机械CADCAM斜齿轮课程设计

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目录

1课程设计任务书22第一章建模分析4

3其次章数控加工14

4第三章数控加工仿真17

5第四章CL数据的输出和NC代码的生成30

6第五章设计总结..327第六章参考书目32

《机械CAD/CAM》任务书

一、设计题目：齿轮零件的CAD/CAM设计二、设计目的

CAD/CAM课程设计是开设《机械CAD/CAM》课程之后进行的一个实践性教学环节。在系统学习CAD/CAM技术的基本原理、基本方法的基础上，着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综合应用能力。其目的：

1.把握产品的计算机辅助设计过程和方法，培养利用计算机进行结

构设计的能力。

2.把握零件的计算机辅助制造过程和方法，培养数控编程及加工仿

真的能力。

3.通过应用PRO/ENGINEER，训练和提高CAD/CAM的基础技能。

三、设计任务

本课程设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。主要设计任务：

1、熟悉并把握大型机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER的草绘模块、

零件模块、制造模块及仿真模块的功能及建模原理。2、进行零件的参数化功能定义、三维实体零件的特征造型，最终完

成零件的造型设计。

3、进行机床选择、刀具选择及加工参数设置，生成零件数控加工的相关文件。如刀位数据文件、刀具清单和数控加工代码等。并对零件进行加工仿真以检查设计结果是否正确合理。4、编写课程设计说明书。

四、设计要求

1、要求设计过程在计算机上完成。

2、设计说明书用计算机打印（B5纸，1万字左右）。

正文：宋体五号，单倍行距；

页眉：宋体小五号，内容包括班级，姓名，“CAD/CAM课程

设计说明书〞字样；页脚：右下脚页码。

3、设计结果应包括：课程设计说明书（应包含设计任务书、设计思

路、设计步骤、设计过程的说明和阶段结果。附零件三维图、加

工代码、零件原图纸等内容）

4、严禁抄袭和请人代做，一经发现，成绩计为零分并上报教务处。

五、设计内容及时间分派

1．准备工作：布置设计任务，认真阅读设计任务书，收集资料（1天）2．熟悉PRO/ENGINEERWildfire3.0，并进行零件的三维造型。3．进行零件的数控加工。（4

天）4．进行零件的数控加工。（3天）

5．编写课程设计说明书。（1天）

6．设计结果提交及辩论。（1

天）

六、参考资料

有关PRO/ENGINEER软件的参考书及数控加工工艺的参考书。如PRO/ENGNEERWildfire3.0的基础训练教程、PRO/ENGINEERWildfire3.0的零件设计教程、PRO/ENGINEERWildfire3.0的数控加工教程等等。

七、成绩评定

采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。主要考察：课程设计的科学性和条理性：设计过程的态度和出勤率；软件的熟悉程度；设计结果的正确合理性；辩论状况。

学生签名:

日期:

评阅看法：

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日期第一章建模分析

在菜单栏选取下拉菜单，选取选项，系统将弹出如图1-1所示的对话框，选中其中的单项选择按钮，在编辑框中输入“zwp〞。单击对话框下部的

按钮，进入三维实体建模

图1-1对话框图1-2对话框

1.1设定齿轮各项参数．

进入菜单栏中――工具――参数，然后添加并设定以下参数(可随

意命名,只要自己知道各项参数名所代表含义)．如图1-3M=2(代表模数)Ｚ=42(代表齿数)

alpha=20(代表压力角)Beta=30.67（右）(代表齿轮螺旋角)Ｂ=15.5（代表齿轮宽度）Ｈax＝１（代表齿顶系数）hfx=0.25（代表齿根系数）

图1-3齿轮参数表

1.2绘制四个圆

草绘曲线,分别绘制四个圆，分别代表齿顶圆，分度圆，齿根圆，基圆，并添加关系式控制（front面上）

齿顶圆直径da=100.03基圆89.93969齿根圆91.04分度圆97.66085

图1-4绘制的四个圆

1.3绘制渐开线．

点选绘制＂曲线＂的图标，然后选＂从方程＂，再选笛卡尔坐标系，然后再选第三步建立的坐标系．然后定义方程：db=89.93969ang=90*tr=db/2s=PI*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)y=yc-s*cos(ang)z=0

图1-5渐开线方程

图1-6方程对话框

（1）依次在主菜单上单击“插入〞→“模型基准〞→“曲线〞，或者在工具栏上单击按钮，系统弹出“曲线选项〞菜单管理器，如图1-7（2）在“曲线选项〞菜单管理器上依次单击“从方程〞→“完成〞，弹出“得到坐标系〞菜单管理器，如图

