本章主要讲解机械零件设计的方法bfdc.docx
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1、第1章Pro/ENGINEER机械零件设计基础本章主要要讲解机机械零件件设计的的方法,介介绍了机机械设计计的基本本要求和和顺序、机械零件设计和计算机辅助设计方法。重点介绍了利用Pro/ENGINEER进行机械零件设计的步骤和技巧,从而使读者对设计方法有了初步的认识和了解,为后面讲解具体的零件设计奠定基础。1.1 机械械零件设设计概述述在现代化化生产中中,机械械是不可可缺少的的组成部部分,它它是由若若干个机机械零件件组成,机机械零件件简称为为零件。下下面介绍绍一下机机械零件件和设计计方法。1.1.1 机械零零件简介介零件通常常分为两两大类,一一类是通通用零件件,它的的特点是是经常、大大量、反反复
2、出现现在各种种机械的的组成结结构中,如如螺栓与与螺母、带带与带轮轮、轴与与轴承、齿齿轮或蜗蜗轮、弹弹簧等零零件。另另一类是是专用零零件,它它的特点点是在专专用机器器上使用用,如起起重机的的吊钩、发发动机的的曲轴、汽汽轮机的的叶片等等。本书书后面所所讲的机机械零件件设计的的实例也也包括了了这两大大类的零零件。下面讲一一下零件件的三化化:第一个是是标准化化,是指指在不同同类型、不不同规格格的各种种机械中中,将同同类零件件的结构构形式、尺尺寸、材材料等限限定在合合理的数数量范围围内。第二个是是系列化化,主要要是指根根据要求求,按照照一定规规律优化化组合零零件系列列。第三个是是通用化化,主要要是指最最
3、大限度度地减少少和合并并零件的的传动形形式、尺尺寸和材材料品种种等。多采用三三化,能能在设计计中减少少过失、节节省时间间、加快快进程、提提高设计计质量;同时为为专门工工厂集中中大量生生产创造造了条件件,有利利于节能能节材,提提高产品品质量,降降低生产产成本。1.1.2 机械设设计的基基本要求求和顺序序机械设计计的基本本要求,首首先要满满足它在在工作中中的职能能要求,即即在预期期寿命内内,能够够高效率率地完成成它的工工作使命命,而本本身具有有体积小小、重量量轻、易易于加工工、成本本低廉、维维修方便便、安全全可靠、操操作灵活活等特点点。1机械械设计的的顺序机械设计计没有固固定的顺顺序,常常因具体体
4、条件不不同而异异,但一一般的设设计顺序序如下。1 / 任务分分析、调调查研究究、拟定定方案对所接受受的设计计任务,首首先应明明确机械械的工作作条件和和工作要要求、职职能范围围和技术术指标、制制造的技技术条件件和设备备条件等等,带着着问题进进行深入入的调查查研究。根根据设计计要求和和调研资资料进行行分析,拟拟定设计计初步方方案。2 / 建立力力学模型型、计算算零件主主要参数数和尺寸寸初步方案案拟定后后,根据据力学理理论和方方法,建建立尽可可能与设设计系统统一致的的力学模模型,进进行模拟拟分析与与验证,其其主要内内容为运运动学、动动力学、零零件载荷荷和计算算工作能能力。当当然如果果有需要要和可能能
5、还要考考虑摩擦擦学、优优化和可可靠性问问题,以以提高方方案先进进性和可可靠程度度,继而而确定机机械所需需功率和和工作效效率,选选择材料料,算出出主要参参数和尺尺寸。3 / 结构设设计、制制图和编编写设计计说明书书当主要参参数和尺尺寸确定定以后,就就应描绘绘机械的的结构方方案图纸纸(草图图),草草图的设设计计算算、结构构设计、修修改描绘绘应是穿穿插交叉叉、反复复校正的的过程。待待正式的的装配图图完成以以后,再再绘制零零件图,最最后补充充说明书书和其他他技术文文件。2机械械零件设设计的步步骤下面来介介绍一下下机械零零件设计计的步骤骤。 根据机机械的工工作要求求和工作作条件,选选定零件件的类型型。按
6、照力学学方法去去确定零零件的载载荷,选选用适合合的材料料,拟定定零件的的工作能能力准则则计算出出满足工工况要求求的主要要尺寸。进行结构构设计,将将计算所所得的尺尺寸结合合整体部部件在使使用上、结结构上、工工艺上的的要求予予以协调调。绘制零件件工作图图纸,图图上应注注明配合合公差、加加工要求求,材料料及技术术条件要要求等。1.1.3 计算机机辅助零零件设计计随着计算算机的普普及,机机械零件件设计越越来越多多地利用用计算机机的辅助助设计方方法。例例如利用用计算机机绘制零零件图纸纸,进行行零件的的各种参参数计算算等,PPro/ENGGINEEER就就是这些些计算机机辅助设设计软件件中的佼佼佼者。Pr
