CAD,CAM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

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。

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）+）

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=*m），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

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

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

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：

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

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

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：

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。