减速器装配图课程设计

目录

1. 绪论

1.1 大型工程软件CATIA 的介绍

1.2 本次课程设计的主要内容与目的

2. 减速器各部分零件的建模过程

2.1 减速器机体的建模

2.2 滚动轴承的设计及装配

2.3 齿轮轴的设计

2.4 嵌入端盖的绘制

3. 减速器的装配

3.1 将各部件的导入CATIA 装配模块并利用约束命令确定位置关

系

4. 减速器总成及部分零件的工程图绘制

4.1 减速器机体的工程图绘制

4.2 齿轮轴的工程图绘制

4.3 嵌入端盖的工程图绘制

5. 结束语

1. 课程设计的主要工作

2. 课程设计中存在的不足

6. 参考文献

1. 绪论

1.1 大型工程软件CATIA 的介绍

CATIA 是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM 协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。

产品及服务

模块化的CATIA 系列产品旨在满足客户在产品开发活动中的需要，包括风格和外型设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工、分析和模拟。CATIA 产品基于开放式可扩展的V5架构。通过使企业能够重用产品设计知识，缩短开发周期，CATIA 解决方案加快企业对市场的需求的反应。自1999年以来，市场上广泛采用它的数字样机流程，从而使之成为世界上最常用的产品开发系统。CATIA 系列产品已经在七大领域里成为首要的3D 设计和模拟解决方案：汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造。 CATIA 比较广泛的用于汽车、航空航天、轮船、军工、仪器仪表、建筑工程、电气管道、通信等方方面面。最大的客户有：通用（同时使用UG ），波音麦道，空客，福特，大众，戴克，宝马，沃尔沃，标致雪铁龙，丰田，本田，雷诺，达索飞机，菲亚特，三菱汽车，西门子，博世，现代，起亚，中国的上汽，一汽，东风等大公司。欧盟以及其成员国军方，美国军方都是其忠实的用户。

1.2 本次课程设计的主要内容与目的

本次课程设计的主要内容是在首先零件设计模块对减速器机体的所有零件进行建模；再进入到装配设计模块，把所有的零件在一定位置关系上进行装配；最后，进入到工程制图的模块中来完成减速器机体的总体设计和一些主要零件的工程图。

本次课程设计的主要目的是在课程中学习CATIA 软件的基础上，通过课程设计的内容，来实现对零件设计，装配设计，工程制图的熟练掌握，和一些产品功

能的开发和利用。

2. 减速器各部分零件的建模过程

2.1 减速器机体的建模

（1） 打开CATIA →机械设计 → 零件设计 → 隐藏XY ，YZ ，ZX 平面 → 插入几何图形集 → 插入轴系，如图2-1所示

图2-1 零件设计模块

（2） 点击XY 面和工作台图标中心矩形，单击约束，进入草图绘制模块。单击中心矩形图标绘制画出两将矩形的长宽分别约束为233，100，单击对称轴图标

条分别为水平方向和竖直方向的对称轴，单击约束图标

与Y 轴相合。画好的草图如图2-2所示。

对水平轴与X 轴相合，竖直轴

图2-2 草图1

（3） 退出草图工作台，单击拉伸图标

方向。

（4） 点击XY 面和工作台图标，定义草图1的凸台尺寸为7mm ，方向为Z 轴负，进入草图绘制模块。画两个圆，半径分别为80mm ，66mm ；两圆心在凸台面上且距离70mm ，大圆据凸台边缘的距离为97mm 。如图2-3所示

图2-3 草图2

（5） 单击拉伸图标

所示

，将草图2拉伸52mm ，选中镜像范围，点击确定按钮。如图2-4

图2-4

（6） 点击XY 面和工作台图标形，并单击镜像图标，进入草图绘制模块。单击结构线图标绘制图对圆，分别对X 轴，Y 轴进行两次镜像，单击约束图标

的半径进行约束R=13mm，分别到两个大小圆柱体的轴心的距离为50mm ，18mm 。

（7） 单击拉伸图标

（8） 单击圆角图标，将草图3向Z 轴负方向拉伸27mm ，点击确定按钮。 ，将凸台的四条高进行R=23mm的圆角，其他默认，点击确定按钮。

，类型选择沉头孔，（9） 点击凸台3其中一个的圆边，再点击上顶面，单击定义孔图标

直径为20mm ，深度为2mm ；在扩展中选择直到最后，直径为9mm ，其他默认，点击确定按钮。

（10） 点击凸台1的下底面，单击定义孔图标，类型选择沉头孔，直径为20mm ，深度为2mm ；在扩展中选择直到最后，直径为9mm ，其他默认，点击定位草图，孔的圆心与X 轴相合，距孔4的圆心35mm 。孔6同上，孔的圆心与X 轴相合，距孔2的圆心16mm 。点击确定按钮。

