柱塞泵 設計說明書

1、工程軟件應用實踐課程設計說明書HUNAN UNIVERSITY課程設計說明書設計題目：柱塞泵學生姓名：專業(yè)班級：學院名稱：指導老師：2013年7月24日I工程軟件應用實踐課程設計說明書目 錄1 課程設計概要21.1 課程設計的目的和要求 21.2 課程設計的任務分工 21.3 課程設計報告的構成及研究內(nèi)容 22 泵體測繪32.1測繪裝配體步驟 32.1.1繪制裝配示意圖32.1.2繪制零件草圖42.1.3繪制裝配圖42.2 計算機繪圖要求及步驟 42.2.1繪制零件圖42.2.2繪制裝配圖83 三維建模93.1柱塞泵零件圖建立 93.1.1泵體93.1.2管接頭 103.1.3上活瓣 103.

2、1.4下活瓣 113.1.5螺塞 113.1.6柱塞 123.1.7襯套 123.1.8壓蓋 123.2柱塞泵三維裝配虛擬裝配134 心得體會 144.1 曾冠凱心得144.2 王其俊心得154.3 程誠心得16參考文獻 171課程設計1.1課程設計的目的和要求工程軟件應用實踐課程設計教學目的，是從產(chǎn)品裝配測繪、計算機繪圖、CAD三維建模、參數(shù)化設計等方面進一步加深和拓寬學生在工程制圖、機械CAD技術與測量精度技術基礎等課程中所學基本知識，結(jié)合實際機械產(chǎn)品（模型）設計的具體問題，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際認識和解決問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程和相關實踐環(huán)節(jié)的學習奠定基礎。選擇柱塞泵產(chǎn)品模型為對象，四位

3、同學為一設計小組，對產(chǎn)品模型進行裝配測繪、二維計算機繪圖、三維CAD建模與裝配、零件的參數(shù)化設計等。要求每位學生按照指導教師的總體要求、設計小組分配的產(chǎn)品零件設計任務，完成上述四個環(huán)節(jié)的學習，構成成績考核的主要部分；工程中產(chǎn)品設計是一個多人協(xié)同工作的過程，因而，本課程設計將提交產(chǎn)品一套完整測繪草圖、一套完整二維CAD工程零件圖及完整裝配圖樣、產(chǎn)品完整的三維CAD裝配體及研究報告。1.2課程設計的任務分工全組對柱塞泵進行整體的認識、討論和了解柱塞泵上各個部件的作用，和工作原理。在充分認識柱塞泵的基礎上，分工如下：1.3 課程設計報告的構成及研究內(nèi)容課程設計的內(nèi)容包括零件手工測繪圖樣、全部二維零件

4、圖樣、裝配計算機繪圖圖樣、三維CAD零件建模與產(chǎn)品裝配、零件的參數(shù)化設計等。首先進行的是實物測量。實物測量是對現(xiàn)有的機器和部件進行測量，從而繪出零件草圖及裝配示意圖。繪制零件草圖的過程中需要通過查詢機械設計手冊來進行尺寸以及相關技術要求的標注。根據(jù)裝配示意圖和零部件草圖繪制裝配圖，這是測繪的主要任務。裝配圖不僅要求表達出裝配體的工作原理和裝配關系以及主要零件的結(jié)構形狀，還要檢查零件草圖上的尺寸是否協(xié)調(diào)合理。在繪制裝配圖的過程中，若發(fā)現(xiàn)零件草圖上的形狀或尺寸有錯，應及時更改后方可畫圖。裝配圖畫好后必須注明該機器或部件的規(guī)格、性能及裝配、檢驗、安裝時的尺寸，還必須用文字說明或采用符號標注形式指明機

