基于UGNX深沟球轴承的参数化建模

芜湖职业技术学院
毕业设计
专业：机械设计与制造
班级：2010 级4 班
姓名：
学号：100101405
指导老师：
2012年11月18日
目录
题目：基于UGNX深沟球轴承的参数化建模 (III)
第一章 (4)
1.1 设计背景 (4)
1.2 项目分析 (4)
1.3 项目实施 (5)
第二章 (5)
2.1 创建深沟球轴承的模板文件 (5)
(1)新建一个zhoucheng.prt，启动建模环境 (5)
(2)建立基准坐标系 (5)
（3）使用“表达式”功能定义设计变量 (6)
（4）保持架的建模 (6)
（5）内圈外圈建模 (15)
（6）滚珠建模 (17)
（7）完成装配 (18)
（8）创建边倒圆 (19)
第三章 (21)
3.1验证零件 (21)
总结 (22)
参考文献 (23)
题目：基于UGNX深沟球轴承的参数化建模
摘要：UGNX是当今世界上最先进和高度集成的CAD/CAM/CAE 高端软件之一，它的功能覆盖了从设计到产品生产的全过程，并广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电、电子以及化工各个行业的产品设计和制造等领域。

参数化建模技术是UGNX软件的精华，是CAD技术的发展方向之一。

对于优秀的设计人员来说，熟练掌握参数化设计技术是必须的。

因此，读者在学习本章的过程中应注意领悟参数化技术的思想，应渗透UGNX是如何通过草图、特征、定位及表达式等手段实现参数化建模的目的，实现部件的全相关设计和关键变量的参数化设计。

通过拉伸弹簧参数化建模我们会更深入的了解UGNX的应用，在设计中对零件结构设计进行优化，使设计更具灵活性，提高工作效率。

关键词：UGNX；参数化建模；结构设计；优化。

第一章
1.1 设计背景
工业钻孔机的曲轴需要使用一组深沟球轴承，其图纸如图1-1所示。

轴承各
尺寸的关系如表1-1所示。

完成的零件需要以下要求：
通过修改轴承的几个变量（da、内径b、宽度b以及圆角半径r），能够实现
轴承的快速更新，并且滚珠的数量为取大于等于“滚珠中心圆的周长”除以“1.5
倍的滚珠直径”的最小整数。

参数da d b d1d2d3d4r 公式28 12 8 d+（da-d）/3 da-（da-d）/3 da-（da-d）/2 （da-d）/3 0.3 值28 12 8 17.333 22.667 20 5.333 0.3
1.2 项目分析
由表1.1可以确知轴承的自由变化参数为da、d、b、r ，其他参数都可以由
这几个参数来表达。

因此，我们可以利用NX的表达式功能来创建和管理这些设
计参数。

另外滚珠的数量可以用NX内部函数“ceiling（）”来实现。

表1-2按照
名称da d b d1 d2 d3 d4 r n
公式28 12 8 d+(da-d)/3 da-(da-d)/3 da-(da-d)/2 (da-d)/3 0.3 Ceiling((pi()*d3)/(1.5*d4))
纲领长度度长度长度长度长度长度长度常量
单位mm mm mm mm mm mm mm mm 无
备注Ceiling()和pi（）为NX内部函数；Ceiling()为一取整函数，返回一个大雨等于给定数字的最小整数，如Ceiling(7.2)=8 Pi（）为圆周率，（）内不要赋值。

1.3 项目实施
根据前面的分析，本项目的实施过程如下：
（1）利用NX的表达式功能定义表1-2所列的设计变量。

（2）利用表达式定义草图和特征尺寸，完成零件的建模。

（3）修改设计变量，验证零件准确性。

第二章
2.1 创建深沟球轴承的模板文件
(1)新建一个zc3.prt，启动建模环境
(2)建立基准坐标系
①选择【插入】→【基准/点】→【基准坐标系】，弹出㈠
②选择Absolute CSYS图标，创建原点的基准坐标系。

说明：基准坐标系的建立是为了以后的特征建立有统一可参考的对象。

（如下图2-1）
图2-1
（3）使用“表达式”功能定义设计变量
①启动表达式对话框：选择菜单命令“【工具】→【表达式】”。

创建一个设计变量：设置表达式的“量纲”为“长度”，单位为“mm”→输入表达式的“
②创建一个设计变量：设置表达式的“量纲”为“长度”，单位为“mm”→输入表
达式的“名称”为“da”→输入表达式的“公式”为“28”→接受表达式。

