台灯的三维建模和结构分析-大学毕业设计.doc

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1、摘要台灯的主要目的是方便开关灯方便人们使用、防止近视和矫正坐姿。它的灵感来自于生活中一些有碍健康的坏习惯，例如：电灯开关离你比较远时就懒的关灯和看书时趴在桌上。这些小习惯在我们不知不觉的时候就养成了，照成了现在许多人近视、脊柱弯曲，另外许多人不爱随手关灯，造成能源的浪费。所以，这款台灯，一方面可以更节省电能，有利于环保，；另一方面可以纠正使用者的坐姿，预防脊椎变形和近视。设计的主要内容：运用SolidWorks三维软件对台灯的主要部件进行3D建模，主要对台灯分的灯罩、底座、支架和支架连接处（包括拐角）四大部分组成进行三维造型。本次台灯部件的建模通过实际测量得到准确尺寸，运用插入设计特征，绘制草

2、图和拉伸完成，其中的拉伸操作的灵活运用是3D建模个关键，装配，主要对所有零件进行装配，运用了装配约束，移动等技巧得到台灯外形效果并进行调整修饰，同时得到爆炸图和机械图。关键词：台灯，方便，SolidWorksAbstractThe main purpose of the lamp is convenient open to turn off the lights, people are using to prevent short sight and correct posture.Its inspiration from the life of some bad habits are unh

3、ealthy, for example: when the light switch is far from you, lazy to turn off the lights and reading a book on the table.These little habits when we unconsciously has developed, as are myopic, scoliosis, many people now many other people do not love the door, a waste of energy.So, this lamp, on the o

4、ne hand can save electric energy, more environmentally friendly,;On the other hand, users can correct posture, prevent spinal deformity and myopia.The main content of the design: using 3 d software UG NX 8.5 to 3 d modeling of a major part of the lamp, mainly for desk lamp chimney, base, stents and

5、joint center four major part (including the corner) for three-dimensional modelling.This desk lamp components modeling accurate size is obtained by actual measurement, using the insert design features, drafting and drawing is complete, the drawing operation is flexible use of 3 d modeling key, assem

6、bly, mainly for all the parts are assembled, using the assembly constraints, such as mobile techniques to adjust the lamp shape effect and modification, at the same time get explosion diagram and the mechanical drawing.Keywords: Lamp, Convenience, SolidWorks 目录第1章 引言1第2章 台灯的构思设计2第3章 灯管的制作步骤.33.1灯管的制

7、作步骤及说明3 3.2新建文件3 3.3 创建灯管的扫描轨迹3 3.4 扫描以得到灯管3第4章灯柄的制作54.1灯柄的制作步骤及说明5 4.2草绘5 4.3螺旋线扫描5 4.4拉伸灯头、灯头穿孔7 第5章 笔筒的制作85.1笔筒的制作步骤及说明8 5.2 新建文件8 5.3 拉伸圆柱8 5.4 抽壳8 5.5倒圆角8第6章 灯头的制作96.1灯头的制作步骤及说明9 6.2新建文件9 6.3混合的方式进行连接处曲面造型9 6.4对灯头壳进行造型10 6.5对灯泡装配孔进行造型11 6.6建立基准11第7章台灯下部制作137.1台灯下部制作步骤及说明13 7.2新建文件13 7.3底座曲面造型13

8、 7.4开关按钮造型14 7.5笔筒安装孔造型14 7.6混合支承柱15 7.7曲管的造型17 7.8建立基准19第8章 装配208.1 装配20参考文献23致谢25台灯的三维建模和结构分析第1章 引言SolidWorks为达索系统（DassaultSystemesS.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。达索公司是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统，著名的CATIAV5就出自该公司之手，目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。它强

9、大的功能决定了他的发展优势，它会被越来越多的人所应用，而且它的功能也会越来越强大、而且简单。SolidWorks中文版的模块有：零件建模、装配与接、数据交换、细节设计（绘制工程图）、电气、制造、（NC加工）、模型分析、模具设计和制造、管道、渲染、钣金件设计、表面加工，模拟等。第2章 台灯的构思设计照明功能方面，作为实用性台灯，本产品与其它台灯表现相当。均使用O型护眼灯管，照明程度由灯泡的功率决定。在兼容功能方面，如今的时间计量已经完全不用闹钟，而是由手机之类的智能控制方式精确计时，所以本设计没有加入闹钟，而是在底座上兼容一个笔筒。办公作业离不开笔和台灯，所以在底座上加一个笔筒可以方便用户并节省