5、器或部件在裝配調(diào)試、安裝使用中必需的技術條件。最后應按規(guī)定要求填寫零件序號和明細欄、標題欄的各項內(nèi)容。根據(jù)裝配圖和零件草圖通過AutoCAD繪制二維零件圖，注意每個零件的表達方法要合適，尺寸應正確、可靠。零件圖技術要求采用類比法，也可按指導教師的規(guī)定標注。最后應按規(guī)定要求填寫標題欄的各項內(nèi)容。完成以上測繪任務后，對圖樣進行全面檢查、整理。之后通過UG進行三維CAD零件建模與裝配。2泵體測繪2.1測繪裝配體步驟2.1.1繪制裝配示意圖1.螺柱2.螺母3.墊圈4.泵體5.柱塞6.壓蓋7.填料8.襯套9.管接頭10.墊片11.墊片12.螺塞13.上活瓣14.下活瓣（圖1 柱塞泵示意圖）柱塞泵是一種供

6、油裝置，常用于機器的潤滑系統(tǒng)中。工作時，由外部動力帶動柱塞泵作往復運動，當柱塞向泵體外運動時，下活瓣由閥體內(nèi)的負壓吸引上移，從而將流體經(jīng)管接頭下端吸入閥體，而上活瓣卻因為負壓的作用緊貼管接頭上端面，吸入的流體不能進入管接頭上腔；當柱塞向泵體內(nèi)運動時，柱塞將腔內(nèi)的流體推動上活瓣經(jīng)管接頭上腔積壓出。此時，下活瓣則緊貼管接頭下腔端面，流體不能進入下腔，以此往復達到輸送流體的目的。了解了柱塞泵的結(jié)構和工作原理，接下來便是始零件草圖的繪制了。2.1.2繪制零件草圖除1.螺柱、2.螺母、3.墊圈屬于標準件，可以通過查詢機械設計手冊來選定其尺寸參數(shù)外，其余零件都需要進行實物測量及尺寸設計來確定其尺寸參數(shù)，有

7、配合關系的零件還需要進行精度設計。在確定零件基本尺寸參數(shù)的基礎上，選定合適的視圖，繪制零件草圖。為了使繪制出的零件草圖美觀大方，本組成員適當?shù)亟柚斯ぞ哂靡酝瓿衫L制過程。2.1.3繪制裝配圖裝配圖的繪制是建立在零件草圖完成的基礎之上的，裝配圖需要表達出各零件之間的位置關系以及可能存在的配合關系，對于可動的零件(如5.柱塞等)還需要標注出其行程。在選取裝配圖的視圖時需要兼顧主要零件的結(jié)構形狀以及裝配體的工作原理，這對剛剛結(jié)束機械原理課程學習的本組成員來說算是一個不小的挑戰(zhàn)。本組成員在繪制裝配圖的過程中，發(fā)現(xiàn)各零件在裝配時存在一系列問題(如發(fā)現(xiàn)了新的配合關系等)，通過對零件草圖的修正使得零件草圖上

8、的尺寸協(xié)調(diào)合理。2.2 計算機繪圖要求及步驟進行計算機繪圖，首先按照之前手工測繪的零件草圖來繪制CAD零件圖，然后按照手工測繪的裝配圖來繪制CAD裝配圖。計算機繪圖雖然在繪制過程中較手工測繪簡單方便，但是計算機繪圖對繪制的精確程度有更高的要求，其容錯性能較手工繪圖低。如果如同之前手工測繪一樣，在計算機繪圖中當一個“差不多先生”，那么計算機就會告訴你“失之毫厘謬以千里”的道理。2.2.1繪制零件圖各零件CAD零件圖的繪制由之前該零件的零件草圖繪制者完成。由于各零件的CAD零件圖與零件草圖幾乎是同步完成的，所以在繪制完成后仍然存在很多問題。經(jīng)過了手工裝配圖的繪制以及指導老師的點評，我們對之前繪制的

