轴类零件设计.ppt
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1、第第6 6章章 轴类零件设计轴类零件设计6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设计分析6.2 6.2 零件设计命令介绍零件设计命令介绍 6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设计分析下一页 返回6.1.1 6.1.1 轴类零件的特点轴类零件的特点轴类零件主要用于支撑齿轮、蜗杆、链轮、带轮等传动件,以轴类零件主要用于支撑齿轮、蜗杆、链轮、带轮等传动件,以传递运动和动力。传递运动和动力。基本构成:数段共轴回转体。轴类零件特征之一是细长,即有基本构成:数段共轴回转体。轴类零件特征之一是细长,即有较大的半径比。较大的半径比。材料一般为钢棒
2、或锻件。材料一般为钢棒或锻件。6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设计分析下一页 返回上一页1. 1. 常见结构常见结构(1 1)轴肩:由于轴上各段的直径不同,因而形成台阶,其台阶)轴肩:由于轴上各段的直径不同,因而形成台阶,其台阶面称为轴肩。通常轴上零件是以轴肩来定位的。其作用有:在加工面称为轴肩。通常轴上零件是以轴肩来定位的。其作用有:在加工时,便于测量工具靠着轴肩来测量轴段尺寸;在装配时,当零件紧时,便于测量工具靠着轴肩来测量轴段尺寸;在装配时,当零件紧靠轴肩,就已经确定零件的轴向位置;当轴运转时可以避免零件的靠轴肩,就已经确定零件的轴向位置;当轴运转时可以避免零件的轴向窜动。轴
3、向窜动。(2 2)螺纹及退刀槽:为了使轴上的零件得以紧固,常在轴上设)螺纹及退刀槽:为了使轴上的零件得以紧固,常在轴上设计出螺纹结构。在车削螺纹时需要事先留有退刀槽,以便于车制和计出螺纹结构。在车削螺纹时需要事先留有退刀槽,以便于车制和装配。装配。6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设计分析下一页 返回上一页(3 3)砂轮越程槽:为了使轴上某些有较高配合要求的表面达到)砂轮越程槽:为了使轴上某些有较高配合要求的表面达到所需要的表面粗糙度和精度,即保证全长的加工质量,常进行磨削所需要的表面粗糙度和精度,即保证全长的加工质量,常进行磨削加工,因此需预留有砂轮越程槽。加工,因此需预留有砂轮越
4、程槽。(4 4)键槽:轴是通过键与传动件的连接来传递运动和动力的,)键槽:轴是通过键与传动件的连接来传递运动和动力的,因此轴上常开有键槽。显然键槽尺寸应该符合国家标准。因此轴上常开有键槽。显然键槽尺寸应该符合国家标准。(5 5)圆角:轴肩表面的根部应设计成圆角结构,目的是为了减)圆角:轴肩表面的根部应设计成圆角结构,目的是为了减少应力集中,增大轴肩根部的强度,实际上圆角是加工工艺的必然少应力集中,增大轴肩根部的强度,实际上圆角是加工工艺的必然结果。结果。(6 6)倒角:为了装配安全和操作安全,轴上各段需要加工出倒)倒角:为了装配安全和操作安全,轴上各段需要加工出倒角。角。6.1 6.1 轴类零
5、件的设计分析轴类零件的设计分析下一页 返回上一页(7 7)轴端螺孔:为了防止轴上端部件传动的窜动,常需要在轴)轴端螺孔:为了防止轴上端部件传动的窜动,常需要在轴端加工出内螺纹,以便于紧固零件。端加工出内螺纹,以便于紧固零件。(8 8)中心孔:轴的两端面加工出中心孔,以便于在车床、磨床、)中心孔:轴的两端面加工出中心孔,以便于在车床、磨床、铣床上加工时以中心孔定位加工轴上各段外圆或键槽等结构。铣床上加工时以中心孔定位加工轴上各段外圆或键槽等结构。2. 2. 常见视图常见视图轴类零件的视图常采用一个基本视图即主视图,外加若干其他轴类零件的视图常采用一个基本视图即主视图,外加若干其他视图如剖视图、局