7、o/ENGGINEEER是是由美国国参数技技术公司司(Paarammetrric Tecchnoologgy CCorpporaatioon)公公司19989年年推出的的,目前前,Prro/EENGIINEEER在220011版本的的基础上上推出了了全新的的Willdfiire版版本,该该版本的的操作在在20001版本本的基础础上进行行大幅度度的改动动,极大大简化了了用户操操作步骤骤,更加加方便人人机交流流,界面面紧凑合合理,并并将当今今领先的的设计思思想融入入到整个个设计流流程中,极极大地提提高了工工作效率率,实测测数据显显示,较较之20001版版,其操操作性方方面的提提高使设设计效率率最高
8、可可提高440%。Pro/ENGGINEEER在在机械零零件设计计上最重重要的一一个特点点是参数数式设计计,就是是将零件件尺寸的的设计用用参数来来描述,并并在设计计修改时时通过修修改参数数的数值值来更改改零件的的外形。Pro/ENGINEER中的参数不只代表设计对象外观的相关尺寸,还具有实质上的物理意义。例如可以运用系统参数(如体积、表面积、重心、三维坐标等),或用户按照设计流程需求将自己定义的用户定义参数(如密度、厚度等具有设计意义的物理量或字符)加入设计构思中,来表达设计思想。这项参数式设计的功能不但改变了设计的概念,还将设计的便捷性推进了一大步。下面,就就来介绍绍一下PPro/ENGGI
9、NEEER参参数式设设计的特特性,主主要有以以下几个个方面。1真实实3D模模型在Proo/ENNGINNEERR中,设设计出的的模型是是真实的的3D模模型,弥弥补了传传统面结结构、线线结构的的不足。这这些3DD实体模模型除了了可以将将用户的的设计思思想以最最真实的的模型在在计算机机上表现现出来之之外,借借助于系系统参数数,用户户还可随随时计算算出产品品的体积积、面积积、重心心、重量量、惯性性大小等等,以了了解产品品的真实实性,并并可以进进行进一一步的组组件装配配等的运运算。用用户在产产品设计计过程中中,可以以随时掌掌握以上上重点,设设计物理理参数,并并减少人人为计算算时间。2以特特征作为为设计
10、的的单位Pro/ENGGINEEE的特特征方式式是基于于人性化化设计的的,初次次使用PPro/ENGGINEEER的的用户肯肯定会对对特征感感到亲切切,Prro/EENGIINEEER正是是以最自自然的思思考方式式从事设设计工作作,如孔孔、开槽槽、做成成圆角等等均被视视为零件件设计的的基本特特征。除除了充分分掌握设设计思想想之外,它它还在设设计过程程中导入入实际的的制造思思想;也也正因为为以特征征作为设设计的单单元,所所以可随随时对特特征做合合理、不不违反几几何原理理的顺序序调整、插插入、删删除、重重新定义义等修正正动作。3单一一数据库库Pro/ENGGINEEER 可随时时由3DD实体模模型
11、产生生2D工程程图,而而且自动动标识工工程图尺尺寸。不不论是在在3D还是是2D图形形上进行行尺寸修修正,其其相关的的2D图形形或3DD实体模模型均自自动修改改,同时时组合、制制造等相相关设计计也会自自动修改改,这样样可确保保数据的的正确性性,并减减少反复复修正所所耗费的的时间。由由于采用用单一数数据库,提提供了所所谓双向向关联性性的功能能,这也也正符合合了现代代产业中中同步工工程的思思想。4参数数式设计计配合单一一数据库库,所有有设计过过程中所所使用的的尺寸(参数)都存在在数据库库中,修修改CAAD模型型及工程程图不再再是一件件难事,设设计者只只需更改改3D零件件的尺寸寸,2DD工程图图、3D
12、D组合、模模具等就就会依照照尺寸的的修改做做几何形形状的变变化,以以达到设设计修改改工作的的一致性性,避免免发生人人为改图图的疏漏漏情形,且且减少许许多人为为改图的的时间和和精力消消耗。也也正因为为有参数数式的设设计,用用户才可可以运用用强大的的数学运运算方式式,建立立各尺寸寸参数间间的关系系式,使使得模型型可自动动计算出出应有的的外型,避避免尺寸寸逐一修修改造成成的繁琐琐费时,并并减少错错误的发发生。1.2 Prro/EENGIINEEER零件件设计方方法对于使用用Proo/ENNGINNEERR Wiildffiree中文版版进行零零件设计计的设计计师来说说,掌握握好的设设计方法法和设计计
13、习惯是是很重要要的。下下面就来来介绍一一下Prro/EENGIINEEER零件件设计的的通用方方法。1.2.1 设置设设计环境境一般来说说,用户户通常是是在按默默认设置置安装完完成Prro/EENGIINEEER WWilddfirre中文文版后,就就直接通通过双击击桌面图图标或通通过“开始”程序菜菜单来启启动Prro/EENGIINEEER WWilddfirre中文文版了。但但是,此此时Prro/EENGIINEEER WWilddfirre中文文版默认认的工作作目录一一般在操操作系统统安装盘盘上的DDocuumennts andd Seettiingss当前前用户名名目录录下,而而并不是
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