9、零件草圖進行了多次的修改與更正，在零件草圖最終定稿后再統(tǒng)一對CAD零件圖進行了修改。4.泵體泵體作為柱塞泵其他零件安裝的載體，其加工精度的大小直接影響著其他零件與其的配合精度，從而影響柱塞泵的工作精度。在整個圖形繪制完畢后，依照手工測繪的零件草圖標注尺寸，再對存在配合關系的表面選定尺寸公差及表面粗糙度。由于泵體屬于鑄造件，故在技術要求欄 （圖2 泵體CAD零件圖）中表明了鑄造之后的精細處理要求以及鑄造圓角的限定范圍。最后在基準面選定了平面度作為該鑄件唯一標注的形位公差，完成了泵體CAD零件圖的測繪。5.柱塞（圖3 柱塞CAD零件圖）柱塞是一個需要高速運動的零件，于是其和襯套間的配合被比較嚴密。

10、這是一個精度較高的零件，選定Ra12.5的表面粗糙度。而柱塞的耳部與動力源動件直接接觸，所以對兩個圓環(huán)的對稱度做出了要求。6.壓蓋（圖4 壓蓋CAD零件圖）壓蓋的作用是固定的橡皮墊圈和襯套，其精度要求并不高。關鍵是壓蓋的另一面和其他構件存在配合關系，所以選擇了Ra6.3的粗造度，而其他面則是鑄造面。8.襯套襯套在結(jié)構上比較簡單，但其加工的精度要求卻很高。由于柱塞在運動行程中間，襯套的內(nèi)壁和柱塞之間有高速的運動，因此襯套內(nèi)壁的表面粗糙度要求比較高，我們一開始選擇了Ra3.2，老師說3.2算是特別高的打磨要求了，于是我們定為了Ra6.3。從而保證了襯套與柱塞之間相對運動的順利進行。襯套的內(nèi)（圖5

11、襯套CAD零件圖）壁的圓度是為了保證柱塞的運動的線性。襯套的外壁同樣選擇Ra6.3的表面粗糙度。為了和泵體的配合時柱塞在運動時不會引起襯套和泵體的相對運動。襯套外的圓度要求是為了和泵體之間的配合。9.管接頭管接頭作為柱塞泵的重要組成部分，連接著油的輸入端和輸出端，同時與多個零件存在裝配關系。這就要求了管接頭具有良好的密封性能以及較高的配合精度。在整個圖形繪制完畢后，依照手工測繪的零件草圖標注尺寸，再對存在配合關系的表面選定尺寸公差及表面粗糙度。由于（圖6 管接頭CAD零件圖）管接頭屬于鑄造件，故在技術要求欄中表明了鑄造之后的精細處理要求以及鑄造圓角的限定范圍。最后在管接頭的主軸選定了同軸度作為

12、該鑄件唯一標注的形位公差，完成了泵體CAD零件圖的測繪。12.螺塞（圖7 螺塞CAD零件圖）螺塞擔負著上活瓣的導向任務以及管接頭的密封任務，該部分主要是根據(jù)零件草圖和裝配圖，畫出圖形，標出尺寸及尺寸公差，然后對一些配合的地方標出表面粗糙度及形位公差。13.上活瓣上活瓣是精密的零件，其對加工的要求較高，而且因為上活瓣在管接頭內(nèi)作往復垂直運動，相互摩擦的面比較小，故其與管接頭接觸面的要求比較高，我們選擇了Ra6.3的表面粗糙度。同時其與管接頭內(nèi)壁也存在相當?shù)呐浜弦?。（圖8 上活瓣CAD零件圖）14.下活瓣下活瓣和上活瓣有點類似，不論是在形狀上還是在精度設計方面，都存在較高的表面粗糙度和形位公差。

13、而且上下活瓣之間也有相互接觸面，因此下活瓣的圓度必須做出要求。（圖9 下活瓣CAD零件圖）2.2.2繪制裝配圖（圖10 CAD裝配圖）裝配圖的繪制是建立在其他零件的CAD零件圖已經(jīng)繪制完成的基礎之上的。在繪制完其他的零件圖后，根據(jù)手工繪制的裝配圖，將各零件組裝在一起是一件復雜而不困難的任務。在配合代號的選取上，我們參考了機械精度設計與檢測技術基礎一書。由于柱塞是需要往復活動的零件，故在柱塞和襯套之間，我們選取了H8/f8這一間隙配合作為其配合代號。關于柱塞的行程，我們計算了柱塞移動所能產(chǎn)生的氣壓，并將油的密度取為0.9kg/m3帶入計算，最后取柱塞的行程為45mm。此時不僅可以實現(xiàn)該裝置需要進

