ProE課程設計說明書基于ProE的齒輪油泵三維建模設計

1、pro/e課程設計說明書題目：基于pro/e的齒輪油泵三維建模設計院 系：能源工程學院專 業(yè)：機械設計制造及其自動化姓 名：學 號：指導老師：完成時間：2011年4月30日目 錄1 設計概述12 設計過程12.1 齒輪油泵零件建模設計12.1.1 齒輪油泵骨架的設計22.1.2 齒輪油泵主體的設計42.1.3 齒輪油泵左蓋的設計52.1.4 創(chuàng)建齒輪泵右側蓋的設計72.1.5 齒輪軸的設計72.1.6 其它零件的創(chuàng)建92.2 齒輪油泵裝配設計102.2.1 虛擬裝配設計102.2.2 生成爆炸圖113 總結.12參考文獻121 設計概述本設計主要圍繞齒輪油泵設計這個實例展開。液壓油泵作為一種重

2、要的液壓元件，其規(guī)格和型號比較繁多，傳統(tǒng)的開發(fā)過程繁瑣、 效率低下、 繪圖量大，pro/e作為一款高效快捷的cad/cam軟件，克服了以上的不足之處，大大提高設計人員的開發(fā)速度，本文將著重就pro/e的實體建模、虛擬裝配、機構仿真等功能進行齒輪油泵的設計。齒輪油泵包含多個零部件，其設計巧妙運用pro/e基于單一數(shù)據庫這一特點并綜合運用多種建模方法和設計方法。設計的具體要求為：（1） 齒輪油泵零件建模設計；（2） 齒輪油泵裝配設計；（3） 齒輪油泵機構仿真設計；（4） 齒輪油泵工作原理動畫設計。2 設計過程2.1 齒輪油泵零件建模設計齒輪油泵包含20多個零部件，其設計巧妙運用pro/e基于單一數(shù)

3、據庫這一特點并綜合運用多種建模方法和設計方法4，齒輪油泵的最后設計結果如圖1所示，組件分解圖如圖2所示。圖1 齒輪油泵三維圖圖2 齒輪油泵爆炸圖2.1.1 齒輪油泵骨架的設計齒輪油泵骨架的設計主要是一系列基準曲線的繪制，其隨后的建模設計建立在骨架設計的基礎上，齒輪油泵的骨架設計結果如圖3所示。圖3 齒輪油泵骨架設計結果（1） 新建零件文檔；1） 單擊“新建”按鈕打開“新建”對話框。在“類型”選項組中選取“零件”選項，在“子類型”中選取“實體”選項，在“名稱”文本框中輸入零件名稱“gear_pump”；2） 取消“使用缺省模板”復選項，單擊“確定”按鈕。系統(tǒng)打開“新文件選項”對話框，選取其中的“

4、mmns_part_solid”選項，再單擊“確定”按鈕進入三維實體建模環(huán)境5。（2） 草繪基準曲線；圖4 齒輪油泵骨架草繪1） 單擊“草繪工具”按鈕打開“草繪”對話框； 2） 選取基準平面front作為草繪平面，其它設置接受系統(tǒng)默認選項，單擊“草繪”，進入草繪界面；3） 在草圖內繪制曲線如圖4所示。（3） 創(chuàng)建基準平面；1） 單擊“基準平面工具”按鈕打開“基準平面”對話框；2） 選取front基準平面作為參照，設置平移距離35；3） 單擊“確定”，完成dtm1基準平面。（4） 草繪曲線。1） 單擊“草繪”打開“草繪”對話框；2） 選取dtm1作為草繪平面，其它設置接受系統(tǒng)默認選項，單擊“草繪

