《ProE》課程設(shè)計說明書基于ProE的齒輪油泵三維建模設(shè)計

1、pro/e課程設(shè)計說明書題目：基于pro/e的齒輪油泵三維建模設(shè)計院 系：能源工程學(xué)院專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：完成時間：2011年4月30日目 錄1 設(shè)計概述12 設(shè)計過程12.1 齒輪油泵零件建模設(shè)計12.1.1 齒輪油泵骨架的設(shè)計22.1.2 齒輪油泵主體的設(shè)計42.1.3 齒輪油泵左蓋的設(shè)計52.1.4 創(chuàng)建齒輪泵右側(cè)蓋的設(shè)計72.1.5 齒輪軸的設(shè)計72.1.6 其它零件的創(chuàng)建92.2 齒輪油泵裝配設(shè)計102.2.1 虛擬裝配設(shè)計102.2.2 生成爆炸圖113 總結(jié).12參考文獻121 設(shè)計概述本設(shè)計主要圍繞齒輪油泵設(shè)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(shè)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(gòu)仿真等功能進行齒輪油泵的設(shè)計。齒輪油泵包含多個零部件，其設(shè)計巧妙運用pro/e基于單一數(shù)據(jù)庫這一特點并綜合運用多種建模方法和設(shè)計方法。設(shè)計的具體要求為：（1） 齒輪油泵零件建模設(shè)計；（2） 齒輪油泵裝配設(shè)計；（3） 齒輪油泵機構(gòu)仿真設(shè)計；（4） 齒輪油泵工作原理動畫設(shè)計。2 設(shè)計過程2.1 齒輪油泵零件建模設(shè)計齒輪油泵包含20多個零部件，其設(shè)計巧妙運用pro/e基于單一數(shù)

3、據(jù)庫這一特點并綜合運用多種建模方法和設(shè)計方法4，齒輪油泵的最后設(shè)計結(jié)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(shè)計齒輪油泵骨架的設(shè)計主要是一系列基準曲線的繪制，其隨后的建模設(shè)計建立在骨架設(shè)計的基礎(chǔ)上，齒輪油泵的骨架設(shè)計結(jié)果如圖3所示。圖3 齒輪油泵骨架設(shè)計結(jié)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(fù)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(shè)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(nèi)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(shè)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(shè)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(shè)計結(jié)果，作為骨架設(shè)計，關(guān)閉窗口。2.1.2 齒輪油泵主體的設(shè)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(jù)”/“合并/繼承”選項，系統(tǒng)打開設(shè)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(shè)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(shè)計板”上的“確定”。（3） 創(chuàng)建拉伸實體特征；1） 單擊“拉伸”打開設(shè)計板，在設(shè)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(shè)置單擊“草繪”進入草繪模式；2） 在草繪平面內(nèi)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(diào)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(diào)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(cè)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(diào)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(jié)果 圖7 齒輪油泵主體創(chuàng)建孔結(jié)果 （4） 創(chuàng)建孔特征；1） 單擊“孔”打開孔設(shè)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(shè)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(shè)計，如圖8所示。圖8 齒輪油泵主體設(shè)計結(jié)果2.1.3 齒輪油泵左蓋的設(shè)計齒輪油泵左蓋的設(shè)計以骨架尺寸為參照，綜合運用拉伸、孔和鏡

8、像復(fù)制等建模方法。齒輪油泵的最后設(shè)計結(jié)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(jié)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(jié)果 圖12 左蓋倒圓角結(jié)果（6） 左蓋染色特征創(chuàng)建，最終設(shè)計結(jié)果如圖13。 圖 13 左蓋設(shè)計結(jié)果 圖14 右蓋設(shè)計結(jié)果2.1.4 創(chuàng)建齒輪泵右側(cè)蓋的設(shè)計齒輪泵右蓋的設(shè)計和齒輪油泵左蓋的設(shè)計相似，都是以齒輪油泵的左蓋作為母本二進行設(shè)計的。設(shè)計步驟參照左蓋設(shè)計，齒輪油

9、泵右蓋的設(shè)計結(jié)果如圖14所示。2.1.5 齒輪軸的設(shè)計齒輪軸的設(shè)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(shè)計結(jié)果，如圖15所示。 圖15 齒輪軸設(shè)計結(jié)果為簡化設(shè)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(wǎng)上打開3dsource零件庫網(wǎng)站；（2） 在網(wǎng)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(diào)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(jié)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(jié)果如圖18。 圖17 齒輪軸拉伸結(jié)果 圖18 短齒輪軸繪制結(jié)果（4） 繪制長齒輪軸，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)實體特征，旋轉(zhuǎn)結(jié)果如圖20； 圖19 齒輪軸旋轉(zhuǎn)草繪 圖20 齒輪軸旋轉(zhuǎn)結(jié)果（5） 創(chuàng)建鍵槽，結(jié)果如圖22； 圖21 齒輪軸鍵槽草繪 圖22 齒輪軸鍵槽結(jié)果（6） 創(chuàng)建倒角特征，結(jié)果如圖24； 圖23 齒輪軸倒角結(jié)果 圖24 齒輪軸設(shè)計結(jié)果（7） 長齒輪軸設(shè)計結(jié)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(shè)計2.2.1 虛擬裝配設(shè)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(shè)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(jù)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(shè)

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(fù)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(jié)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(jié)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(shè)置“運動類型”等選項組用來調(diào)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(jié)本文詳細介紹了齒輪油泵的三維設(shè)計，從零件建模、零件裝配設(shè)計到機構(gòu)仿真。其中齒輪軸的設(shè)計采用了參數(shù)化設(shè)計，參數(shù)化設(shè)計是pro/e的一個重要特點。重

14、點描述了齒輪泵工作原理的動畫設(shè)計，通過直觀的三維動畫，方便學(xué)生理解記憶，且充分調(diào)動學(xué)生的積極性，達到了降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。使用pro/e仿真設(shè)計在展示油泵工作原理時，并不能展示油液的流動情況19，所以還要結(jié)合其它軟件設(shè)計工作原理動畫。參考文獻1 proengineer機械設(shè)計教程（野火版4.0）機械工業(yè)出版社 主編：詹友剛 2 3dsource標準零件庫3 機械設(shè)計 高等教育出版社 主編：濮良貴 紀名剛ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpj

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