14、行的供油功能，同時可以保證柱塞不至于脫離襯套的束縛而離開泵體。在襯套和泵體底部，我們特意設置了一小段空隙。因為襯套和泵體之間存在過度配合，所以當襯套與泵體底部接觸時會出現(xiàn)不易取出的情況。而這一小段空隙的存在可以保證在需要的情況下可以更換泵體內(nèi)的襯套。3 三維建模3.1柱塞泵零件圖建立3.1.1.泵體1）壓蓋接觸面的繪制。<1>轉(zhuǎn)換為草圖模式，通過約束等命令繪制加強肋板的平面圖形；<2>分別畫出四條公切線，繪制公切線外的四條圓弧，利用拉伸指令拉伸出接觸面的結(jié)構，拉伸高度為14mm；拉伸肋板圖形部分的高度為10mm。2）繪制泵體主體，選用圓柱體命令繪制出泵體主體，可靈活運用

15、布爾運算。3）支撐肋板的繪制：繪制一個長方形，然后修剪體命令把長方形的兩個角部分剪掉。4）繪制底板利用長方形命令繪制底板。5）T型槽的繪制：利用打孔命令繪制T型槽。6）繪制螺紋：選擇需要G1/2螺紋的孔的內(nèi)表面，輸入螺紋的螺距等參數(shù)。7）倒圓角：如圖選擇需要倒圓角的邊，分別選用半徑為2的倒圓角。（圖11 泵體三維建模圖）3.1.2管接頭1）首先用圓柱的命令繪制出三個圓柱38高35、30高33、21高18，做了布爾運算求和，之后做了等圓心的圓柱求差，求差圓柱為28高31、18高30、13高25，做出了內(nèi)部階梯孔。2）對于垂直于z軸的兩個螺管部分，根據(jù)測繪所得的數(shù)據(jù)用了在面上偏置曲線定出螺管在z軸

16、方向的位置，隨后做了平行于x軸的切割平面，求出與偏置曲線交點，在兩個中選擇一個作為螺管圓心，建立草圖使之垂直于yoz平面，然后做圓柱，設定起值為相應的負值可以解決相貫線的問題。另外一個螺管可用同樣的方法做出。3）螺管內(nèi)部的孔也是利用兩個圓柱求差的方法做出。外面的螺紋用特征操作的螺紋命令選擇符號，設定相應的數(shù)值可以做出。（圖12 管接頭三維建模圖）3.1.3上活瓣1）在草圖中對原圖進行繪制（繪制過程中合理運用點構造器、對象捕捉，尺寸約束等功能）；2）利用“拉伸”命令對各個實體進行所需高度的拉伸；3）利用“布爾運算”對各個實體進行布爾運算，形成完整實體；4）利用“倒圓角”及“倒斜角”命令對各個實體

17、接觸處進行合適的倒角。（圖13 上活瓣三維建模圖）3.1.4下活瓣1）在草圖中對原圖進行繪制；2）利用“拉伸”命令對各個實體進行所需高度的拉伸；3）利用“布爾運算”對各個實體進行布爾運算，形成完整實體；4）利用“倒圓角”及“倒斜角”命令對各個實體接觸處進行合適的倒角。（圖14 下活瓣三維建模圖）3.1.5螺塞1）根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)做出螺塞的螺紋所在的圓柱，并用圓柱命令做出底面半徑較大的圓柱。2）在較大底面半徑的圓柱上表面做六邊形，中心與圓心重合，進行拉伸做出六面體。3）用螺紋命令中的符號選項，設定相關數(shù)值可以攻出螺塞的螺紋。4）將畫出的部分求和使它們成為一個整體，在螺塞底部做小圓柱和整體進行部分

