齿轮油泵建模设计
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目录1 绪论 01.1 机械专业传统的教学方式存在的问题 (1)1.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中 (1)2 设计概述 (2)3 设计过程 (3)3.1 齿轮油泵零件建模设计 (3)3.1.1 齿轮油泵骨架的设计 (4)3.1.2 齿轮油泵主体的设计 (5)3.1.3 齿轮油泵左盖的设计 (7)3.1.4 创建齿轮泵右侧盖的设计 (8)3.1.5 齿轮轴的设计 (8)3.1.6 其它零件的创建 (12)3.2 齿轮油泵装配设计 (13)3.2.1 虚拟装配设计 (13)3.2.2 生成爆炸图 (16)4 机构仿真及工作原理动画 (17)4.1 齿轮油泵机构仿真设计 (17)4.2 齿轮油泵工作原理动画仿真 (19)5 总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论计算机辅助教学是教学发展的一个焦点,Pro/E等三维建模软件的发展以及虚拟制造技术的出现为机械类专业课教学提供了一种极好的现代化教学的工作平台[1]。
1.1 机械专业传统的教学方式存在的问题(1)在机械类课程的教学中,经常需要实物模型帮助学生理解教学内容,如果没有模型,仅仅依靠讲解,是很难讲清楚一个立体结构的。
学生缺少对实物的感官认识也就更难理解没有模型的讲解,而传统的教学方式是利用教学实物模型,但实物模型携带不方便,而且容易损坏,不便于保管。
(2)教学中存在的另一个问题是传统的教学实物模型一成不变,更新换代的速度慢,而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要。
时代在发展,教学内容在不断更新,当然教学模型也要跟上教学内容的更新,要想根据教学需要更改实物模型是很困难的。
更换新实物模型成本又很高,而旧模型基本没有再利用的价值,造成很大的浪费。
(3)传统的教学模型作运动演示和运动分析也存在很多缺陷,一是学校很难保证有一套完整的机械专业的教学模型,而且成本也较大;二是有些空间的机构内部的运动很难观察到;三是装配模型时容易损坏零件,运动容易出故障;四是运动特性的分析也很困难。
2012——2013学年第一学期CADCAM应用技术Ⅰ大作业齿轮油泵设计姓名王远成班级模具111学号********2013年1月15日目录一、零件三维图——————————————————3二、零件设计步骤—————————————————6三、零件的装配——————————————————25四、小结—————————————————————30参考文献————————————————————31一、零件三维图图一后泵盖图二泵体图三主动齿轮轴图四从动齿轮轴图五前泵盖图六压盖图七齿轮图八垫圈图九键图十螺母图十一螺钉图十二销图十三油泵装配图图十四分解示图二、零件设计步骤1、A: 前泵盖2、新建零件: qianbenggai单击拉伸, 选择TOP面进入草绘, 如图A-1;A-13.拉伸深度为9。
同样方法, 在刚做好的实体上拉伸一深度为9的实体。
如图A-2;A-2 A-34.在3做好的实体上, 草绘如图A-3,拉伸深度为3, 得到如图A-4;A-4 A-55.同样在4拉好的实体上草绘4的直径为27的同心圆, 拉伸深度为13, 如图A-5;6、作5特征的直径为20同心圆, 拉伸深度为11, 去除材料, 反向, 如图A-6;A-6 A-77、拉伸切剪, 反向, 选折TOP面为草绘平面, 作6特征的直径为16同心圆, 拉伸深度为贯通, 如图A-7;8、选折倒角, 值为1 ,选折7特征中的边角;9、拉伸切剪, 反向, 选折TOP面草绘如图A-8, 拉伸深度为11, 如图A-9;A-8 A-910、拉伸切剪, 选择TOP面, 在拉伸面上作出3个沉孔直径为7, 沉孔, 如图A-10A-10 A-1111.继续选折TOP面拉伸切剪, 草绘出5中三个沉孔同心圆, 直径为10, 得到如图A-11。
12、将5、6成组, 然后组关于FRONT面镜像得到图A-12;A-12 A-1313.将得到的特征进行倒圆角, 值为1, 如图A-13;14.选折基准面工具, 将FRONT平面向上平移14.38得到DTM1平面;15、插入螺旋扫描切口选折完成, 点击DTM1平面, 选折轨迹, 并选取轴, 如图A-14, 然后选折缺省, 螺距为1, 进入截面绘制如图A-15, 然后确定, 选折正向, 确定得到如图A-16。
前言CAD/CAM发展的历史至今已有30余年,从1965年Lockheed飞机公司研制CAD/CAM系统开始,CAD/CAM技术得到了迅猛地发展。