按照
③按照步骤②的方法继续创建其他表达式，结果如图2-2所示。

表达式输完之后确
定对话框。

注意：表达滚珠特征的圆周阵列数量的变量“n”的量纲为“恒定的”，没有“单位”
图2-2
（4）保持架的建模
①点击【草图】在yc-zc平面上画出三个圆大小分别为d1、d2、d3并约束到原
点
图2-3
②画出大小为d4的圆约束在如图2-4的位置。

图2-4
③点击【快速修剪】把多余的线条剪掉，剩余线条如图2-5所示
图2-5
④点击【完成草图】，
⑤点击【拉伸】如图2-6、2-7，拉伸厚度为0.2
图2-6
图2-7
⑥回到草图模块，画d4/2的半圆，约束到图2-8的位置。

完成草图。

【回转】
选中半圆再选取半圆的直线为旋转轴线，旋转180度，【确定】，创建半球片体，点击【拉伸】，选择半球片体，向外拉伸厚度为0.2，点击【确定】如图2-8、2-9、2-10、2-11所示.。

最后把所得到的实体求和。

图2-12所示。

图2-8
图2-9
图2-10
图2-11
图2-12
⑦回到草图页面画两个圆大小为d1+1、d2-1约束到远点位置。

图2-14所示。

图2-14
⑧【完成草图】
⑨拉伸第⑧步所画的圆，偏置值为0，图2-15所示。

【修剪体】以拉伸的片体
为刀具修剪目标体如图2-16,、2-17。

图2-15
图2-16
图2-17
⑩把片体移到图层81层。

草图的线条移到41层。

⑪选择【实例特征】，【镜像体】把已经画好的半个保持架景象成一副保持架。

如图2-18、2-19所示。

图2-18
图2-19
（5）内圈外圈建模
①草图xc-yc平面内画草图如图2-20所示。

【完成草图】
图2-20
②【回转】选中草图所建立的线条，绕轴线旋转360度，图2-21、2-22
图2-21
图2-22
（6）滚珠建模
利用图2-23中的半圆选择【回转】，选择半圆曲线和直线段，绕直线段回转，得到滚珠实体。

见图2-24，图2-25
图2-23
图2-24
图2-25
（7）完成装配
把之前建好的保持架、内圈和外圈拿出来，完成装配。

如图2-26、2-27、2-28所示。

图2-26
图2-27
图2-28
（8）创建边倒圆
创建边倒圆：以半径为“r”对轴承的四条边缘进行圆角处理。

图2-28、2-29所示
图2-28
图2-29
第三章
3.1验证零件
（1）打开表达式对话框，修改参数“da=42,d=20.b=12,r=0.6”点击确定得到另一个型号的轴承。

图3-1、3-所示。

图3-1
图3-2
总结
毕业设计是对我们大学期间所学专业课程进行的综合应用。

通过毕业设计，可以培养我们的创新意识和综合处理问题的能力。

在整个毕业设计过程中，我集中了大量时间认真地去做毕业设计，每天穿梭于机房、图书馆、自习室之间。

通过不断地查阅文献，搜集资料，并按照老师的要求认真完成每个阶段的任务。

在设计期间，我们向指导老师定期进行阶段性工作汇报，林宗良老师对我们现阶段完成的工作给予指导意见，并提出下一阶段的工作要求，而且认真按照老师的要求完成了各个阶段的任务，在规定的时间内顺利完成并提交了毕业设计
电子档。

在设计中遇到疑难问题时及时向导师询问，通过导师悉心的指导，不仅使我的设计顺利有序的进行，而且对我思维的拓展有巨大的帮助，使我真正明白了做任何事情都要保持一种严肃认真的态度。

在设计过程中，遇到了不少因为专业知识掌握不够而难以理解的深层次问题，我就和同组的同学或舍友共同切磋商讨，互相帮助解决问题，这样既增长了知识，又形成了良好的学习氛围，保证了毕业设计的顺利进行，同时也增强了我们互助合作的团队精神，当然许多更为专业的难题都是在林宗良老师的耐心指导下完成的。

参考文献
《机械制图》第三版高等教育出版社
中华机械网
百度文库
《机械设计基础》人民邮电出版社
《UGNX 4 三维造型》电子工业出版社。