18、求差得出底部的圓孔，以圓孔內(nèi)部的表面為地面做出圓錐再求差，得出內(nèi)部的圓錐孔。（圖15 螺塞三維建模圖）3.1.6柱塞1）先畫出圓柱部分進行拉伸 2）在圓柱的直徑截面創(chuàng)建一個平面畫出長方形和兩個圓的形狀進行起點分別為-4mm和4mm，端點分別為-10mm和10mm 的進行兩次拉伸。然后求和成為一個整體。3）做出另一端圓端面的圓斜角。（圖16 柱塞三維建模圖）（圖17 襯套三維建模圖）（圖18 壓蓋三維建模圖）3.1.7襯套在草圖平面上，繪制2個直徑分別為30 mm，38 mm的同心圓，完成草圖之后，對其拉伸，高度為56 mm。3.1.8壓蓋1）在草圖上畫出壓蓋俯視圖通過拉伸命令生成整體模型；2）

19、倒斜角和倒圓角。3.2柱塞泵三維裝配虛擬裝配1）三維裝配（說明裝配思路，以及零件間的裝配關系）1.通過添加組件命令添加泵體。選擇原點為泵體繪制的第一個坐標系。2.添加襯套，通過約束，距離泵體內(nèi)表面5mm，然后添加約束，使襯套中的一個圓和泵體內(nèi)側(cè)同心。3.添加壓蓋，通過約束，使壓蓋中心圓與泵體左側(cè)圓同心，繼續(xù)添加約束，繞軸旋轉(zhuǎn)，使得壓蓋以一個正確的角度安裝。4.添加柱塞，通過約束，同心約束。5.添加管接頭，通過約束，使管接頭退刀槽右邊的斷面與泵體最右面接觸，添加約束，同心，既剛添加的兩個面的所在圓同心，添加約束，繞軸旋轉(zhuǎn)，得管接頭以一個正確的角度安裝。6.添加上下活瓣，通過兩個面接觸與同心約束來

20、確定位置。添加螺栓，通過面接觸與同心約束來實現(xiàn)螺栓的定位。（圖19 三維虛擬裝配圖）（圖20 三維爆炸圖）4心得體會4.1曾冠凱心得為期兩周的課程設計算是走到了尾聲，忙碌的學習生涯也可以說是暫時告一段落。在這次將理論運用于實踐的過程中，可以說是收獲頗多，感慨頗多：既對知識的理解更加深入透徹，又找到了自己的不足。常言道“知識的掌握來源于對知識的運用以及實踐”，這句話在我組成員的身上可以說得到了很好的體現(xiàn)。剛剛經(jīng)過機械原理課程設計的我們，本以為工程測繪課程設計只是小菜一碟；不用放在心上，隨便弄弄就可以完成答辯。開始設計之后才發(fā)現(xiàn)根本不是那么回事：對專業(yè)課程課后習題的練習只是提供了掌握機械設計的工具

21、，期末考試試卷能動手只是證明了你有了掌握專業(yè)知識，登堂入室的資格，并不是說你就已經(jīng)掌握了設計的方法。而只有在真正的實踐中才能得到真知，運用知識。在課程設計的第一天，我就和之前機械原理課程設計的隊友一起組成了工程測繪課程設計小組，準備攻關課設。因為種種原因，我們比原則上的四人小組要少一人，所以人力資源在我組就顯得格外重要。為了不造成人力資源浪費，我們在第一天就大致定下了每個小組成員的分工：有了各自的分工也就有了各自清晰的目標，不至于造成人浮于事的惡劣后果。同時，我們也定下了盡快完成課程設計的“速攻計劃”。很多事情都是這樣，說起來容易做起來難：原本的“速攻計劃”在兩天之后正式宣告破產(chǎn)。柱塞泵本是在