随着计算机及信息技术的迅速发展和日趋完善,CAD/CAM技术在机械、电子、航空、航天以及建筑等部门得到了广泛的应用。
CAD/CAM技术使产品的设计制造和组织生产的传统模式产生了深刻的变革,成为产品更新换代的关键技术,被人们称为产业革命的发动机。
在工业发达国家,CAD/CAM己经形成了一个推动各行业技术进步的、具有相当规模的新兴产业部门。
因此,CAD/CAM技术作为反映一个国家工业水平的标志。
目前流行的CAD技术基础理论主要有Pro/E为代表的参数化造型理论和以I-DEAS为代表的变量化造型理论两大流派,它们都属于基于约束的实体造型技术。
而某些CAD/CAM系统宣称自己采用的是混合数据模型,实际上是由于它们受原系统内核的限制,在不愿意重写系统的前提下,只能将面模型与实体模型结合起来,各自发挥自己的优点。
实际上这种混合模型的CAD/CAM系统由于其数据表达的不一致性,其发展空间是受限制的。
因此,CAD/CAM技术发展到现在,目前在国际市场上最有影响的机械CAD/CAM软件有:Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、Auto CAD。
这四大软件约占全世界CAD软件市场的60%以上。
PRO/ENGINEER是美国PTC公司开发的软件,该软件能够完整地展现某一产品从设计、加工到生产样品的全部工作流程,让所有的拥护同时进行同一产品的设计制造工作.因此,自1988年问世以来,即引起CAD(计算机辅助设计)/CAE(计算机辅助教育)/CAM(计算机辅助制造)界的极大震动.它提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关及工程数据再利用等全新设计理念彻底改变了传统的MDA(Mechanical Design Automation,机械设计自动化)设计观念,并迅速被广大用户所接受,这种全新的理念已成为当今世界MDA领域的新标准。
目录一、设计任务书二、零部件设计三、零部件装配四、爆炸图五、附图六、设计小结七、参考文献设计任务书一、课程设计目的和任务通过设计实践进一步树立正确的设计思想。
在整个设计过程中,坚持实践是检验真理的唯一标准,坚持理论联系实际,坚持与机械制造生产情况相符合,使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。
通过本次设计实践,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三维实体建模和运用有关图册、图表等技术资料的能力,训练学生识图、制图、运用现代设计方法的基本技能。
二、课程设计的主要内容与要求题目:圆柱齿轮机构设计1、创建三维模型2、机构必须有实际作用的实体(如减速器、齿轮油泵或其他)3、尺寸自己设计(或查标准)确定4、提交资料(1)设计原文件(零件、装配体)(2)设计说明书(爆炸图)(3)封面按农大课程设计统一打印三、对学生的要求1、学生必须修完课程设计的前修课程,才有资格做课程设计。
2、明确课程设计的目的和重要性,认真领会课程设计的题目,学会设计的基本方法与步骤,积极认真地做好准备工作。
3、通过课程设计,掌握运用先修知识,收集、归纳相关资料,解决具体问题的方法。
4、严格要求自己,独立完成课程设计任务,善于接受教师的指导和听取同学的意见,树立严谨的科学作风,要独立思考,刻苦钻研,勇于创新,按时完成课程设计任务。
5、使用规定的课程设计用纸与封面,按要求书写课程设计说明书并装订成册。
齿轮油泵三维实体建模设计摘要:齿轮泵装配体主要由齿轮泵前中后三部分泵体以齿轮、齿轮轴、轴、螺钉等零部件组成。
通过对PRO/E齿轮泵装配体组成零件的绘制和装配,掌握了pro/e中拉伸、旋转、倒圆角、抽壳、阵列和镜像等命令,对学习pro/e有了更深的了解,对以后的三维实体建模有更准确的认识。
关键词:pro/e,三维建模Create a gear pumpAbstract:Through the creation of gear pumps, master of the pro/e in the stretch, rotation, inverted fillet, shell, and the mirror array, such as orders and learning pro/e gained a deeper understanding of the building after the three-dimensional entities - A more accurate understanding.Key word:pro/e Three-dimensional modeling前言本设计主要围绕齿轮油泵设计这个实例展开。