（11） 点击凸台2的其中一个圆的边，再点击底面，单击定义孔图标，类型选择简单，扩展选择直到最后，直径为62mm ，其他默认，点击确定按钮。孔8同孔7，且孔直径为47mm 。

（12） 点击XY 面和工作台图标合，约束长宽分别为167，40mm 。

（13） 单击平面图标，将XY 平面向Z 轴负方向偏移80mm ，得到平面1，在平面1

，将中心与坐标原点相合，约束长宽分别，单击中心矩形图标，将中心与坐标原点相上进入工作台草图编辑中，单击中心矩形图标

为179，104mm 。单击拉伸图标，定义草图13凸台尺寸为7mm ，方向为Z 轴负方向。

，将中心与坐标原（14） 在凸台4的底面静茹工作台草图编辑中，单击中心矩形图标

点相合，约束长宽分别为179，52mm 。单击拉伸图标

曲面限制为凸台2的面2，其他默认，点击确定按钮。

（15） 单击圆角图标，定义草图14的凸台直到曲面，，要圆角的对象选择凸台4的四条高，半径为15mm ，其他默认，点击确定按钮。倒圆角3同上，要圆角的对象选择凸台5的四条高，半径为12mm 。

（16） 单击凹槽图标，对草图12进行凹槽尺寸深度为70mm ，其他默认，点击确定按钮。

（17） 倒圆角4同（15），要圆角的对象选择凹槽1的四条边，半径为6mm 。

（18） 点击凸台1的下底面和工作台图标，单击中心矩形图标，将中心距X

轴距离为20mm' ，约束宽为6mm ，一条边与凸台1的边相合。选中中心矩形，单击镜像图标，选择X 轴进行镜像，再将得到的图形对Y 轴进行二次镜像。单击拉伸图标，定义草图15凸台尺寸为8mm ，方向为Z 轴负方向。

（19） 点击凸台6其中一个台的侧面进入草图设计工作台，画一个直径为10mm 的圆，圆心在凸台的上顶面的边上，与孔6的轴心距离为0mm 。单击凹槽图标

尺寸为6mm 的凹槽，其他三个同上，形成凹槽3，4，5。

（20） 单击平面图标，将YZ 平面向X 轴方向偏移，如图2-5所示；创建点的类型为，对草图16进行圆/球面/椭圆中心，圆/球面/椭圆中心选择凹槽5的边线。，得到平面2，如图2-6所示。在平面2上进入工作台草图编辑中，选择凸台2的下底面，单击3D 投影图标

线；单击直线图标

化成结构线。

，得到投影，使直线的端点分别与投影线和凸台4的上顶面相合，并将投影线转

图2-5创建平面 图2-6 创建点

（21） 单击加强肋图标 ，选中草图21，模式选择从侧面，厚度1为6mm ，选中中性面，其他默认，点击确定按钮，加强肋2，3，4同（20）（21）。

（22） 点击凸台4

的左侧面和工作台图标，进入草图设计中，画一个直径为

，定义草图26的拉伸尺寸为17mm ，距离下底面的距离为12mm 的圆，单击拉伸图标

2mm ，凸台8的做法同上，在凸台4的右侧面画一个直径为24mm ，距离下底面的距离为27mm 的圆。单击拉伸图标，定义草图27的拉伸尺寸为2mm 。

，定义螺纹，选（23） 点击凸台7的其中一个圆的边，再点击底面，单击定义孔图标

中螺纹孔，定义螺纹类型为公制细牙螺纹，螺纹描述为M16×1.5，螺纹深度为7mm ，孔深度为8mm ，其他默认，点击确定按钮。孔10同上，螺纹描述为M10×1。

（24） 点击凸台4的侧面和工作台图标，进入草图绘制模块。单击结构线图标

绘制矩形，且要求矩形的长宽分别与X ，Z 轴做平行约束，宽距离凸台两侧的距离均为45mm ，。单击凹且约束宽为3mm 。单击凹槽图标，对草图30进行凹槽类型选择直到最

后，其他默认，点击确定按钮。

（25） 点击凸台4的上顶面，单击定义孔图标，类型选择沉头孔，直径为20mm ，深度为2mm ；在扩展中选择直到最后，直径为9mm ，其他默认，点击定位草图，孔的圆心与X 轴距离为39mm ，距凸台4的边线的距离为23mm 。孔12, 同上；孔13同上且距离孔12圆心133mm ，与X 轴距离为39mm ；孔14同13。

