北航soildworks大作业报告(DOC)

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《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2023年11月26日

《工程设计工具》自主设计第1页

目录

1概述32零件建模3

2.1零件清单32.2零件建模7

2.2.1底盘72.2.2车盖72.2.3轮胎82.2.4导轮82.2.5马达82.2.6齿轮392.2.7马达外壳9

3零件装配9

3.1装配过程93.2传动配置11

4工程图12

4.1外观三视图124.2三视图124.3模型视图13

5总结13

《工程设计工具》自主设计第2页

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2.1.745齿轮5图2.1.8齿轮15图2.1.9齿轮25图2.1.10齿轮36图2.1.11齿轮46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

《工程设计工具》自主设计第3页

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流行八九十年代的玩具，犹记得小时候为了买一辆四驱车攒了好久的零花钱，平日更是对它爱不释手，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，但四驱车带给我的开心的童年，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。四轮驱动有大量优点，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：

《工程设计工具》自主设计第4页

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

《工程设计工具》自主设计第5页

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140齿图2.1.745齿轮齿轮118齿图2.1.8齿轮1齿轮2120齿：24齿图2.1.9齿轮2齿轮3224齿

《工程设计工具》自主设计第6页

图2.1.10齿轮3齿轮428齿图2.1.11齿轮4轮轴2φ1.6X70图2.1.12轮轴侧轴1φ1.6X83.5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

《工程设计工具》自主设计第7页

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，比较明了。）

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

（车盖是最终做的，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

《工程设计工具》自主设计第8页

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〞BUAAXXX“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，最终在切割出外胎上的两条线→外胎外侧包覆制作日期〞2023.11.23“→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

《工程设计工具》自主设计第9页

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，一边修长的长方形，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状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：

《工程设计工具》自主设计第10页

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

在装配图中我参与了齿轮协同和锁定旋转协同，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。

装配图里有一些协同是辅助齿轮啮合的，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，然后再添加齿轮协同，最终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扰，但由于画的齿轮标准和soildworks齿轮协同的标准不完全一致，最终还是会有干扰，这问题不是很好解决。由于这是动画模型，不是必需重视齿轮齿的运动，只要齿轮的转动比是确定的就行了，所以我做齿轮协同到这一步也就终止了。

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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soildworks2023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，平日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，在没有实物的状况下，我还是完成这次任务。

通过这次建模，我学到了好多东西。

一是稳定复习了这学期课堂上讲的基础知识。譬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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二是我也学到好多课堂之外的soildworks知识，譬如说如何装配零件、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，我只能一步步自己摸索，譬如那个使轮子和齿轮固定在轮轴上转的协同，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，才发现协同里面有个锁定旋转的选项，再譬如齿轮啮合的那块，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。类似的问题还有大量，随着这几天的使用，我也渐渐对soildworks这个工具熟悉了大量。

三是操作上我也熟悉了大量，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，