基于SolidWorks的齿轮油泵的三维建模和运动仿真本文以齿轮油泵为例,利用SolidWorks软件进行零件三维建模和运动仿真,重点介绍齿轮的建模及装配方法,为同类产品的虚拟设计提供有效参考,并为在校学生深入学习solidworks软件提供必要帮助。
标签:solidworks软件;齿轮建模;虚拟装配;运动仿真随着现代科学技术的发展,三维CAD 技术得到普及。
SolidWorks 作为主流机械设计软件,功能强大简便易学。
本文通过solidworks软件对齿轮油泵各组成零部件的实体造型、虚拟装配、拆装动画、运动仿真的描述,真实地展示了齿轮油泵的实际装配和工作过程,及时发现设计中存在的问题,从而降低成本,提高设计效率,缩短设计时间。
本文中所有实例均采用solidworks2012版完成。
1 齿轮油泵三维实体建模齿轮油泵是各种机械润滑和液压系统的输油装置。
是机械设计中基本部件。
由泵体、泵盖、主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、垫片、紧盖螺钉、填料、压盖、压盖螺母、定位销等十几个零件组成。
要实现齿轮油泵虚拟装配和运动仿真,首先要对组成零件进行实体造型。
在齿轮油泵的组成零件中,螺钉、螺母、垫片和定位销等为标准件,可从SolidWorks 标准件库存中直接调用;泵体、泵盖为铸造箱体类零件,齿轮轴为典型的回转体零件,这些都是机械零件中的典型结构,建模过程不再赘述。
对初学者或对SolidWorks软件不太熟悉的设计师来说,齿轮建模比较困难,下面介绍几种方便实用的建模方法。
1.1 方法1——利用GearTrax中文版齿轮插件GearTrax是一个SolidWorks常用插件,为机械工程师提供了一种简单方便用于精确齿轮及齿轮副的自动设计工具,可设计的圆柱齿轮、圆锥齿轮、齿形带轮、蜗轮蜗杆、花键、带轮等,方便快捷,且模型精确程度较高。
在GearTrax操作界面中按齿轮参数要求输入齿轮模数,齿数、齿面厚度、斜齿轮需输入螺旋角及左右旋向,点击完成按钮,使用时最好提前打开solidworks 软件并设置使用英文菜单,齿轮轮齿将在SolidWorks软件中自动完成,再自行建造齿轮轮毂、轮辐、键槽或销孔等结构即可完成齿轮建模。
毕业设计说明书题目:液压齿轮泵的三维建模设计指导教师:程德荣姓名:安祥友学号: 1100169专业:机电一体化班级:11级计算机辅助设计与制造起止日期:2013年9月日至 2013 年 11月 25日前言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。
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;目录前言 (1)设计概述 (1)第一章机械CAD/CAM的发展与运用 (2)机械CAD/CAM的发展 (3) (4)第二章齿轮泵的设计 (5)齿轮泵的概述 (6) (6) (9)第三章各组件的三维设计 (10) (11) (21)................................................... 错误!未定义书签。
基于PROE的齿轮油泵三维建模设计齿轮油泵是一种常用的润滑设备,用于抽送润滑油或润滑脂到机器和设备的运转部件,以减少摩擦和磨损。
在设计齿轮油泵时,使用专业的计算机辅助设计软件,如PROE(PTC Creo),可以更好地进行三维建模和设计。
首先,需要了解齿轮油泵的工作原理和组成结构。
齿轮油泵由齿轮、泵体、进出口管路、密封件和驱动装置等组成。
齿轮通过旋转运动,不断吸入润滑油并将其压力送至需要润滑的部位,完成润滑作用。
在PROE中进行齿轮油泵的三维建模设计主要包括以下步骤:1.新建零件:在PROE中新建一个零件文件,设定物体的材料、尺寸和单位制等基本参数,并设定零件的坐标系。
2.绘制齿轮:根据齿轮的参数和设计要求,在零件文件中利用PROE提供的绘图工具绘制齿轮的轮廓。
可以根据需要选择绘制直齿轮、斜齿轮或螺旋齿轮等不同类型的齿轮。
3.绘制泵体:利用PROE的绘图工具,在零件文件中绘制泵体的外形。
泵体通常是由多个零件组成,可以使用PROE提供的装配功能将这些零件组装在一起。
4.设计进出口管路:在泵体上设定进出口口径和位置,并绘制相应的管路。
可以通过旋转、平移和拉伸等操作调整管路的尺寸和形状,以确保润滑油能够流畅地进入和流出泵体。
5.设计密封件:根据设计要求,绘制并安装泵体与轴之间的密封件。
可以选择不同种类的密封件,如齿轮油封、轴承和垫圈等。
6.设计驱动装置:根据齿轮油泵的实际应用需求,设计合适的驱动装置,如电动机、齿轮传动和液压传动等。
在设计驱动装置时,还需要考虑驱动装置与齿轮油泵之间的连接方式和传动效率等因素。
7.添加细节:在设计完成基本结构后,可以根据实际需要添加更多细节和功能,如油液过滤器、压力传感器和温度控制器等。
8.检查和优化:完成齿轮油泵的三维建模后,可以使用PROE提供的分析工具对模型进行检查和优化。
