大型工程软件1CATIA课程设计

1、沈阳理工大学学士学位论文(所有整套文件见同一账号百度网盘零部件设计全都有)成绩评定表学生姓名班级学号 专业车辆工程课程设计题目曲柄连杆机构三维建模评语组长签字：成绩日期20 年月日课程设计任务书学院汽车与交通学院专业车辆工程学生姓名 班级学号 课程设计题目应用catia软件进行曲柄连杆机构三维建模设计实践教学要求与任务:要求：1 掌握应用catia软件进行草图绘制的能力，建模过程中能正确绘制草图。2 掌握应用实体建模模块及装配模块的方法，能正确建立各零件模型，并按照一定的装配关系正确装配模型。3 掌握工程图的生成方法及尺寸标注技巧，能够正确生成零件或装配体模型的工程图并准确标注出尺寸。4 课程

2、设计说明书的内容和格式要符合相关管理文件规定。任务：应用catia软件中的草图模块、实体建模模块、装配模块和工程图模块相互协调完成曲柄连杆机构的三维实体建模，并完成课程设计说明书。工作计划与进度安排:工作计划：应用CATIA软件作为设计工具，完成曲柄连杆机构的设计及装配。要求设计出的曲柄连杆机构实体模型结构尺寸和形式正确。并要求草图正确，装配约束正确，工程图标注基本符合标准。进度安排：1、理解题目要求，查阅资料，确定曲柄连杆机构设计方案及建模思路（2天）2、草图（1天）；3、曲柄连杆机构实体建模（3天）4、曲柄连杆机构装配设计及工程图设计（2天）5、说明书撰写及答辩（2天）指导教师： 201

3、年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日目录1.绪论.21.1大型工程软件CATIA介绍.21.2本次课程设计的主要内容及目的.22.曲柄连杆活塞机构各部分零件的建模过程.3 2.1连杆的建模.3 2.2活塞的绘制.13 2.3曲柄的设计.193. 曲柄连杆活塞机构的装配.25 3.1将各部分的导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系.254.曲柄连杆机构总成及部分零件的工程图绘制.27 4.1曲柄连杆机构总成的工程图绘制.27 4.2连杆的工程图绘制.27 4.3活塞的工程图绘制.28 4.4曲柄的工程图绘制.28结束语.29 1课程设计的主要工作.29 2课程

4、设计中存在的不足.29参考文献.30291.绪论1.1大型工程软件CATIA介绍CATIA的全称为Computer Aided Three Dimensional Interaction Application System（计算机辅助三维二维交互式应用系统），是由法国达索系统公司（Dassault Systemes，DS）开发的集成了CAD、CAM和CAE的大型软件，凭借其突出的技术优势在制造业的各个领域得到了广泛的应用，成为全球制造业的主流设计软件。利用CATIA中的机械设计中零部件设计模块进行三维建模，所画图形一目了然；用线框与线条模块进行曲面设计；所做图形清晰流畅。CATIA已经成了汽

5、车工业CAD/CAM的事实标准，欧洲、北美和亚洲的顶尖汽车制造商纷纷采用其作为核心系统。在航空工业领域，空中客车公司、Pratt&Whimey、EADS、洛克西德马丁、美国联合航空公司、达索航空等都选用CATIA进行新产品设计。著名的丰田汽车公司、VOLVO卡车、TODA赛车等都从其他系统转到CATIA进行新产品的设计。电子家电行业的索尼、三洋、松下、先锋、伊莱克斯、香港亚伦，船舶行业的IHl、NKK、烟台莱福士造船厂，机车行业的阿尔斯通、邦巴迪、西门子，消费品行业的可口可乐、Evian、Swatch，轮胎行业的固特异、米其林以及机械各行业等，CATIA的客户遍及世界各地。国内的哈尔滨

6、、沈阳、西安、成都、景德镇、上海、贵阳等航空飞机设计制造厂也都无一例外地都选用CATIA作为其核心设计和加工软件。包括一汽大众、东风集团、沈阳金杯、上海大众、南汽集团、北京吉普、武汉神龙、西安长安、哈飞松花江等在内的许多汽车公司都选用CATIA开发其最新车型。随着中国制造业的发展，特别是汽车工业的发展，越来越多的国际厂商把生产和开发工作引入中国，CATIA正在不断普及和深入。1.2 本次课程设计的主要内容及目的本次课程设计主要内容是在CATIA软件的基础上，利用零件设计模块对曲柄连杆活塞机构所有零件进行建模，然后利用软件的装配模块把曲柄连杆活塞的所有组成零件安装一定的位置关系进行装配，最后利用