5、”；3） 繪制如圖5所示曲線。圖5 齒輪油泵骨架草繪二保存設計結果，作為骨架設計，關閉窗口。2.1.2 齒輪油泵主體的設計（1） 新建零件文檔；單擊“新建”按鈕打開新建對話框。在“類型”中選“零件”，在“子類型”中選“實體”，在“名稱”文本框中輸入零件名稱“gear_part_m”。（2） 創(chuàng)建外部繼承特征；1） 單擊“插入”主菜單中選取“共享數(shù)據”/“合并/繼承”選項，系統(tǒng)打開設計圖標版6；2） 單擊“打開”按鈕，使用瀏覽的方式打開上一小節(jié)設計的齒輪油泵骨架文件“gear_pump”.同時系統(tǒng)打開“外部合并”對話框，在該對話框的“約束類型”下選取“缺省”選項，在系統(tǒng)默認位置裝配齒輪油泵骨架文

6、件；3） 單擊“外部合并”中的“確定”，單擊“設計板”上的“確定”。（3） 創(chuàng)建拉伸實體特征；1） 單擊“拉伸”打開設計板，在設計板中單擊“放置”打開參照面板，單擊其中“定義”打開“草繪”對話框，選擇front為草繪平面，接受其它默認設置單擊“草繪”進入草繪模式；2） 在草繪平面內使用“抓取邊”工具繪制拉伸剖面圖，然后單擊“確定”退出草繪，調整方向輸入拉伸深度“25.2”，最后創(chuàng)建的拉伸實體如圖。再次單擊“拉伸”按鈕，選取上一零件端面作為草繪平面，進入草繪模式；3） 繪制如圖所示草繪剖面圖，調節(jié)拉伸方向，輸入拉伸深度“25.2”，最后創(chuàng)建的實體特征如圖所示；4） 再次單擊“拉伸”，選取上一零件

7、右側面為草繪平面，進入草繪模式；5） 繪制如圖所示草繪剖面圖，調節(jié)拉伸方向，輸入深度“9.5”，最后創(chuàng)建的拉伸實體如圖6所示。 圖6 齒輪油泵主體拉伸結果 圖7 齒輪油泵主體創(chuàng)建孔結果 （4） 創(chuàng)建孔特征；1） 單擊“孔”打開孔設計板。單擊拉伸體端面為主參照。單擊“放置”打開參照面板，選取“同軸”放置類型，然后激活“次參照”，選取拉伸體軸線；2） 完成后的“放置”，設置“形狀”列表，最后完成的孔特征如圖所示；3） 再次用孔特征創(chuàng)建孔，如圖7所示。4） 完成油泵主體的設計，如圖8所示。圖8 齒輪油泵主體設計結果2.1.3 齒輪油泵左蓋的設計齒輪油泵左蓋的設計以骨架尺寸為參照，綜合運用拉伸、孔和鏡

8、像復制等建模方法。齒輪油泵的最后設計結果，如圖11所示。（1） 新建零件文件，輸入零件名稱“gear_pump_leftcover”；（2） 繪制基本尺寸，如圖9；（3） 創(chuàng)建拉伸實體特征，如圖10； 圖9 左蓋基本尺寸 圖10 左蓋實體拉伸結果（4） 創(chuàng)建階梯孔，如圖11； （5） 創(chuàng)建倒圓角特征，如圖12。 圖11 左蓋階梯孔結果 圖12 左蓋倒圓角結果（6） 左蓋染色特征創(chuàng)建，最終設計結果如圖13。 圖 13 左蓋設計結果 圖14 右蓋設計結果2.1.4 創(chuàng)建齒輪泵右側蓋的設計齒輪泵右蓋的設計和齒輪油泵左蓋的設計相似，都是以齒輪油泵的左蓋作為母本二進行設計的。設計步驟參照左蓋設計，齒輪油

9、泵右蓋的設計結果如圖14所示。2.1.5 齒輪軸的設計齒輪軸的設計以全參數(shù)化標準直齒圓柱齒輪通用件作為母體，對齒輪通用件參數(shù)進行修改并添加必要的特征。齒輪軸的最終設計結果，如圖15所示。 圖15 齒輪軸設計結果為簡化設計，這里的全參數(shù)化齒輪采用3dsource零件庫的標準參數(shù)（1） 在網上打開3dsource零件庫網站；（2） 在網站中進入三維零件下載，選擇齒輪 直齒圓柱外齒輪 gb/t 1356-2001 ；修改右邊列表中“可修改”項目，修改齒輪的模數(shù)m=3,齒數(shù)z=9,齒寬b=25.2，如圖16，完成后下載保存。改零件名稱“gear_shaft_1”。圖16 參數(shù)齒輪調用（3） 創(chuàng)建實體拉