通过分析工具,可以检查模型是否符合设计要求,并优化设计,提高齿轮油泵的性能和可靠性。
以上是基于PROE的齿轮油泵三维建模设计的大致步骤,通过使用PROE进行建模设计,可以更准确、高效地完成齿轮油泵的设计工作。
项目设计COURSE PROJECT题目:工业产品表达综合实训——三维实体零件模型的建立系别:机械工程系专业:机械设计制造及自动化学制:四年姓名:学号:导师:20 12 年12 月26 日目录第 1 章三维实体零件模型的建立任务书 (2)1.1.实训题目 (2)1.2.实训要求 (3)1.3.实训目的 (3)第 2 章零件建模步骤 (4)2.1.建模的步骤 (6)第 3 章三维零件模型 (7)实训小结 (11)1第1章三维造型的建立任务书1.1.实训题目三维软件基础I主要介绍机械CADCAM的应用软件——UG NX中文版软件的应用知识及使用技巧。
本次实训主要是使学生了解零件建模的概念、几何建模的方法及其缺陷、相关参数化特征建模的特点;熟悉草图去建立二维轮廓的使用、各种特征的使用,能正确的建模策略去建立—基于相关参数化的特征零件模型。
使学生了解装配建模的虚拟装配技术和主模型技术;能熟练各种装配操作。
熟练使用WAVE技术进行部件间建模。
掌握“从底向上”和“从顶向下”装配建模策略。
根据下图齿轮油泵的实物及通过测绘草图得到的尺寸进行的三维特征零件建模,生成一套齿轮油泵的三维实体零件模型。
再通过UGNX的装配建模,生成一个三维实体装配模型及其UG下的爆炸效果图。
图1齿轮油泵1.2.实训要求1.完成齿轮油泵中各零件的三维实体建和三维装配建模。
2.完成装配模型的爆炸效果图。
3.设计说明书一份,存盘的位置是Z盘指定处,并打印一份纸质上缴存档。
1.3.实训目的1.了解建模的概念、几何建模的方法及其缺陷、参数化特征建模的特点。
2.能正确地使用草图去建立二维轮廓。
3.能正确地使用各种特征。
4.能选择正确的建模策略去建立——基于相关参数化的特征零件模型。
5.使学生了解装配建模的虚拟装配技术和主模型技术。
6.能熟练各种装配操作。
熟练使用WAVE技术进行部件间建模。
7.掌握“从底向上”装配建模策略。
3第2章三维造型步骤2.1三维零件建模的步骤2.1.1泵体的建模:2.1.2泵盖的建模:2.1.3主动齿轮轴的建模:42.1.4 从动齿轮轴的建模:52.2三维装配建模的步骤6第3章三维零件模型789第4章三维装配模型第5章三维装配体的爆炸图10实训小结三维软件基础I主要介绍机械CADCAM的应用软件——UG NX中文版软件的应用知识及使用技巧。
绪论一、课程设计内容根据齿轮油泵的工作原理和零件图,看懂齿轮油泵的全部零件图,并将标准件按其规定标记查出有关尺寸。
应用AutoCAD软件绘制所有正式零件图,装配图(A3图纸幅面1张),用UG绘制所有正式零件的三维图形。
二、齿轮油泵工作原理齿轮油泵示意图工作原理部分:齿轮油泵是依靠一对齿轮的传动把油升压的一种装配,泵体12内有一对齿轮,轴齿轮15是主动轮,轴齿轮16是被动轮,如下图所示。
动力从主动轮输入,从而带动被动轮一起旋转。
转动时齿轮啮合区的左方形成局部真空,压力降低将油吸入泵中,齿轮继续转动,吸入的油沿着泵体内壁被输送到啮合处的右方,压力升高,从而把高压油输往需要润滑的部位。
防渗漏:为使油泵不漏油,泵体和泵盖结合处有密封垫片13(垫片形状与泵体、泵盖结合面相同),主动轴齿轮伸出的一端处填料压盖防漏装置,由填料10、填料压盖9、螺栓组(件18、件8)组成。
连接与定位:泵体与泵盖之间用螺钉18连接,为保证相对位置的准确,用定位销11定位。
齿轮油泵工作原理拆装顺序:泵体---主动轴和被动轴---垫片、泵体—定位销—螺钉---填料---压盖三、齿轮油泵零件之间的公差配合1. 齿轮端面与泵体、泵盖之间为32K6;2. 齿顶圆与泵体内孔为Φ48H7/d7;3. 主动轴齿轮、被动轴齿轮的两支承轴与泵体、泵盖下轴孔为Φ16H7/h6;4. 填料压盖与泵体孔径为Φ32H11/d11。
四、齿轮油泵的其它技术要求1. 装配后应当转动灵活,无卡阻现象;2. 装配后未加工的外表面涂绿色。
第一章二维零件图第一章绘制三维零件图第一节、泵盖齿轮油泵泵盖如图所示。
具体建模步骤如下:图1-1 泵盖一、整体建模1、打开UG,新建模型。
在菜单栏中选择“插入”\“设计特征”\“长方体”命令。
系统弹出“长方体”对话框。
如图1-2a所示。
2、在“类型”下拉表框中选择“两点和高度”选项,单击按钮弹出点对话框设置两点位置,相对于wcs坐标系第一点位置为(42,21,0)、第二点为(-42、-21、0),在“尺寸”选项中输入高度为10mm。