6、部放大图以及局部视图来表示。视图如剖视图、局部放大图以及局部视图来表示。6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设计分析下一页 返回上一页(1 1)主视图:由于轴类零件通常都是水平地装在机床、磨床和)主视图:由于轴类零件通常都是水平地装在机床、磨床和铣床上进行加工,为了绘图或加工看图方便,一般都将轴的水平安铣床上进行加工,为了绘图或加工看图方便,一般都将轴的水平安放位置作为主视图。主视图需表达出主要结构。放位置作为主视图。主视图需表达出主要结构。(2 2)剖视图:为了表示轴类零件的键槽或花键的截面形状,便)剖视图:为了表示轴类零件的键槽或花键的截面形状,便于标注尺寸,常在键槽或花键处等用剖
7、面表示。为避免影响视图的于标注尺寸,常在键槽或花键处等用剖面表示。为避免影响视图的清晰,一般不采用重合剖面而采用移去剖面。清晰,一般不采用重合剖面而采用移去剖面。(3 3)局部放大图:为了表示轴上某部分的具体结构或细小结构)局部放大图:为了表示轴上某部分的具体结构或细小结构和便于标注尺寸,常将这些结构画成局部放大图。和便于标注尺寸,常将这些结构画成局部放大图。(4 4)局部视图:只需着重表示轴上某一方向的部分结构,而不)局部视图:只需着重表示轴上某一方向的部分结构,而不必表示全部结构时,可采用局部视图来表示。必表示全部结构时,可采用局部视图来表示。6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设
8、计分析下一页 返回上一页3. 3. 尺寸标注的特点尺寸标注的特点(1 1)轴上的尺寸分别为径向尺寸和轴向尺寸。径向尺寸表示轴)轴上的尺寸分别为径向尺寸和轴向尺寸。径向尺寸表示轴上各段外圆的直径,它是以轴的中心线作为基准的,特别注意不可上各段外圆的直径,它是以轴的中心线作为基准的,特别注意不可漏标漏标“”。轴向尺寸表示轴上各段的长度,其基准可选择轴的端。轴向尺寸表示轴上各段的长度,其基准可选择轴的端面或轴的轴肩面。面或轴的轴肩面。(2 2)轴向尺寸的标注有三种形式:坐标式、链式、综合式。)轴向尺寸的标注有三种形式:坐标式、链式、综合式。 6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设计分析下一页
9、 返回上一页6.1.2 6.1.2 轴类零件的造型方法轴类零件的造型方法轴类属于回转体类的零件,在对一般的轴类零件进行实体造型轴类属于回转体类的零件,在对一般的轴类零件进行实体造型时,可以按下面方法进行:先画出回转截面和回转中心线,使用时,可以按下面方法进行:先画出回转截面和回转中心线,使用“旋转旋转”命令得到轴类零件的回转体特征;在通过回转轴的平面上,命令得到轴类零件的回转体特征;在通过回转轴的平面上,绘制轴类零件的键槽草图,使用绘制轴类零件的键槽草图,使用“去除材料去除材料”命令得到轴上的键槽命令得到轴上的键槽特征;使用特征;使用“倒圆角倒圆角”和和“倒角倒角”命令,创建轴类零件的倒圆和倒
10、命令,创建轴类零件的倒圆和倒角特征。角特征。6.1 6.1 轴类零件的设计分析轴类零件的设计分析返回上一页对于齿轮轴类零件,可以先用本章的方法创建出齿轮轴的轴特对于齿轮轴类零件,可以先用本章的方法创建出齿轮轴的轴特征,再用第征,再用第8 8章中介绍的创建齿轮的方法,创建齿轮轴的齿轮特征;章中介绍的创建齿轮的方法,创建齿轮轴的齿轮特征;最后使用最后使用“布尔交布尔交”命令,将齿轮轴的轴特征和齿轮轴的齿轮特征命令,将齿轮轴的轴特征和齿轮轴的齿轮特征结合在一起构成齿轮轴零件。结合在一起构成齿轮轴零件。当然,也可以使用当然,也可以使用“拉伸拉伸”命令进行不同截面的拉伸,从而生命令进行不同截面的拉伸,从