7、软件的工程图模块完成曲柄连杆活塞总成及一些主要零部件的工程图。完成以上内容不仅需要对悬架系统的功用与性能有较好的掌握，还需要对CATIA软件有较熟练的掌握。本次课程设计的主要目的：通过完成以上的内容，可以加深对CATIA软件零件设计模块、装配模块、工程图模块的理解，对软件的操作更加熟练，最终达到熟练掌握这门软件的目的。2.曲柄连杆活塞机构各部分零件的建模过程2.1连杆的建模连杆的各项参数如下草图2-1所示：图2-1绘画连杆的各项参数（1） 打开CATIA机械设计零件设计，进入绘制连杆的工作模块，如下图2-2所示；图2-2线框合曲面设计模块（2） 点击进入工作台图标与XY面，进入草图绘制模块。单

8、击图标画圆，中心为坐标轴的中心，半径为27mm；单击图标，再画两条直线与H轴之间的距离各15mm，然后再画一条竖直的直线；单击图标，建立与V轴的距离为202mm，记此直线与H轴的交点为点1；单击图标，将H轴绕点1逆时针旋转55度，得到一条新直线；单击图标，将其向上偏移38mm；然后点击画线图标作过点1且垂直于新直线的直线，将此直线向左偏移52.4mm，向右偏移59.6mm；单击画圆图标，过点1，作R=49.5mm的圆；单击图标分别作R1=100mm,R2=80的圆弧；最后单击图标，将多余的直线进行修剪，可得图2-3，如下所示；图2-3连杆的草图（3） 点击图标退出工作台；可得如下图2-4所示；

9、（4） 单击图标，将其拉伸11.5mm，可得如下2-4图所示；图2-4拉伸连杆（5） 点击图标然后将其拔摸4度，可得图2-5，如下图所示；图2-5拔摸连杆（6） 在点1处画R=88mm的圆，再进行拉伸操作距离为26mm，如图2-6所示；图2-6圆进行拉伸操作（7） 再进行对其拔摸4度，如下图2-7所示；图2-7拔摸（8） 单击图标，进入草图，再点1处建立D=72mm的圆，单击图标，退出草图，单击图标，进行开孔，距离为26mm,再在连杆小头建立圆台，高度为5.25，如下图2-8所示；图2-8进行打孔（9） 将圆台进行边倒角先操作，R=10mm，如下图2-9所示；图2-9进行边倒角（10） 对连杆

10、面进行倒凹槽，其设计草图2-10所示；图2-10（11） 对连杆面进行倒凹槽操作，点击图标，深度为6mm，点击图标，并进行倒圆R=4mm,如下图2-11所示；图2-11对连杆面进行到凹槽操作（12） 队连杆小头进行倒圆角操作，D=38mm，如图2-12所示；图2-12倒圆（13） 做截面曲线并对称拉伸，数值12mm,如下图2-13所示；图2-13（14） 对上图作镜像，可得图2-14如所示;图2-14镜像（15） 作如下图所示的图形，偏置距离为4mm，距离为8mm，并做拉伸处理，可得如下图2-15所示；图2-15壁垒(16)进行打螺纹孔，螺纹孔直径12mm，深度50mm，角度120度，边缘尺寸

11、为11.5mm，8mm;首先先进入机械设计线框和曲面设计，建立外螺纹，再进入机械设计零件设计，最后可得如下图2-16所示；图2-16建立螺纹（16） 对连杆进行分割操作，可得下图2-17所示；图2-17分割连杆（17） 对连杆进行倒圆操作，半径为2mm如下图2-18所示;图2-18 倒圆2.2活塞绘制下面为活塞绘制的简要步骤；（1） 打开CATIA机械设计零部件设计，点击工作台图标并选XY平面，静茹草图编辑模块，做一个D=107.5mm的圆，点击拉伸图标，将圆拉成实体，高度为102.4mm，如下图2-19所示；图2-19拉伸实体（2） 创建柱形腔体，直径为57.5mm,深度为22.3mm，底半