2012——2013学年第一学期CADCAM应用技术Ⅰ大作业齿轮油泵设计姓名王远成班级模具111学号 118361132013年1月15日目录一、零件三维图——————————————————3二、零件设计步骤—————————————————6三、零件地装配——————————————————25四、小结—————————————————————30参考文献————————————————————31一、零件三维图图一后泵盖图二泵体图三主动齿轮轴图四从动齿轮轴图五前泵盖图六压盖图七齿轮图八垫圈图九键图十螺母图十一螺钉图十二销图十三油泵装配图图十四分解示图二、零件设计步骤A:前泵盖三、新建零件:qianbenggai四、单击拉伸,选择TOP面进入草绘,如图A-1。
A-13、拉伸深度为9.同样方法,在刚做好地实体上拉伸一深度为9地实体.如图A-2;A-2 A-34、在3做好地实体上,草绘如图A-3,拉伸深度为3,得到如图A-4。
A-4 A-55、同样在4拉好地实体上草绘4地直径为27地同心圆,拉伸深度为13,如图A-5。
6、作5特征地直径为20同心圆,拉伸深度为11,去除材料,反向,如图A-6。
A-6 A-77、拉伸切剪,反向,选折TOP 面为草绘平面,作6特征地直径为16同心圆,拉伸深度为贯通,如图A-7。
8、选折倒角,值为1 ,选折7特征中地边角;9、拉伸切剪,反向,选折TOP 面草绘如图A-8,拉伸深度为11,如图A-9;A-8 A-910、拉伸切剪,选择TOP 面,在拉伸面上作出3个沉孔直径为7,沉孔,如图A-10A-10 A-1111、继续选折TOP 面拉伸切剪,草绘出5中三个沉孔同心圆,直径为10,得到如图A-11.12、将5、6成组,然后组关于FRONT 面镜像得到图A-12。
A-12 A-1313、将得到地特征进行倒圆角,值为1,如图A-13;14、选折基准面工具,将FRONT 平面向上平移14.38得到DTM1平面;15、插入螺旋扫描切口选折完成,点击DTM1平面,选折轨迹,并选取轴,如图A-14,然后选折缺省,螺距为1,进入截面绘制如图A-15,然后确定,选折正向,确定得到如图A-16.A-14 A-15A-16B : 泵体1、新建零件:bengti2、拉伸选折TOP面进入草绘,草绘如图A-1,拉伸深度为24,如图B-1。
XX学院毕业设计题目基于solidworks的齿轮油泵设计系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目:基于Solidworks的齿轮油泵设计设计要求:1.收集关于齿轮油泵的资料,并详细了解齿轮油泵的各个组成部分及其作用;知道齿轮油泵的工作原理;2.了解三维软件Solidworks的发展历程,并能熟练运用Solidworks进行零件建模设计,装配设计,仿真设计;3.提交毕业论文,完成毕业设计。
设计进度要求:第一周:选择课题,勾勒基本的设计思路第二周:查找与其有关的资料,确定总体方案设计第三周:进行齿轮油泵的设计和计算第四周:写出草稿,画出草图,让老师检查第五周:撰写毕业论文第六周:修改论文、定稿、打印第七周:提交论文并准备答辩第八周:参加答辩指导教师(签名):摘要在现代社会中,科技成果的应用已成为推动生产力发展的重要手段。
把其他国家的科技成果加以引进,消化吸收,改进提高,再进行创新设计,进而发展自己的新技术,是发展民族精神的捷径。
称这一过程为反求工程。
反求设计的流程是对原有零件进行分析和测绘,绘制装配示意图-绘制零件草图-确定尺寸与公差-绘制零件图-装配图-对零件图和装配图进行复核。
可以看出,对设计对象进行测绘是反求设计的重要内容。
SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点,使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。
SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量,并已经成功地应用为最广泛的中、高端CAD产品,逐步成为其他三维CAD软件追赶和仿效的标准。
SolidWorks 不仅提供如此强大的功能,同时对每个工程师和设计者来说,操作简单方便、易学易用。
本论文就是以反求设计为理论支撑,以零部件测绘为主要内容,应用SolidWorks 对齿轮油泵各零件进行三维建模,充分利用SolidWorks的参数、关系式、零件库等知识对各组成零、部件进行建模,再完成各部件装配和总装配,最后对总体机构进行运动仿真。
基于PROE的齿轮油泵三维建模设计答辩背景齿轮油泵是一种常用的发动机润滑系统,起着将润滑油从油箱输送到各部位的作用。
在齿轮油泵的设计过程中,需要进行三维建模设计,以确保设计的可行性和准确性。
本文旨在介绍基于PROE的齿轮油泵三维建模设计。
设计过程1. 齿轮油泵设计参数的确定在进行三维建模设计前,需要先确定齿轮油泵的设计参数。
