广东工业大学CADCAM总结报告

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CAD/CAM/CAE实践性教学

题目名称减速箱箱体CADCAE分析机电工程学院微电子制造14(1黄耀聪/3114000387
李启宏/3114000389指导教师胡伟

2017518


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目录
1.设计选题概述........................................................................................11.1设计选题目的和意义....................................................................11.2设计的总体构思...........................................................................11.3主要内容及设计小组分工...........................................................12.CAD零件建模.......................................................................................13.CAD工程图纸设计...............................................................................24.CAE工程分析........................................................................................45.设计总结及自我评价...........................................................................9
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1.设计选题概述
1.1设计选题目的和意义
减速箱是一种很常见的机械设备,其中箱体主要用来支持和固定轴系零件,保证传动零件的啮合精度良好润滑及密封的重要零件。该设计通过介绍减速箱体的校核分析,借此来掌握CAD设计的目的、内容和步骤以及工程图的生成,以及掌握CAD/CAE的基本方法和种类,并进行基本分析。
分析并计算变速箱体受力及需用应力,以及研究提高寿命的方法对延长变速箱使用寿命有非常重要的作用。
1.2设计的总体构思
一、对象建模及图纸设计;二、计算在给定条件下对象的受力;三、进行CAE应力应变及热变形分析。
1.3主要内容及设计小组分工
李启宏负责箱体建模分析,黄耀聪负责箱盖建模分析。二人共同撰写设计。
2.CAD零件建模
箱体:
主要用到拉伸,拉伸切除,镜像特征,抽壳,异型孔向导,加强筋,基准面创建,倒角,圆角等特征。
采用先拉伸实体,在实体的基础上再进行拉伸与拉伸切除的思想,先做出箱体一单侧面的大概形状,在透盖闷盖安装处创建基准面并添加加强筋特征。
在箱体上合适的位置建立孔的建模,并利用基准面镜像特征。箱盖:
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主要用到拉伸,拉伸切除,抽壳,异型孔向导,镜像,圆角倒角等特征。
3.CAD工程图纸设计
1.新建2D工程图;2.选择制图对象;3.生成视图,标注;
4.存为dwg文件或图片文件。

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4.CAE工程分析
选定材料:灰铸铁
属性
模型类型:线性弹性同向性热导率:45W/(m.K比热:510J/(kg.K质量密度:7200kg/m^3

一、箱座:1.作网格图:
网格类型实体网格雅可比点4单元大小21.813mm公差
1.09065mm
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箱座网格图

2.布置力场、流场:
F1=1829.7NF2=1940.4NF3=3460.7NF4=2488.4NF5=1363.8NF6=2774.2N;结合面F=500N
端盖装配处,对流系数:100W/(m^2·;总环境温度:532K轴承配合处,对流系数:25W/(m^2·;总环境温度:342K
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3.运行算例,得:
箱座应力应变图


箱座应力应变位移

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箱座热变形图

二、箱盖1.作网格图:
网格类型实体网格雅可比点4单元大小17.1787mm公差
0.858937mm
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箱盖网格图
2.布置力场、流场:
F1=1829.7NF2=1940.4NF3=3460.7NF4=2488.4NF5=1363.8NF6=2774.2N;结合面F=500N
端盖装配处,对流系数:100W/(m^2·;总环境温度:532K轴承配合处,对流系数:25W/(m^2·;总环境温度:342K
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3.运行算例,得:
箱盖静态节应力图

最小
0N/m^2:1
最大
6.48569e+007N/m^2:32579

箱盖静态位移图

最小
0mm:1
最大
0.152594mm:3898
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箱盖静态应变图

最小
0单元:1
最大
0.000690818单元:56221

箱盖热力变形图

最小
0Kelvin:1
最大
517.836Kelvin:4971

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5.设计总结及自我评价
参数化建模是参数(变量)而不是数字建立和分析的模型,通过简单的改变模型中的参数值就能建立和分析新的模型。参数化建模的参数不仅可以是集合参数,也可以是温度、材料等属性参数。
特征是一种综合概念,它作为“产品开发过程中各种信息的载体”除了包含零件的几何拓扑信息外,还包含了设计制造等过程所需要的一些非几何信息,材料信息、尺寸、形状公差信息、热处理及表面粗糙度信息和刀具信息等。因此特征包含丰富的工程语义,他是在更高层次上对几何形体上的凹腔、孔、槽等的集成描述。
CAD/CAE/CAM系统是CIMS的核心技术之一,主要支持和实现CIMS产品的设计、分析、工艺规划、数控加工及质量检验等工程活动的自动化处理。
CAD/CAE/CAM的集成,要求产品设计与制造紧密结合,其目的是保证产品设计、工艺分析、加工模拟,直至产品制造过程中的数据具有一致性,能够直接在计算机间传递,从而克服由图纸、语言、编码造成的信息传递的局限性,减少信息传递误差和编辑出错的可能性。
CAD系统采用面向拓扑学和几何学的数学模型,主要用于完整地描述零件几何信息,但对于非几何信息,如精度、公差、表面粗糙度和热处理等,则没有在计算机内部逻辑结构中得到充分表达。
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