12、径为13mm，垂直与水平定位尺寸分别为6mm,1.5mm,草图如下2-20所示；图2-20柱形腔体草图（3） 点击图标，可得柱形腔体，如图2-21所示；图2-21柱形腔体（4） 创建柱形腔体直径100mm，深度66mm,底半径14mm,定位于圆柱体底面圆心，如下图2-22所示；图2-22柱形腔体（5） 建立草图，如下2-23所示；图2-23（6） 进行拉伸起始为20，拉伸至下一个实体；如下图2-24所示；图2-24拉伸实体（7） 进行打圆孔，直径38mm，如下图2-25所示；图2-25打圆孔（8） 创建沟槽定位尺寸分别为14mm,7.5mm,5mm,沟槽直径97mm，宽度为3mm,创建完成后可

13、得图2-26所示；图2-26沟槽（9） 建立如下草图，如图2-27所示；图2-27(10)点击图标，选择找到最后并镜像范围，可得图2-28所示；图2-28（11） 进行边倒角与边倒圆，如图2-29所示；图2-292.3曲柄的设计(1)打开CATIA机械设计零部件设计，点击工作台图标并选XY平面，进入草图编辑模块，做一个D=100mm的圆，退出工作台，点击拉伸图标，高度34mm，如图2-30所示；图2-30 拉伸实体（2）在实体上画圆半径为85mm，将其拉伸36mm，在其上再作圆，拉伸距离为1.8mm；如图2-31所示；图2-31拉伸实体（3）建立如下草图并拉伸24mm,如图2-32所示；图2-

14、32（4）创建凸台，直径88mm，高度1.8mm，建立圆柱体，直径70mm,高度52mm。建立小圆柱直径88mm，高度1.8mm；如下图2-33所示；图2-38建立凸台（5）建立草图并将其拉伸24mm，可得如下图2-39所示；图2-39拉伸实体（6）选择矩形阵列并将其变换可得如下图2-40所示；图2-40矩形阵列（7）继续建立实体建立圆台，直径85mm，高度18mm;如下图2-41所示；图2-41（8）镜像实体，可得变化实体，直径与高度分别为：108mm、1.8mm，65mm、5mm,45mm、80mm;如下图2-42所示；图2-42变化实体(9)创建基准平面，建立键槽特征，参数为长度79mm

15、,宽度12mm，深度4.5mm，如下图2-43所示；图2-43键槽（10） 建立草图，点击图标并进行回转体操作，可得如下图2-44所示；图2-44回转体操作（11） 建立埋头孔并将其阵列60度，其参数分别为埋头直径14mm、埋头角度90度、孔直径10.2mm、孔深度25mm、顶锥角120度，如下图2-45所示；图2-45建立埋头孔（12） 进行边倒角（距离为1）和倒圆（半径为2）；如下图2-46所示可完成曲轴设计；图2-46曲轴设计3.曲柄连杆活塞机构的装配3.1将各部分的导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系打开CATIA机械设计装配图设计，现简要介绍曲柄连杆活塞机构的建立：（1）

16、 点击图标之后点击装配图特证名称，在弹出的对话框中选将各零件全部选中，将其全部选中。（2） 几个零件可能相互重叠，点移动图标，可以改变零件的相对位置。（3） 点击同心图标将连杆的大头与曲轴的曲拐连接，再点击图标，将连杆的侧面与曲拐的侧面进行面接触约束，点击按钮，可得如下图3-1所示；图3-1曲柄连杆约束（4） 点击图标，再点击图标，将连杆旋转，使其垂直于轴，如下图3-2所示；图3-2（5） 将连杆与活塞以同样的方式进行约束，可得如下图3-3所示；图3-3曲柄活塞连杆约束（6） 以同样的方式将其他的连杆活塞进行装配，可得装配主图，如下图3-4所示；3-3装配主图4.曲柄连杆机构总成及部分零件的工

17、程图绘制4.1曲柄连杆机构总成的工程图绘制4.2连杆的工程图绘制4.3活塞的工程图绘制4.4曲柄的工程图绘制结束语1 课程设计的主要工作本课题选用四缸发动机的曲柄连杆机构，在选用时，进行了仔细的分析，参照了一些相关知识，并以此展开整个设计过程。1.在阅读大量科技文献的基础上，作者对CATIA在汽车设计过程中作了详细的研究，对曲柄连杆机构的作用有了更深刻的理解，再此基础上利用CATIA软件对发动机里的曲柄连杆机构进行设计。2.选用软件中的机械设计中零部件设计模块进行三维建模，所画图形一目了然；用线框与线条模块进行曲面设计，所做图形清晰流畅；最后用有限元分析模块进行应力分析，所得结果真实可靠。2 课程设计中存在的不足由于时间与水平有限，本论文设计