这些参数包括齿轮的压力角、齿轮的模数、齿轮的齿数等。
这些参数的确定需要综合考虑多方面因素,包括齿轮的工作条件、齿轮的直径、齿轮的材质等。
2. 齿轮的三维建模根据齿轮的设计参数,可以进行齿轮的三维建模。
在PROE中,通过绘制齿轮的基本几何图形,应用拉伸、旋转等操作来实现齿轮的三维建模。
在建模的过程中需要注意齿轮的精度和独立性,避免出现重复的几何体。
3. 油泵的三维建模在齿轮建模完成后,需要对油泵进行三维建模。
油泵在设计时需要考虑到其内部的油液流动情况,因此需要通过绘制油泵的进出口和内部结构,应用剖切和切换部件等操作来实现油泵的三维建模。
4. 齿轮油泵的装配在齿轮和油泵的三维建模完成后,需要进行齿轮油泵的装配。
在PROE中,通过将齿轮和油泵进行组装,拖拽和旋转等操作,来实现齿轮油泵的装配。
5. 齿轮油泵的检查和修改通过建模完成后,需要对齿轮油泵进行检查和修改。
检查过程中需要检查油泵的内部结构和齿轮的质量。
如果发现有问题,需要进行修改,以保证齿轮油泵的运转效果。
本文介绍了基于PROE的齿轮油泵三维建模设计过程,包括齿轮设计参数的确定、齿轮的三维建模、油泵的三维建模、齿轮油泵的装配和检查修改等步骤。
通过这些步骤,可以得到高质量的齿轮油泵三维建模模型,为齿轮油泵的设计和生产提供了便利。
一.了解分析油泵1.了解测绘对象图1.1表示齿轮油泵内、外结构形状以及各个零件之间的连接和装配关系。
齿轮油泵是在液压系统中使用的一个部件。
从图1.1可以看出:齿轮油泵由十六种零件组成,其中有两种标准件,即内六角螺钉GB70.1-2000 M6×16、销GB119.1-2000 A5×18;八种非标准件,即左泵盖、纸垫、泵体、主动齿轮轴、油泵盖、密封圈、螺塞、从动齿轮轴。
齿轮油泵靠泵体上的两个安装孔用螺栓固定在工作台上。
工作时动力由主动齿轮轴输入,当他按逆时针方向(从左视图上观察)转动时,主动齿轮轴上的齿轮带动从动齿轮轴上的从动齿轮转动,从而使从动齿轮轴按顺时针方向转动,图1.2是齿轮油泵的工作原理图。
如图1.2所示,当一对齿轮在泵体内做啮合传动时,啮合区内右边由于两个相互啮合的轮齿逐渐脱离,密封容积腔内的压力降低而产生局部真空,油箱中的由在大气压力的作用下,通过油管油泵低压区内的进油口,随着齿轮的转动,齿槽中的油不断地沿着箭头方向被带至后边,而左边两个轮齿逐渐进入啮合使密封容积腔内的压力升高,所以油通过压油口压出,送至液压系统中。
图1.1 齿轮油泵轴测图图1.2齿轮油泵的工作原理图2.了解部件和装配示意图根据部件的组成及各个零件之间的连接和装配关系,先将螺塞拆下来,在用内六角扳手将12个螺钉拆掉,其他各零件就可以拆卸下来了,绘制装配示意图如图1.3所示。
装配明细栏装配示意图螺 塞工业用纸小 垫 片弹 簧钢珠定位圈钢 珠螺栓M6X20垫 圈 6泵 盖圆柱销工业用纸垫 片主动轴齿轮锁紧螺母填料压盖石 棉填 料从动轴齿轮泵 体备 注材 料零件名称数量序号图1.3齿轮油泵装配示意图二.建立零件模型1.泵体的建模(1)泵体的结构分析由图1.1可知,泵体属于箱体类零件,用于容纳和支承主动齿轮和从动齿轮,与泵盖一起形成密闭容积腔,为了与左右泵盖连接,所以在泵体的左右两侧分别加工六个螺纹孔,同时各有两个销孔,以便在泵体与泵盖安装时用销子先定位,为了使齿轮油泵在工作时与液压系统连接,在泵体的前后壁上各加工螺纹孔,泵体下面的两侧右两个耳板,其上有两个安装孔。
摘要本文软件,来设计。
齿轮油泵设计主要从零件建模、装配设计、机构运动仿真、工作原理动画几个方面展开。
用Pro/E建立三维模型及模型库,进行虚拟装配、动画演示、运动特性分析,将三维技术融入机械类等课程,从而实现用现代化教学手段达到降低教学成本,提高教学质量的目的。
关键词:齿轮油泵,三维建模, Pro/E,计算机辅助教学,机构仿真Based on Pro/E three-dimensional modeling of the gear pump designAbstractThis article describes how to use Pro/E to complete the design of three-dimensional modeling of gear pumps. The design of gear pumps, mainly began from parts modeling, assembly design, simulation of body movement, the work of several aspects of the principle of animation. Utilizing Pro/E to establish three-dimensional model and model-base, virtual assembly, animation demo , movement