（26） 单击平面图标，将YZ 平面向X 轴方向偏移48mm ，得到平面6；在平面6上进入工作台草图编辑中，画两个圆心在X 轴上，直径分别为56,70mm

的圆；单击凹槽图标

，对草图35进行凹槽尺寸为3mm ，其他默认，点击确定按钮。

（27） 单击矩形阵列图标，对凹槽6阵列，实例2个，间距为93mm ，参考方向为孔7/轴1，其他默认，点击确定按钮。

（28） 单击圆角图标，对各边倒圆角，同（15）。

2.2 滚动轴承的设计及装配

（1）新建零件01，绘制草图1，如图2-7所示。将得到的草图进行旋转，得到旋转体1。

图2-7 滚动轴承的草图设计

（2）新建零件02，绘制草图1（如图2-8所示）进行旋转命令，得到旋转体进行圆形阵列，在新建平面上绘制草图2（如图2-9所示）在进行旋转，得到旋转体2，绘制草图3，进行旋转槽命令，再将得到的槽1进行圆形阵列，如图2-10所示

图2-8 滚动轴承的草图设计

图2-9 滚动轴承的草图设计

图2-10 零件2

（3）新建零件03，绘制滚珠，将草图1进行旋转即可。

（4）将现有的零件01，02,03进行装配，零件03与02的旋转槽之间进行接触约束，再与零件01在进行相合约束和接触约束。

2.3 齿轮轴的设计

(1)进入创成式设计的模块中，新建立参数，Z ，M ，a ，r ，rf ，rb ，rk ，depth ，deta 。

(2)在空间上用样条线画出锯齿，如图2-7所示

图2-7锯齿的绘制 图2-8多截面曲面

（3）将锯齿平移到Z=30mm处旋转，再将得到的图形与圆图形进行多截面曲面，得到曲面轮廓，如图2-8所示

（4）在草图上绘制草图，如图2-9所示

图2-9齿轮轴的设计尺寸

（5）单击旋转体命令，将草图按Z 轴旋转为轴，并在轴上凹槽成圆头平键。

2.4 嵌入端盖的绘制

(1)点击XY 平面进入到草图编辑工作台，绘制如图2-10的草图。

图2-10嵌入端盖的绘制

（2）单击旋转图标 ，将草图1绕Y 轴旋转360度，得到旋转体1。

3. 减速器的装配

3.1 将各部件的导入CATIA 装配模块并利用约束命令确定位置关系

（1 ）点击之后点击装配图特征树名称，将低速轴的零件图导入装配图中，以相似的方式将键导入其中。

（2）两个零件可能相互重叠，点

点击固定图标移动图标，可以改变零件的相对位置。，将转向节固定，定义它为基准面。

，分别低速轴上键槽底部和边曲面分别于键的底面和（3）点击同心图标

边曲面相合。

（4）点击刷新图标

（5）同理点击，可以得到低速轴与键约束后的视图； 之后点击装配图特征树名称，将齿轮调进装配图；

，分别选取低速轴与齿轮接触面，二者自动建立面。； （6）点击面接触图标接触点，再点击（7）

同理点击，让低速轴轴线与齿轮轴线相合，点击之后点击装配图特征树名称, 将大轴承调进装配图，点击，使齿轮与大轴承相合； ，使轴和轴承轴线相合，再点击

（8）用相同的方法调入套筒，小轴承，装配密封圈和端盖使之与前面的组件约束。

（7）用相同的方式装配其他零件；

4. 减速器总成及部分零件的工程图绘制

4.1 减速器机体的工程图绘制

4.2 滚动轴承的工程图绘制

4.3 齿轮轴的工程图绘制

4.4 嵌入端盖的工程图绘制

5. 结束语

1. 课程设计的主要工作

本次课程设计的主要工作是根据已有的减速器尺寸，进行减速器各部分零件的建模，在阅读大量科技文献的基础上，作者对CATIA 在机械车设计过程中作了详细的研究，对减速器的作用和工作原理有了更深刻的理解，再此基础上利用CATIA 软件对减速器进行建模与装配。

2. 课程设计中存在的不足

本次课程设计由于时间和作者个人水平的限制，在很多细节的地方还显得准备不足，还有很多CA TIA 软件的更多用途需要去开发和研究。对装配图来进行有限元分析需要较高的理论基础，作者水平有限，对一些理论的理解有待于各老师、专家批评指正。

6. 参考文献

[1] 杨裕根. 现代工程图学. 北京：北京邮电大学 2011.06 205~244

[2] 工程制图练习题. 沈阳理工大学工程图教研室 2011.09 50~60

[3] 李学志，李若松.CATIA 使用教程. 北京：清华大学出版社，2004.2：114~280