10、伸特征 選取上一實體端面為草繪平面，繪制草圖，拉伸深度為“5.1”，拉伸結果如圖17；（4） 短齒輪軸兩端進行同樣的拉伸，最終短齒輪軸繪制結果如圖18。 圖17 齒輪軸拉伸結果 圖18 短齒輪軸繪制結果（4） 繪制長齒輪軸，創(chuàng)建旋轉實體特征，旋轉結果如圖20； 圖19 齒輪軸旋轉草繪 圖20 齒輪軸旋轉結果（5） 創(chuàng)建鍵槽，結果如圖22； 圖21 齒輪軸鍵槽草繪 圖22 齒輪軸鍵槽結果（6） 創(chuàng)建倒角特征，結果如圖24； 圖23 齒輪軸倒角結果 圖24 齒輪軸設計結果（7） 長齒輪軸設計結果如圖15。2.1.6 其它零件的創(chuàng)建至此齒輪油泵的主要零件以創(chuàng)建完成，其他小零件采用3dsource的標

11、準零件庫中的零件。包括：螺釘、圓柱銷、油封。如圖25 a）螺釘 b）圓柱銷c) 油封圖25其它零件至此齒輪油泵所有零件三維建模都以完成，下一步就是裝配。2.2 齒輪油泵裝配設計2.2.1 虛擬裝配設計齒輪油泵的裝配綜合運用到無連接接口約束和連接接口約束。在進行齒輪油泵的裝配前，設計者首先要對齒輪油泵進行整體的分析，要弄清楚那些元件具有運動自由度，那些元件完全約束。對于具有運動自由度的元件就要根據具體要求選擇合適的連接接口，反之使用無連接接口的約束進行裝配即可。（1） 創(chuàng)建組件文檔，輸入組件名稱“gear_pump_model”；（2） 在默認位置裝配齒輪油泵主體；單擊“添加元件”按鈕，打開下設

12、計板，選擇缺省，以在默認位置裝配泵的主體。（3） 單擊插入元件裝配，選擇油泵主架。并確認。（4） 重復單擊插入元件裝配，選擇油泵左蓋。單擊放置，選擇參照對象，使其對其。（5）插入螺栓和定位銷，完成裝配左蓋。如圖26。 圖26 油泵左蓋的裝配 圖27 齒輪裝配圖（6） 向組件中裝配齒輪軸一和齒輪軸二；用相同的操作插入元件。并單擊放置選擇參照面是其正確的放置在骨架中。裝配后如圖27。（7） 向組件中裝配齒輪油泵右蓋；用相同的方法插入右蓋的元件，選擇零件為gear_pump_rightcover，然后單擊放置，選擇合適的參照面使其正確的裝配到油泵中。然后插入螺栓，使其固定。結果如圖28 圖28 裝配

13、右蓋 圖29 油泵完成的裝配圖（8） 單擊插入元件裝配，選擇油封，單擊放置，選擇正確的參照面，使其插入長軸上，最后油泵裝配完成，結果如圖29。3.2.2 生成爆炸圖（1） 從菜單欄中選擇“視圖”“分解”“編輯位置”命令，打開分解位置對話框；（2） 在“分解位置”對話框中，設置“運動類型”等選項組用來調整爆炸圖中個元件的位置，得到滿意位置后，點擊“確定”按鈕。編輯爆炸圖完成后，得到分解視圖下的齒輪油泵裝配爆炸圖，效果如圖30。圖37 齒輪泵爆炸圖5 總結本文詳細介紹了齒輪油泵的三維設計，從零件建模、零件裝配設計到機構仿真。其中齒輪軸的設計采用了參數(shù)化設計，參數(shù)化設計是pro/e的一個重要特點。重點描述了齒