北航soildworks大作业报告(DOC) - 图文

《工程设计工具》自主设计

《工程设计工具》

自主设计说明书

产品名称 姓学

名 号

迷你四驱车 张先炳 13031205

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机械工程及自动化学 2015年 11月26 日

《工程设计工具》自主设计 第1页

目录

1 概述 .............................................................................................................................. 3 2 零件建模 ...................................................................................................................... 3

2.1 零件清单 ................................................................................................... 3 2.2 零件建模 ................................................................................................... 7

2.2.1底盘 ................................................................................................. 7 2.2.2车盖 ................................................................................................. 7 2.2.3 轮胎 ................................................................................................ 8 2.2.4 导轮 ................................................................................................ 8 2.2.5 马达 ................................................................................................ 8 2.2.6 齿轮3 ............................................................................................. 9 2.2.7马达外壳 ......................................................................................... 9

3 零件装配 ...................................................................................................................... 9

3.1 装配过程 ................................................................................................... 9 3.2 传动配置 ................................................................................................. 11

4 工程图 ........................................................................................................................ 12

4.1 外观三视图 ............................................................................................. 12 4.2 三视图 ..................................................................................................... 12 4.3 模型视图 ................................................................................................. 13

5 总结 ............................................................................................................................ 13

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图表目录

表 1 零件清单 ........................................................................................................ 4

图2.1. 1 底盘 .......................................................................................................... 4 图2.1. 2 车盖 .......................................................................................................... 4 图2.1. 3 轮胎 .......................................................................................................... 4 图2.1. 4 导轮 .......................................................................................................... 5 图2.1. 5 螺丝 .......................................................................................................... 5 图2.1. 6 马达 .......................................................................................................... 5 图2.1. 7 45齿轮 ...................................................................................................... 5 图2.1. 8 齿轮1 ....................................................................................................... 5 图2.1. 9 齿轮2 ....................................................................................................... 5 图2.1. 10 齿轮3 ..................................................................................................... 6 图2.1. 11 齿轮4 ..................................................................................................... 6 图2.1. 12 轮轴 ........................................................................................................ 6 图2.1. 13 侧轴 ........................................................................................................ 6 图2.1. 14 马达外壳 ................................................................................................ 6 图2.1. 15 前轴盖 .................................................................................................... 6

图3.1. 1 齿轮箱 .................................................................................................... 10

图3.2. 1 齿轮啮合辅助图 .................................................................................... 11

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迷你四驱车soildworks设计

1 概述

从11月22号布置大作业起，我便开始构思我的作品——四驱车。四驱车可以说是一款风靡八九十年代的玩具，犹记得小时候为了买一辆四驱车攒了好久的零花钱，平时更是对它爱不释手，组装、试跑、修理，其乐无穷。我对它的机身结构亦是了如指掌。如今我已为弱冠之年，却没有理由再拿起儿童的玩物把玩，但四驱车带给我的欢乐的童年，在我脑中挥之不去。这次的四驱车设计，也算是我对过去美好童年的一次重温吧。

四驱车主要由底盘、车盖、动力装置、轴轮等构成，马达将转动传到后轮，再通过侧轴传到前轮，以构成四轮驱动。四轮驱动有许多优点，一是可以使车身行驶平稳，二是车行驶的速度也会有所提高。

2 零件建模

2.1 零件清单

一共14种零件：底盘*1 、 车盖*1 、轮胎*4、导轮*6 、螺丝*6 、马达*1、45齿轮*1、齿轮1 *1、齿轮2 *1、 齿轮3 *2、齿轮4 *2、轮轴 *2、侧轴*1、马达外壳*1、前轴盖*1，如下表：

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表 1 零件清单

名称 底盘 个数 1 图片 备注 图2.1. 1 底盘 车盖 1 图2.1. 2 车盖 轮胎 4 图2.1. 3 轮胎 导轮 6

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图2.1. 4 导轮 螺丝 6 图2.1. 5 螺丝 马达 1 图2.1. 6 马达 45齿轮 1 40齿 图2.1. 7 45齿轮 齿轮1 1 8齿 图2.1. 8 齿轮1 齿轮2 1 20齿：24齿 图2.1. 9 齿轮2 齿轮3 2 24齿