10、用户的工作台空间，非常实用。外观设计方面，本设计注重时下流行的简约之美，并采用流线形轮廓与表面设计，美观大方。颜色选择方面，则采用的是心理学上认为可以激发人的创造性的黄颜色。第3章 灯管的制作步骤.3.1灯管的制作步骤及说明 图1 灯管3.2新建文件以默认模板为模板，创建一个“dengpaoguan.prt”为名的零件文件。3.3 创建灯管的扫描轨迹单击“基准”工具栏上的按钮，以Top 基准平面为草绘平面，以right平面为参考平面，绘制曲线，如 图3所示。 图中圆弧与两条水平线相切。图2 灯管的扫描轨迹3.4 扫描以得到灯管选取【插入】“扫描”“薄板伸出项”，在弹出的【扫描轨迹】菜单中选取“

11、选取轨迹”选项，并选择上一步中的（图3）轨迹。在接下来的【设置草绘平面】菜单选 Right 基准平面为草绘平面，在弹出的方向菜单中选“正向”选项，在弹出的【草绘视图】菜单中选取“缺省”，进入草绘器后绘制 图4 截面。绘制完成后，在弹出的【薄板选项】菜单中选择“正向”，在后面的输入栏中输入厚度为“1”。再确定后，灯管就完成了。 图 5 【薄板选项】图 4 灯管截面第4章灯柄的制作 4.1灯柄的制作步骤及说明4.2草绘单击“基准”工具栏上的按钮，以Right 基准平面为草绘平面，以Top基准平面为参考平面，绘制曲线，如图 6所示。点击按钮，定义 后，单击按钮，得到图 7所示实体。图 7 拉伸实体图

12、 图 6灯柄拉伸截面4.3螺旋线扫描选取【插入】“螺旋扫描”“伸出项”命令，弹出“伸出项：螺旋扫描”对话框和【属性】菜单，如图 8所示。选择图8所示选项，点“完成”。以 Front 基准面为草绘平面，绘制“扫引轨迹”，如图 9所示，点击完成草绘。 图8 菜单及选项 图9 绘制扫引轨迹 图10 设置螺距值如图10所示，单击完成设置。绘制扫描截面图如图11所示单击 完成绘制。 图11 螺纹截面绘制 图12 完成图定义材料侧后，所得“完成图”如图12所示。4.4拉伸灯头、灯头穿孔点击，点“放置”，选择 Right 基准平面为草绘平面。绘制如图13所示的草绘平面。图13 灯头草绘图 图13灯头草绘图

13、图14 灯头拉伸实体图 设置拉伸高度为16，点完成后，所得图14的实体。在图14的实体中，选中右侧平面为基准，新建一个“dengpaojiechu”的基准面。然后点击，选择上述基准面为草绘平面，绘制如图15的截面图。点击按钮，选择以去除材料的方式拉伸，输入拉伸长度为“6”，然后点击，完成零件的造型。得到的最终实体如图16。 图15 草绘灯头截面 图16 灯头造型图建立基准点PNT0，以利于装配时定位。第5章 笔筒的制作5.1笔筒的制作步骤及说明5.2 新建文件以默认模板为模板，创建一个“bitong.prt”为名的零件文件。5.3 拉伸圆柱单击按钮，选取 Top 基准平面为草绘面，绘制直径为6

14、2的圆。设置拉伸高度为75，选择，得到直径为62高度为75的圆柱。5.4 抽壳对圆柱进行抽壳，得到笔筒形状。抽壳厚度为3mm。5.5倒圆角对除底面以外的棱边做倒圆角处理。倒角半径为0.5mm。得到完成后的实体如图17所示。 图17 笔筒的造型 图18 灯头的造型 第6章 灯头的制作6.1灯头的制作步骤及说明6.2新建文件以默认模板为模板，创建一个“deng_tou.prt”为名的零件文件。6.3混合的方式进行连接处曲面造型选取【插入】“混合”“曲面”，在弹出的“混合选项”中选择“平行”及“草绘截面”，单击“完成”。在确定完混合方式后，系统弹出【属性】对话框，此时选取如图19的选项。设置 Fro

15、nt 基准平面为草绘平面。绘制如图20 的截面图。在随后弹出的“方向”对 图19 “属性”对话框 图20 剖面图 话框中选择“正向”。弹出的“深度”对话框中选取“盲孔”并输入。点击，得到如图21所示曲面。 图21 接头曲面 图22 绘制截面图 6.4对灯头壳进行造型点击，以 Right 基准面为参照，偏移48得到基准面DTM1。选取DTM1作为草绘平面，草绘如图22的椭圆。然后点击，选取草绘曲线，且点击，得到如图的曲面。 选中上面的两个曲面，单击，合并上述两个曲面。再点【编辑】“实体化”，将合并曲面转化为实体。 分别将DTM1基准面和上述实体的另一端面作为参照，均向中间以偏移方式做出两个基准面

