，并执行回转命令，并执行特征中的“割槽”命令和特征操作中的“倒斜角”命令，切槽尺寸为2×ø，倒斜角尺寸为１×１结果如图3.—4所示图1.2—3 轴草图图1.2—4 回转轴3）执行特征工具条中的“键槽”命令，绘制４×２．５×１８的槽，距离台肩的距离为２，如图３．２――１５所示图1.2—5 创建键槽特征1.3端盖三维设计1.3.1 绘制草图1）新建文件。

在UG NX 5.0建模块中执行“文件”—“新建”命令，建立“ duan gai”文件。