1-8

图1-7曲线选项〞菜单图1-8坐标系设置

（3）在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系，弹出“设置坐标类型〞菜单管理器，

（4）在“设置坐标类型〞菜单管理器中单击“笛卡尔〞，系统弹出一个记事本窗口；

（5）在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下：db=89.93969ang=90*tr=db/2

s=PI*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)

y=yc-s*cos(ang)z=0

（6）保存数据，退出记事本，完成后的曲线如下图；

图1-9渐开线图

1.4镜像渐开线

4.1创立基准轴基准点基准面如图

单击基准平面工具，按住Ctrl连续选择DTM1和轴线A-1，然后输入旋转角度（360/（4*42）=2.143，单击确定完成DTM2的创

建

图1-10基准点基准面基准轴图1-11镜像图

以DTM2为对称平面镜像渐开线如图1-11

1.5创立齿根圆。

图1-12齿根圆图1-13第一个齿轮廓

1.6创立第一个齿

复制旋转（2*arcsin（b*tg（beta）/d））10.8018截面，在创立分度圆面画投影线。扫描混合生成第一个齿如图

1-15

图1-14旋转的截面图1-15扫描混合第一个齿

1.7阵列生成其他齿

点击阵列

按钮，然后选择混合生成的第一个齿如图1-15，选择中心轴

为阵列中心，数量为42个，角度间隔为360/42=8.87具体参数如图1-16，然后生成的齿轮如图

1-18

图1-16阵列设置选项

图1-17阵列效果图1-18阵列生成的其他齿

1.8拉伸一侧的Φ42H2的圆柱

点击拉伸

按钮，在齿轮截面上草灰拉伸截面如图1-19，拉伸参数如图

1-20

拉伸后效果如图

1-21.

图1-19草汇截面参数图1-20拉伸效果

图1-21拉伸参数

1.9拉伸另一侧的Φ42H9.5的圆柱

点击

按钮，选择齿轮另一个端面为草绘平面草绘截面截面如图1-22，

拉伸参数如图1-24，拉伸效果如图

1-23

图1-22草绘截面图1-23拉伸结果图

图1-24拉伸参数设置

1.10拉伸Φ30H27的圆柱

点击

按钮，选择Φ42圆柱端面为草绘平面草绘截面截面如图1-25，拉

伸参数如图1-26，拉伸效果如图

1-27

图1-25草绘截面图1-26拉伸结果图

图1-27拉伸选项设置

1.11倒R6圆角

点击倒圆角工具，选择要倒的边如图1-28，设置倒角半径为6如

图1-29，倒角效果如图

1-30.

图1-28倒角边的选取图1-29倒角参数设置

图1-30倒角结果

1.12倒R4的圆角

点击

倒圆角工具，选择要倒的边如图1-31，设置倒角半径为4如图

1-32，倒角效果如图

1-33.

图1-31倒角边选取图1-32倒角参数设置

图1-33倒角效果

1.13倒角0.5x45

点击

倒角工具，设置好倒角参数如图1-34，选择要倒角的边如图

1-35，最终点确定，倒出结果如图

1-36.

图1-34倒角参数

图1-35选择倒角边图1-36倒角效果（箭头所指）

1.14挖凹槽

点击旋转

按钮，弹出对话框如图1-37，选择Right面作为草绘面，草

，生成效果如图1-39和

汇截面如图1-38，参数设置如图1-37，点击

图

1-40.

图1-37旋转对话框和参数设置

图1-38草绘截面图

图1-39旋转效果正面图1-40旋转结果反面

其次章数控加工

2.1机床选择

由于为齿轮，而且齿轮厚度最大处为27mm，太薄，不利于车床装夹，而且加工精度比较高，并且都是表面铣削和孔的制造，加工表面比较多，所以我们选择数控铣床，可以减少装夹次数。孔用钻孔加工解决。

2.2零件的工艺分析

（1）平面加工：两个端面的粗糙度要求为Ra=1.6，故为精加工，故为粗铣半精铣精铣（2）孔的加工：一个30

0.0080.028

的孔，粗糙度要求为Ra=0.8。

（3）凹槽加工：粗糙度要求Ra=25

（4）曲面加工：R4和R6的曲面，粗糙度Ra=25

2.3刀具的选择及材料

表2-1刀具及其材料表

2.4制订工艺路线

根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:毛坯上下端面留余量2mm。

铣削端面时候分三步，粗铣留余量1mm，半精铣留余量0.5，精铣完成加工。而且数控机床上铣平面时候应采用硬质合金刀片铣刀。粗铣时候刀直径小一些减少切削扭矩，精铣刀直径大一些，最好宽容待加工表面的整个宽度

（1）凹槽加工由于没什么要求，故一次加工完成。高速钢立铣刀多用于加工凹槽和凸台。所以用高速钢立铣刀加工凹槽

（2）孔加工：加工IT7级的孔，一般孔径小于12时候采用钻，粗饺，精铰。当孔径为12-60mm时候为钻，扩，粗饺，精铰。

（3）当工件表面粗糙度要求为Ra12.5--25时候，假使加工余量小于5mm粗铣一次加工就可以完成要求；但在加工余量特别大而且机床刚性不足时候可分屡屡进给加工。

2.5工序卡

第三章数控加工仿真