11、而生成阶梯轴实体特征。成阶梯轴实体特征。6.2 6.2 零件设计命令介绍零件设计命令介绍下一页 返回6.2.1 6.2.1 去除材料特征去除材料特征“拉伸拉伸”和和“去除材料去除材料”是是Pro/ENGINEERPro/ENGINEER提供的建立三维模型提供的建立三维模型最常用的两种方法。两者的差别在于:当完成一个界面的草绘截面最常用的两种方法。两者的差别在于:当完成一个界面的草绘截面之后,之后,“拉伸拉伸”将在此截面的基础上生成一个实体特征,将在此截面的基础上生成一个实体特征,“去除材去除材料料”则是根据截面进行去除材料操作。在依次选取则是根据截面进行去除材料操作。在依次选取“插入插入”“拉
12、拉伸伸”或或“插入插入”“拉伸拉伸”“去除材料去除材料”之后所出现的次级菜单之后所出现的次级菜单上的命令相同,两者所需定义和选取的参考属性和截面特征也相差上的命令相同,两者所需定义和选取的参考属性和截面特征也相差无几。无几。6.2 6.2 零件设计命令介绍零件设计命令介绍返回上一页6.2.2 6.2.2 特征的复制特征的复制Pro/ENGINEERPro/ENGINEER提供了以下建立相同特征的方式:提供了以下建立相同特征的方式:“特征阵列特征阵列”命令,命令,“特征复制特征复制”命令和命令和“特征镜像特征镜像”命令,本章使用工具栏中命令,本章使用工具栏中的的“复制复制”“粘贴粘贴”功能建立模
13、型。功能建立模型。6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程下一页 返回6.3.1 6.3.1 阶梯轴的设计阶梯轴的设计在机械设计中,轴系是经常见到的一类零件,其造型简单,通在机械设计中,轴系是经常见到的一类零件,其造型简单,通常只需一个旋转实体即可。常见轴系零件的几何结构非常简单,其常只需一个旋转实体即可。常见轴系零件的几何结构非常简单,其建模过程为:由旋转体特征生成轴体,一个或多个切除拉伸实体特建模过程为:由旋转体特征生成轴体,一个或多个切除拉伸实体特征构成键槽,最后添加倒角。下面通过一个实例来介绍轴的具体建征构成键槽,最后添加倒角。下面通过一个实例来介绍轴的具体建模步骤。模步骤
14、。(1 1)启动软件,单击新建文件工具按钮)启动软件,单击新建文件工具按钮 打开打开“新建新建”对话对话框,新建一个名为框,新建一个名为“shaft.prtshaft.prt”的实体文件。的实体文件。6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程下一页 返回上一页(2 2)单击创建旋转实体工具按钮)单击创建旋转实体工具按钮 ,打开创建旋转实体工具,打开创建旋转实体工具栏,在其中单击栏,在其中单击“草绘草绘”按钮按钮 ,即可打开,即可打开“剖面剖面”对话框。对话框。(3 3)在主窗口中选择)在主窗口中选择“FRONT”FRONT”基准平面作为草绘平面,单击基准平面作为草绘平面,单击“剖面剖
15、面”对话框中的对话框中的“草绘草绘”按钮,打开按钮,打开“参照参照”对话框。对话框。(4 4)接受系统默认选取的尺寸参考,单击)接受系统默认选取的尺寸参考,单击“参照参照”对话框中的对话框中的“关闭关闭”按钮,关闭该对话框。按钮,关闭该对话框。(5 5)单击绘制直线工具按钮)单击绘制直线工具按钮 ,绘制尺寸如,绘制尺寸如图图6.16.1所示的线所示的线框。框。 6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程下一页 返回上一页(6 6)单击绘制直线工具按钮)单击绘制直线工具按钮 右侧的右侧的“”符号,在弹出的符号,在弹出的工具栏中选择中心线工具按钮工具栏中选择中心线工具按钮 ,绘制与水平尺
16、寸参考线重合的,绘制与水平尺寸参考线重合的中心线。中心线。(7 7)单击草绘工具栏中的)单击草绘工具栏中的“确定确定”按钮按钮 ,结束旋转体截面,结束旋转体截面的草绘。的草绘。(8 8)单击创建旋转体工具栏中的)单击创建旋转体工具栏中的“确定确定”按钮按钮 ,生成如,生成如图图6.26.2所示的轴体。所示的轴体。(9 9)单击创建基准平面工具按钮)单击创建基准平面工具按钮 ,打开,打开“基准平面基准平面”对话对话框。框。6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程下一页 返回上一页(1010)在主窗口中选择)在主窗口中选择“FRONT”FRONT”基准平面,在基准平面,在“基准平面基准
