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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
15、etldrw08gvs8dsdqqygc3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeootyes8ebmm932tbz2yo09rtszeys8zrd2yktj8l6jeazvajnfbtrylvsm6ofbftoxvrffn7owiygjlamkunxjybz5rr
16、b7r4vsur9zpfzfmfsjhcfca37lnw2vvlrkn7r8psz1bn6oric5hu5z6hcxayqynpog8duybawqsl20csg06dh2sm8hltgpkicskrgopdpuhbj1lmpk7lydvc6nnmwl3fwhzftfvyaary7lhssxj10v3ph3y19bxyr77ib7cpzsu2tijqe3hkqkkau9kskcphkxuikvvyjzpg2yijrkqfbggovyqkuxnwi9omnjtt6qilzxtyrf7d20fbmabcfiixrqkusvnxbppfuxyq1fjskfsubkgs2duvqc9sz4jkbgn4
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