16、，分别命名为“kaikou”和“kaikou1”。点击，以“kaikou”为草绘面，绘制如图24的截面，选择和去材料拉伸实体到“kaikou1”。 图24 去材料拉伸灯头造型6.5对灯泡装配孔进行造型以基准面“kaikou”为草绘平面，绘制一个直径为17的圆。点击，选择去材料的方式向DTM1方向拉伸13的距离，得到装配孔。 点击对灯头罩进行抽壳处理，抽壳厚度为3mm。6.6建立基准为了利于装配。在椭圆端面的椭圆顶点和中心位置分别新建基准点PNT0和PNT1，并通过PNT1垂直于椭圆端面建立基准轴A-3。在灯泡装配孔处，过Top与kaikou基准平面与圆孔端而的相交处，新建PNT2基准点，以利于

17、电灯泡的装配。最后对各棱线与交线处倒圆角。得到的结果如图25所示。 图25 灯头壳基准图 图25 灯头壳基准 图26 台灯下部造型图第7章台灯下部制作7.1台灯下部制作步骤及说明7.2新建文件以默认模板为模板，创建一个“table_lamp.prt”为名的零件文件。7.3底座曲面造型点击，选取Right 基准平面作为草绘面，绘制如图27的截面图。图28 底座曲面1图27 底座曲面1截面 图28曲面选取，拉伸曲面得到如图28的曲面。 再次点击，选取MY_Top基准面（由默认基准平面改名）作为草绘面，利用椭圆、样条曲线及圆和直线，绘制如图29所示的截面。设置的曲面拉伸，得到的结果如图30所示（紫色

18、线条为曲面1轮廓）。 图29 底座曲面2截面 图30 底座曲面2点击，选中两个曲面，将两个曲面进行合并。如图31所示。 图31 合并曲面 图32 开关按钮草绘7.4开关按钮造型以My_Top为参照，向上偏移38作一个放置按钮的基准面“button_related”。再次点击，选取基准面“button_related”为草绘平面，如图32所示。选择曲面拉伸方式，设置拉伸距离为15。再次点击，将得到的曲面与上次合并得到的曲面进行合并，得到有开关按钮曲面的底座曲面。 将最后得到的曲面实体化。7.5笔筒安装孔造型再次点击，再次以基准面“button_related”为草绘平面，绘制半径为62的圆，以去

19、材料拉伸实体的方式拉伸，输入距离为75。如图33所示。图33 拉伸笔筒装配孔7.6混合支承柱选取【插入】“混合”“伸出项”。在弹出的“混合选项”中选择“平行”及“草绘截面”，单击“完成”。在确定完混合方式后，系统弹出【属性】对话框，选取如图34所示的选项。再次以基准面“button_related”为草绘平面草绘截面。三个截面图如图34所示。图34 截图1图34 截图3图34 截图2 在其后的弹出对话框中分别选择“正向”及“盲孔”，定义第一第二截面深度为45，定义第二与第三截面的深度为80。点击完成。得到造型如图35所示。图36 扫描轨迹草绘图35 混合支承柱 7.7曲管的造型以上图支承柱的顶

20、面为参照，偏移距离为0创建基准面“BASE_OF_PIPELINE”；以Right基准平面为参照，向左偏移77得到通过支承柱的对称面的新的基准面“THROUHT _CENTRE_OF_PIPELINE”。选取【插入】“扫描”“伸出项”，在弹出的【扫描轨迹】菜单中选取“草绘轨迹”选项。选取 基准面“THROUHT _CENTRE_OF_PIPELINE”为草绘平面，绘制如图36所示的扫描轨迹。在弹出的【属性】对话框中选择和“自由端”。选择基准面“BASE_OF_PIPELINE”为草绘平面，绘制如图37所示的与上一步第三剖面重合的截面。完成后结果如图38所示。图37 扫描截面绘制图38 扫描结果

21、图 图38接下来是环纹的造型。选取【插入】“扫描”“切口”，选择“选取轨迹”，然后选中顶部的椭圆曲线。再选取基准面基准面“THROUHT _CENTRE_OF_PIPELINE”，绘制如图39的切口截面。得到顶端切口的结果如图40所示。图40 切除后得到的环纹图39 定义切口截面 选中上一个扫描特征，点击“编辑”“阵列”。在选择“参照”“编辑”草绘，选择基准面“THROUHT _CENTRE_OF_PIPELINE”进行草绘。进入之后，将图36中的扫描轨迹复制粘贴入此草绘平面。定位后，点击。进行设置，再点击选项按钮，在“再生”选项中选择“可变”，在“草绘平面上的成员方向”中选择“从动曲线”。阵