17、平面”对对话框的话框的“偏距偏距”区域的区域的“平移平移”编辑框中输入编辑框中输入“27”27”,单击,单击“确定确定”按钮,即可创建如按钮,即可创建如图图6.46.4所示的基准平面所示的基准平面“DTM1”DTM1”。(1111)单击创建拉伸实体工具按钮)单击创建拉伸实体工具按钮 ,打开创建拉伸实体工,打开创建拉伸实体工具栏,单击创建拉伸实体工具栏中的具栏,单击创建拉伸实体工具栏中的“草绘草绘”按钮按钮 ,打开,打开“剖剖面面”对话框。对话框。(1212)选择)选择“DTM1”DTM1”基准平面作为草绘平面,单击基准平面作为草绘平面,单击“剖面剖面”对对话框中的话框中的“草绘草绘”按钮,打开
18、按钮,打开“参照参照”对话框。对话框。(1313)单击绘制圆形工具按钮)单击绘制圆形工具按钮 ,绘制如,绘制如图图6.56.5所示的两个圆。所示的两个圆。6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程下一页 返回上一页(1414)单击创建与两圆相切的线按钮)单击创建与两圆相切的线按钮 ,绘制两圆的切线。,绘制两圆的切线。(1515)单击动态修剪剖面图元按钮)单击动态修剪剖面图元按钮 ,修剪掉多余的圆弧曲,修剪掉多余的圆弧曲线,可得到如线,可得到如图图6.66.6所示的草绘图形。所示的草绘图形。(1616)单击)单击“草绘草绘”工具栏中的工具栏中的“确定确定”按钮按钮 ,结束草绘。,结束草
19、绘。(1717)设置拉伸方向为指向实体方向,拉伸长度为)设置拉伸方向为指向实体方向,拉伸长度为“6”6”;单击;单击创建拉伸实体工具栏中的切除实体按钮创建拉伸实体工具栏中的切除实体按钮 ,单击,单击“确定确定”按按钮钮 ,可生成如,可生成如图图6.76.7所示的键槽。所示的键槽。(1818)单击创建基准平面工具按钮)单击创建基准平面工具按钮 ,打开,打开 “ “基准平面基准平面”对话框。对话框。6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程下一页 返回上一页(1919)在主窗口中选择)在主窗口中选择“FRONT”FRONT”基准平面,在基准平面,在“基准平面基准平面”对对话框的话框的“偏
20、距偏距”区域的区域的“平移平移”编辑框中输入编辑框中输入“19”19”,单击,单击“确定确定”按钮,即可创建如按钮,即可创建如图图6.96.9所示的基准平面所示的基准平面“DTM2”DTM2”。(2020)单击创建拉伸实体工具按钮)单击创建拉伸实体工具按钮 ,打开创建拉伸实体工,打开创建拉伸实体工具栏,单击创建拉伸实体工具栏中的具栏,单击创建拉伸实体工具栏中的“草绘草绘”按钮按钮 ,打开,打开“剖剖面面”对话框。对话框。(2121)选择)选择“DTM2”DTM2”基准平面作为草绘平面,单击基准平面作为草绘平面,单击“剖面剖面”对对话框中的话框中的“草绘草绘”按钮,打开按钮,打开“参照参照”对话
21、框。使用绘制圆形工具对话框。使用绘制圆形工具按钮按钮 和绘制直线工具按钮和绘制直线工具按钮 ,绘制圆与圆的两条切线并将图,绘制圆与圆的两条切线并将图形封闭。形封闭。6.3 6.3 轴类零件的设计过程轴类零件的设计过程下一页 返回上一页(2222)单击动态修剪剖面图元按钮)单击动态修剪剖面图元按钮 ,修剪掉多余的圆弧曲,修剪掉多余的圆弧曲线,可得到如线,可得到如图图6.106.10所示的草绘图形。所示的草绘图形。(2323)单击草绘工具栏中的)单击草绘工具栏中的“确定确定”按钮结束草绘按钮结束草绘 ,如,如图图6.116.11所示。所示。(2424)单击添加倒角工具按钮)单击添加倒角工具按钮 ,
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