analysis, three-dimensional technology will be integrated into the mechanical subject, which made it become true to achieve reducing the cost of teaching and improving the quality of teaching using the teaching methods of modernization.Keywords:gear pumps, three-dimensional modeling, Pro/E, CAI ,simulation目录1 绪论 (1)1.1 机械专业传统的教学方式存在的问题 (2)1.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中 (2)2 设计概述 (3)3 设计过程 (4)3.1 齿轮油泵零件建模设计 (4)3.1.1 齿轮油泵骨架的设计 (5)3.1.2 齿轮油泵主体的设计 (6)3.1.3 齿轮油泵左盖的设计 (8)3.1.4 创建齿轮泵右侧盖的设计 (9)3.1.5 齿轮轴的设计 (9)3.1.6 其它零件的创建 (13)3.2 齿轮油泵装配设计 (14)3.2.1 虚拟装配设计 (14)3.2.2 生成爆炸图 (17)4 机构仿真及工作原理动画 (18)4.1 齿轮油泵机构仿真设计 (18)4.2 齿轮油泵工作原理动画仿真 (20)5 总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)英文文献(计算机辅助设计与制造)1 绪论计算机辅助教学是教学发展的一个焦点,Pro/E等三维建模软件的发展以及虚拟制造技术的出现为机械类专业课教学提供了一种极好的现代化教学的工作平台。
1.1 机械专业传统的教学方式存在的问题(1)在机械类课程的教学中,经常需要实物模型帮助学生理解教学内容,如果没有模型,仅仅依靠讲解,是很难讲清楚一个立体结构的。
学生缺少对实物的感官认识也就更难理解没有模型的讲解,而传统的教学方式是利用教学实物模型,但实物模型携带不方便,而且容易损坏,不便于保管。
(2)教学中存在的另一个问题是传统的教学实物模型一成不变,更新换代的速度慢,而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要。
时代在发展,教学内容在不断更新,当然教学模型也要跟上教学内容的更新,要想根据教学需要更改实物模型是很困难的。
更换新实物模型成本又很高,而旧模型基本没有再利用的价值,造成很大的浪费。
(3)传统的教学模型作运动演示和运动分析也存在很多缺陷,一是学校很难保证有一套完整的机械专业的教学模型,而且成本也较大;二是有些空间的机构内部的运动很难观察到;三是装配模型时容易损坏零件,运动容易出故障;四是运动特性的分析也很困难。
(4)对于机械设计的教学,传统的教学方法是先展开平面简图的构思,形成稍微完整的方案之后,开始绘制三维简图,完全定型后再根据需要绘制效果图、三视图或制作简易的模型。
在造型设计的过程中,需要用样品实物模型来表达设计者的构思,但对每一种方案都制作实物样品,要付出大量的劳动,还存在着精度低、修改调整困难、设计周期长及成本费用高等问题。
1.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中Pro/E系统是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation,简称PTC)的产品。
本软件采用单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念,改变了机械CAD/CAE/CAM 的传统观念,这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM 领域的新标准。
将现代化的Pro/E三维技术应用到在机械专业课的教学中,可以解决以上传统教学存在的很多不足。
(1)建立零件的三维模型,虚拟的模型便于现代化教学,在教学中如果应用Pro/E的三维技术建立零件的三维模型,可以避免传统教学模型的缺点,它同样具有实物教学模型的直观、容易理解的优点,又克服了传统教具的不足,避免了携带困难的问题,还便于制作多谋体课件。
(2)把教学中常用的零件、部件和标准件建立起自己的模型库,利用Pro/E 提供的强大的基于特征的参数化实体造型功能,把教学中常用的零件、部件和标准件,利用微机的存储信息量大的特点建立起自己的模型库,以充分利用已有的设计成果和前人的经验。