22、列完成后得到结果如图41。图41 阵列后得到的台灯下部 7.8建立基准在端面椭圆的顶点和中心分别建立基准点PNT1和PNT2，在装配面上的椭圆顶点创建一个基准点PNT3。在顶端椭圆面法向穿过PNT2创建基准轴A-6。第8章 装配8.1 装配点击“新建”“组合”，为其命名为“ASM_LAMP_TREATED.ASM”。点击【插入】“元件”“装配”。首先选择“table_lamp.prt”，重复以上步骤插入“teng_tou.prt”。 如上图，先选择轴与轴对齐，然后由基准点对齐即可。装配灯头：点击【插入】“元件”“装配”。选择“dengbing.prt”利用轴对齐与基准点重合即可。如上右图。装配

23、灯泡：点击【插入】“元件”“装配”。选择“dengpaoguan.prt”。利用灯管的柱面与孔的柱面及管的端面与孔的底面重合即可。如图所示。笔筒的装配：点击【插入】“元件”“装配”。选择“bitong.prt”。这个装配只需要底面与柱面重合即可。灯罩灯泡 开关按钮笔筒 图42 产品外观图参考文献1 詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版2.0基础教程M.北京：清华大学出版社，2005.2 詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版教程-专用模板M.北京：清华大学出版社，2004.3 周四新等. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0实例教程M.西安：机械工业出版社，2005.4

24、 谭雪松，朱金波. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0中文版典型实例M.上海：人民邮电出版社，2005.5 杨占尧. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0产品造型与模具设计案例精解M.兰州：高等教育出版社，2005.6 白严峻. Pro/ENGIN郝利剑. Pro/ENGINEER 2001中文版工程图制作与钣金设计M.北京：北京大学出版社，2003.7 EER中文野火版2.0绘图指南M.武汉：人民邮电出版社，2004.8 胡仁喜.Pro/ENGINEER中文野火版2.0中文版机械设计高级应用实例M.北京：机械工业出版社，2006.9 严列.中文Pro/ENGIN

25、EER Wildfire 2.0应用基础教程M.南京：冶金工业出版社，2004.10 林清安. Pro/ENGINEER Wildfire 零件设计基础篇M.苏州：中国铁道出版社，2004.11 李斌. Pro/ENGINEER野火2.0版入门指南M.北京：人民邮电出版社，2005.12 杜智敏曲面造型设计-UG NX6实例详解北京：人民邮电出版社，2008 13 张云杰UG NX 6.0中文版基础教程北京：清华大学出版社，200714 北京立科公司UG NX6曲面建模实例精解北京：清华大学出版社，200715 袁锋UG NX 机械设计实例教程北京：清华大学出版社，200616 钟毅芳等.机械

26、设计（第二版）M.华中科技大学出版社,2001.217 杨家军等.机械原理基础篇M.华中科技大学出版社,2005.318 濮良贵,纪名刚.机械设计M.高等教育出版社,2006.719 孙恒，陈作模.机械原理M.6版.北京：高等教育出版社，2001.20 郑文伟，吴克坚.机械原理M.7版.北京:高等教育出版社，1997.21 黄纯颖，设计方法学M.北京：高等教育出版社.1992.致谢两年的大学时光转眼即逝，这次在孟老师的细心指导下，我花了一个星期的时间做SolidWorks 台灯设计，通过这次设计我觉得学习SolidWorks 要有三心：信心，耐心，细心！做到这三点没有解决不了的问题。首先，这是一个学习心态问题；其次，要找到好的学习途径，也就是很好的吸收前辈的丰富经验，让自己在学习过程中少走弯路，进而增强自己的学习兴趣。而在此基础之上，通过自己的努力把之前掌握的技术、技巧、方法、思路再加以灵活应运，那么，时间一长，就是这方面的高手了。但是，在这次的设计中，也暴露出了自己的许多问题，比如心急，太浮躁，此软件的许多快捷方式不知道而浪费许多时间，通过发现自己的缺点之后，并加以改正，在后来的设计中就得心应手了。这次的设计对我来说受益匪浅，通过一次又一次的努力之后，我懂得无论做任何事都要有一颗百折不挠的进取心，相信本次设计会给我今后的工作有很大帮助，通过自己的努力而获得一个无悔的人生！23