22、可選題目中看起來相對容易的項目，但是自己正式設計才發(fā)現(xiàn)原來自己對知識的掌握并不如自己想象中那樣的清晰透徹。在繪制裝配圖的過程中，對表達方案的討論著實令人受益匪淺。因為一個很小的零件的裝配，不同的組員提供了不同的表達方案，大家一起探討、研究，找出最適合的方案以及最容易實現(xiàn)的方案，并分析出每種方案的優(yōu)缺點。設計流程總體來說算得上思路清晰，雖然中間也有懈怠的時候，但是經(jīng)過小組成員的戮力同心，最終達成了一致意見。期間也遇到過一些我組成員未能解決的問題，但是在指導老師的幫助下，我組成員成功解決了一系列由知識儲備上的薄弱點引發(fā)的問題。這讓我明白了“人力有時窮”的道理，需要尋求老師幫助的時候絕不能固步自封，

23、夜郎自大。工程測繪課程設計雖然告一段落，但是在這次學習與實踐中掌握的經(jīng)驗并不會隨著設計的結(jié)束而遺忘?？傇O計師告訴我們“實踐是檢驗真理的唯一標準”，只有通過實踐，我們才能更好的掌握自己的能力進而達到成為一名優(yōu)秀人才的目標。4.2王其俊心得為期兩周的測繪設計課程設計就這樣很快到了答辯的日子。回首起來，這幾天真的既緊張又充實。從第一天開始，我們就組建了自己的小組，確定了小組的設計題目-柱塞泵。三個組員也確定了各自的分工。第二天，各自開始了自己的工作，我的工作是管接頭的測繪。在同組隊員的幫助下，很快完成了草圖數(shù)據(jù)的測量工作，接下來就是用我們機械的專業(yè)語言機械圖紙的形式展現(xiàn)出來，接下來的數(shù)天完成了我這個

24、管接頭的草圖、和其他零件的裝配圖、CAD圖以及UG圖的設計和繪制。緊張的這樣一個過程給我的感覺實在是很好，之前在課堂上老師就說過，要想把知識學好只有兩個途徑，一個是教別人，另一個就是實踐，即把自己學的東西用到實處。這次我們學著把大學這兩年來的機械制圖課程、機械原理、互換性與精度設計三門課上所學的知識和設計理念應用于實際，雖然在設計的過程中，也有懈怠的時候，但是在同組隊員的鼓勵下很快就重新振作起來，投入到緊張的工作中。這樣有一個共同的目標，小組隊員緊密合作，忙起來忘記了時間，一晃眼一上午就過去了。通過這樣一個課程設計，把我們上課所學的理論知識應用于實際設計當中，雖然離工廠里的實件設計還差的挺遠，

25、但是這已經(jīng)足夠?qū)⑽覀兊闹R進行鞏固，深化了。同時，更重要的是，通過這樣一個簡單裝配件的設計也讓我感受到了團隊合作的重要性，看起來測繪這樣一個柱塞泵并不是一個復雜的工作，但是真的要是讓一個人在這么兩周的時間內(nèi)完成這項工作，并不是一件容易的事情。但是，在一個團隊的合作之下，不僅每個人的任務量減少了，更重要的是在工作的同時互相的鼓勵是很重要的。有時候一句話，一個動作，甚至一個眼神都能給予我力量，深呼一口氣繼續(xù)工作，這樣的感覺真的很享受。同樣在這樣一個過程中也發(fā)現(xiàn)了自己身上存在的很多問題，發(fā)現(xiàn)其實平時上課的內(nèi)容要是真的運用起來還是覺得學的不是很扎實，理論和運用之間還是有很長一段路程要走的。其次在設計過程中，對電腦的運用還是不夠，設計還是停留在手繪上，不夠精確，對電腦繪圖軟件的掌握還是不夠熟練。這些都是以后努力的方向。所以，這次短短的課程設計，對我來說，真的是受益匪淺。4.3程誠心得這次課程設計告一段落，我們小組在協(xié)力合作下做出了自己的測繪結(jié)果。包括從一開始的零件的尺寸的測量到草圖的繪制、裝配圖的協(xié)商完成，以及在電腦上用CAD、UG的零件的繪制，UG三維圖的裝配，在這之中我們收獲很多。在最初拿到“柱塞泵”這個課題，我們幾人茫然