我们建立的教学模型库有如下特点:1)零件模型库的覆盖面广、标准新;2)当教学需要某一零件模型时,可直接从零件模型库中调出,不必手工绘制;3)零件模型从模型库中调入后可任意移动、旋转,在装配时确定准确的位置;4)零件模型库的操作使用简捷、方便、灵活、易学易懂;5)还可以用互联网实现零件模型库的资源共享,充分运用网络资源为教学服务。
(3)可将各种三维零部件和机械传动在Pro/E内进行虚拟装配、三维动画演示和运动特性分析。
总之,把Pro/E的三维技术引入机械专业课的教学,彻底改变了传统的教学理念,大大改善了辅助教学环境,提高了教学效果。
通过实践证明,我们只要认真研究和大胆尝试辅助教学这一现代化教学手段,不断地去学习、掌握这种技术,很好地将Pro/E的三维技术应用到我们的机械专业教学中去,提高工作效率,充分利用微机多媒体辅助教学的优越性,调动学生的积极性,就一定能有效地帮助我们达到降低教学成本,提高教学质量的目的。
2 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,Pro/E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Pro/E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,其设计巧妙运用Pro/E基于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。
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)齿轮油泵机构仿真设计;(4)齿轮油泵工作原理动画设计。
3 设计过程3.1 齿轮油泵零件建模设计齿轮油泵包含20多个零部件,其设计巧妙运用Pro/E基于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,齿轮油泵的最后设计结果如图1所示,组件分解图如图2所示。
图1 齿轮油泵三维图图2 齿轮油泵爆炸图3.1.1 齿轮油泵骨架的设计齿轮油泵骨架的设计主要是一系列基准曲线的绘制,其随后的建模设计建立在骨架设计的基础上,齿轮油泵的骨架设计结果如图3所示。
图3 齿轮油泵骨架设计结果(1)新建零件文档;1)单击“新建”按钮打开“新建”对话框。
在“类型”选项组中选取“零件”选项,在“子类型”中选取“实体”选项,在“名称”文本框中输入零件名称“Gear_pump”;2)取消“使用缺省模板”复选项,单击“确定”按钮。
系统打开“新文件选项”对话框,选取其中的“mmns_part_solid”选项,再单击“确定”按钮进入三维实体建模环境。
(2)草绘基准曲线;图4 齿轮油泵骨架草绘1)单击“草绘工具”按钮打开“草绘”对话框;2)选取基准平面FRONT作为草绘平面,其它设置接受系统默认选项,单击“草绘”,进入草绘界面;3)在草图内绘制曲线如图4所示。
(3)创建基准平面;1)单击“基准平面工具”按钮打开“基准平面”对话框;2)选取FRONT基准平面作为参照,设置平移距离35;3)单击“确定”,完成DTM1基准平面。
(4)草绘曲线。
1)单击“草绘”打开“草绘”对话框;2)选取DTM1作为草绘平面,其它设置接受系统默认选项,单击“草绘”;3)绘制如图5所示曲线。
图5 齿轮油泵骨架草绘二保存设计结果,作为骨架设计,关闭窗口。
3.1.2 齿轮油泵主体的设计(1)新建零件文档;单击“新建”按钮打开新建对话框。
在“类型”中选“零件”,在“子类型”中选“实体”,在“名称”文本框中输入零件名称“Gear_part_m”。
(2)创建外部继承特征;1)单击“插入”主菜单中选取“共享数据”/“合并/继承”选项,系统打开设计图标版;2)单击“打开”按钮,使用浏览的方式打开上一小节设计的齿轮油泵骨架文件“Gear_pump”.同时系统打开“外部合并”对话框,在该对话框的“约束类型”下选取“缺省”选项,在系统默认位置装配齿轮油泵骨架文件;3)单击“外部合并”中的“确定”,单击“设计板”上的“确定”。
(3)创建拉伸实体特征;1)单击“拉伸”打开设计板,在设计板中单击“放置”打开参照面板,单击其中“定义”打开“草绘”对话框,选择FRONT为草绘平面,接受其它默认设置单击“草绘”进入草绘模式;2)在草绘平面内使用“抓取边”工具绘制拉伸剖面图,然后单击“确定”退出草绘,调整方向输入拉伸深度“25.2”,最后创建的拉伸实体如图。
再次单击“拉伸”按钮,选取上一零件端面作为草绘平面,进入草绘模式;3)绘制如图所示草绘剖面图,调节拉伸方向,输入拉伸深度“25.2”,最后创建的实体特征如图所示;4)再次单击“拉伸”,选取上一零件右侧面为草绘平面,进入草绘模式;5)绘制如图所示草绘剖面图,调节拉伸方向,输入深度“9.5”,最后创建的拉伸实体如图6所示。
图6 齿轮油泵主体拉伸结果图7 齿轮油泵主体创建孔结果(4)创建孔特征;1)单击“孔”打开孔设计板。