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图2.1. 10 齿轮3 齿轮4 2 8齿 图2.1. 11 齿轮4 轮轴 2 φ1.6X70 图2.1. 12 轮轴 侧轴 1 φ1.6X83.5 图2.1. 13 侧轴 马达外壳 1 图2.1. 14 马达外壳 前轴盖 1 图2.1. 15 前轴盖

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2.2 零件建模

（注：下面仅介绍几个主要零件的建模过程，由于没有实物，零件的尺寸全是靠把握和测量而试出来的，外形上参考了网上的各类四驱车图片，有的零件是后面逐渐完善的，并不是一气呵成，如有描述模糊之处，还请去看零件图的特征树，比较清晰。）

2.2.1底盘

中间分三段拉伸 → 抽壳 → 筋特征分割中间 → 切除拉伸（以下简称

“打孔“）做好中间电池箱 → 拉伸出中间两翼 → 凸台拉伸出前梁 → 凸台拉伸出后翼 → 各种打孔，把形状做出来 → 后车箱是根据装配零件后来画的，其中的齿轮槽由扫描特征实现的。→ 后期改善：圆角、上色以及新增前梁那的合盖槽。

2.2.2车盖

（车盖是最后做的，对着装配图设计的）

拉伸出流线形柱 → 中间面画草图，画出流线的等距线后切除给定深度，做出中间的挡风玻璃 → 两边的轮盖先画一边，给定深度切除，再镜像特

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征，得出四个轮盖 → 后面马达对应部分打孔 → 抽壳2mm → 切除两边车翼部分对应的车盖 → 新增前面的和盖扣 → 后期上色圆角等改善，如”BUAA XXX“字样包覆。。。

2.2.3 轮胎

由旋转+放样圆周阵列得轮毂 → 凸台拉伸得轮胎中间的轮毂盖，再添加上面的细节，先做螺钉，拉伸得六棱柱，在六棱柱上面扫描半圆得螺钉的圆顶，之后再圆周阵列得出6个螺钉，然后凸台拉伸出”√“型标志 → 扫描出外胎，然后倒角圆角处理 → 制作轮纹：先在外胎上表面某处上方的基准面画草图，包覆下来，然后圆周列阵，最后在切割出外胎上的两条线 → 外胎外侧包覆制作日期”2015.11.23“ → 轮中心处凸台拉伸出插轮轴的空心圆柱。

2.2.4 导轮

旋转出内外两圆环 → 中间凸台拉伸，然后切除得蓝色部分。

2.2.5 马达

按马达轮廓拉伸出马达模型 → 拉伸+打孔做出导电夹那部分 → 其他地方的切除，主要为了形似，圆角处理等 → 将奥迪双钻标志作为草图图片贴上去，上色

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2.2.6 齿轮3

其他齿轮都比较简单，这个齿轮的齿可以通过放样做出来，一边圆梯形，一边细长的长方形，通过两者放样就能得出一齿，再圆周列阵便做出所有齿了。

2.2.7马达外壳

分了两部分做，如上图，一部分是右边的板，另一部分是左边的齿轮箱盖，这部分是通过切除和抽壳完成的，齿轮箱盖的轮廓是对照着装配图画的。

以上就是几个比较制作过程中比较困难的零件了，其余的比较简单，这里不再一一赘述。

3 零件装配

3.1 装配过程

（注：装配图是在零件没全部完成的情况下边装配变构造零件的，所以有的零件装配并不是连贯的，下面给出装配的大体思路）

①装马达：马达圆弧侧面与底盘相切，顶面与后车箱左侧重合，马达平侧面与后车厢相距0.5mm（为后面安装马达外壳留空间） ②装齿轮 ：

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图3.1. 1 齿轮箱

齿轮1：与马达转轴同心，

齿轮2：与齿轮:1面平行、相距1mm，轴面与侧边的槽面重合（这个槽是通过

45齿轮和齿轮2的装配找到位置的）

45齿轮：与齿轮2面重合、与底盘侧面平行相距1mm、轴面与轮轴面重合 齿轮3：与45齿轮面平行相距2.5mm（为了在两者中间加齿轮4），轴面与轮轴

面重合

齿轮4：与后车厢前面平行相距15mm，与侧轴面重合 前轴上的齿轮安装类似。

③装轮子：与轮轴同心，插轮轴的空心圆柱底面与轮轴顶面重合，与底盘侧面相

距5mm

④装轮轴和侧轴：与相应的空同心，其余约束由前面的关系产生

⑤装前轴盖：盖侧面与底盘侧面重合，前后两条直线分别与底盘上接触的线重合 ⑥装马达外壳：两个面与马达两个面分别重合，底面与底盘重合

⑦装导轮和螺丝：先使导轮与孔同心，与底盘相距1mm，再使螺丝底面的圆与孔

底的圆重合

⑧装车盖：车盖与底盘后面中心点重合，车盖面与底盘上顶面重合

以上是车体的装配大体过程。爆炸图详见文件夹中 爆炸图.avi

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3.2 传动配置

在装配图中我加入了齿轮配合和锁定旋转配合，使得传动装置能正常运行，给齿轮1施加马达或转动的话，能看到所有齿轮和四个轮子全部转动。

装配图里有一些配合是辅助齿轮啮合的，如下图中：

图3.2. 1 齿轮啮合辅助图

通过一齿轮到齿根的半径线和另一齿顶的齿顶半径线两者平行，来确定齿轮的初始啮合位置，然后再添加齿轮配合，最后再把之前的平行关系给压缩掉，这样做能使得齿轮在转的几圈内较好的啮合而不干涉，但由于画的齿轮标准和soildworks齿轮配合的标准不完全一致，最后还是会有干涉，这问题不是很好解决。由于这是动画模型，不是必须注重齿轮齿的运动，只要齿轮的转动比是确定的就行了，所以我做齿轮配合到这一步也就结束了。

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4 工程图

4.1 外观三视图

4. 1 外观三视图

4.2 三视图

4. 2 三视图

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4.3 模型视图

4. 3 模型视图

5 总结

从电脑装soildworks2014到绘制四驱车完成，一共花了课余时间的30多个小时。这是我的第一个soildworks作品，之前也没认真画过几次图，平时课余时间我也就玩玩游戏打打球过去了，对Soildworks的使用也仅限于周末的课堂，不过对于这次的建模，我确实很感兴趣，熬了几天的夜，加上课余时间全额投入，在没有实物的情况下，我还是完成这次任务。

通过这次建模，我学到了很多东西。

一是巩固复习了这学期课堂上讲的基础知识。比如绘画线条时的来回移动选点、增减几何关系、画完直线再连画圆弧的小技巧、快速做出参考面等等，还有对于那些特征的认识、特征的设置，我也有了很深的了解，并将它们应用到我的作品中来了。

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二是我也学到很多课堂之外的soildworks知识，比如说如何装配零件、制作爆炸图、给零件上色、制作工程图等等，我也是在网上搜遍各种关于soildworks的使用知识，从无到有地学习，由于soildworks不像Microsoft那样使用普遍，一些使用技巧和疑难问题在网上都没有相关教学，加上手头暂时没有相关书籍，我只能一步步自己探索，比如那个使轮子和齿轮固定在轮轴上转的配合，我一开始直接选取两个零件然后点锁定的选项，结果建模错误，后来我选取两个零件接触的面，才发现配合里面有个锁定旋转的选项，再比如齿轮啮合的那块，我也努力尝试了很久，从刚开始装配两个齿轮都不知道怎么转，到后面能使四驱车的传动系统正常工作。类似的问题还有许多，随着这几天的使用，我也慢慢对soildworks这个工具熟悉了许多。

三是操作上我也熟悉了许多，主要是会使用像平移、旋转、视图设定、正视等快捷键了，还有一些画矩形、圆、圆弧等一些需要注意的地方，如画马达那块，刚开始画时我使用的是对角矩形拉伸，结果后面拉伸出转轴后，再改变马达尺寸，发现转轴不在中心，这里宜采用中心矩形，能避免这种错误。然而这次建模过程中我还是遇到很多没解决的问题，需要我今后更多的学习。

另外，对CAD三维设计选修课的一点建议：希望多些自主设计的环节，如课堂上学完一个特征以后，布置一个作业是让同学们用这个特征画一个自己想画的东西，而不是照着画册上画，这样既可以培养同学们的自主创新能力和想象力，也能促进同学们对这个特征的认识。还有就是像大作业这种自主性比较强的作业，可以适当增加一些。

最后，感谢王晚霞老师这一学期来的指导和帮助！

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/k0jr.html