大型工程軟件1CATIA課程設(shè)計

1、沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文(所有整套文件見同一賬號百度網(wǎng)盤零部件設(shè)計全都有)成績評定表學(xué)生姓名班級學(xué)號 專業(yè)車輛工程課程設(shè)計題目曲柄連桿機構(gòu)三維建模評語組長簽字：成績?nèi)掌?0 年月日課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院汽車與交通學(xué)院專業(yè)車輛工程學(xué)生姓名 班級學(xué)號 課程設(shè)計題目應(yīng)用catia軟件進行曲柄連桿機構(gòu)三維建模設(shè)計實踐教學(xué)要求與任務(wù):要求：1 掌握應(yīng)用catia軟件進行草圖繪制的能力，建模過程中能正確繪制草圖。2 掌握應(yīng)用實體建模模塊及裝配模塊的方法，能正確建立各零件模型，并按照一定的裝配關(guān)系正確裝配模型。3 掌握工程圖的生成方法及尺寸標(biāo)注技巧，能夠正確生成零件或裝配體模型的工程圖并準(zhǔn)確標(biāo)注出尺寸。4 課程

2、設(shè)計說明書的內(nèi)容和格式要符合相關(guān)管理文件規(guī)定。任務(wù)：應(yīng)用catia軟件中的草圖模塊、實體建模模塊、裝配模塊和工程圖模塊相互協(xié)調(diào)完成曲柄連桿機構(gòu)的三維實體建模，并完成課程設(shè)計說明書。工作計劃與進度安排:工作計劃：應(yīng)用CATIA軟件作為設(shè)計工具，完成曲柄連桿機構(gòu)的設(shè)計及裝配。要求設(shè)計出的曲柄連桿機構(gòu)實體模型結(jié)構(gòu)尺寸和形式正確。并要求草圖正確，裝配約束正確，工程圖標(biāo)注基本符合標(biāo)準(zhǔn)。進度安排：1、理解題目要求，查閱資料，確定曲柄連桿機構(gòu)設(shè)計方案及建模思路（2天）2、草圖（1天）；3、曲柄連桿機構(gòu)實體建模（3天）4、曲柄連桿機構(gòu)裝配設(shè)計及工程圖設(shè)計（2天）5、說明書撰寫及答辯（2天）指導(dǎo)教師： 201

3、年月日專業(yè)負(fù)責(zé)人：201 年月日學(xué)院教學(xué)副院長：201 年月日目錄1.緒論.21.1大型工程軟件CATIA介紹.21.2本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容及目的.22.曲柄連桿活塞機構(gòu)各部分零件的建模過程.3 2.1連桿的建模.3 2.2活塞的繪制.13 2.3曲柄的設(shè)計.193. 曲柄連桿活塞機構(gòu)的裝配.25 3.1將各部分的導(dǎo)入CATIA裝配模塊并利用約束命令確定位置關(guān)系.254.曲柄連桿機構(gòu)總成及部分零件的工程圖繪制.27 4.1曲柄連桿機構(gòu)總成的工程圖繪制.27 4.2連桿的工程圖繪制.27 4.3活塞的工程圖繪制.28 4.4曲柄的工程圖繪制.28結(jié)束語.29 1課程設(shè)計的主要工作.29 2課程

4、設(shè)計中存在的不足.29參考文獻(xiàn).30301.緒論1.1大型工程軟件CATIA介紹CATIA的全稱為Computer Aided Three Dimensional Interaction Application System（計算機輔助三維二維交互式應(yīng)用系統(tǒng)），是由法國達(dá)索系統(tǒng)公司（Dassault Systemes，DS）開發(fā)的集成了CAD、CAM和CAE的大型軟件，憑借其突出的技術(shù)優(yōu)勢在制造業(yè)的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為全球制造業(yè)的主流設(shè)計軟件。利用CATIA中的機械設(shè)計中零部件設(shè)計模塊進行三維建模，所畫圖形一目了然；用線框與線條模塊進行曲面設(shè)計；所做圖形清晰流暢。CATIA已經(jīng)成了汽

5、車工業(yè)CAD/CAM的事實標(biāo)準(zhǔn)，歐洲、北美和亞洲的頂尖汽車制造商紛紛采用其作為核心系統(tǒng)。在航空工業(yè)領(lǐng)域，空中客車公司、Pratt&Whimey、EADS、洛克西德馬丁、美國聯(lián)合航空公司、達(dá)索航空等都選用CATIA進行新產(chǎn)品設(shè)計。著名的豐田汽車公司、VOLVO卡車、TODA賽車等都從其他系統(tǒng)轉(zhuǎn)到CATIA進行新產(chǎn)品的設(shè)計。電子家電行業(yè)的索尼、三洋、松下、先鋒、伊萊克斯、香港亞倫，船舶行業(yè)的IHl、NKK、煙臺萊福士造船廠，機車行業(yè)的阿爾斯通、邦巴迪、西門子，消費品行業(yè)的可口可樂、Evian、Swatch，輪胎行業(yè)的固特異、米其林以及機械各行業(yè)等，CATIA的客戶遍及世界各地。國內(nèi)的哈爾濱、沈陽、

6、西安、成都、景德鎮(zhèn)、上海、貴陽等航空飛機設(shè)計制造廠也都無一例外地都選用CATIA作為其核心設(shè)計和加工軟件。包括一汽大眾、東風(fēng)集團、沈陽金杯、上海大眾、南汽集團、北京吉普、武漢神龍、西安長安、哈飛松花江等在內(nèi)的許多汽車公司都選用CATIA開發(fā)其最新車型。隨著中國制造業(yè)的發(fā)展，特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的國際廠商把生產(chǎn)和開發(fā)工作引入中國，CATIA正在不斷普及和深入。1.2 本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容及目的本次課程設(shè)計主要內(nèi)容是在CATIA軟件的基礎(chǔ)上，利用零件設(shè)計模塊對曲柄連桿活塞機構(gòu)所有零件進行建模，然后利用軟件的裝配模塊把曲柄連桿活塞的所有組成零件安裝一定的位置關(guān)系進行裝配，最后利用軟件的工

7、程圖模塊完成曲柄連桿活塞總成及一些主要零部件的工程圖。完成以上內(nèi)容不僅需要對懸架系統(tǒng)的功用與性能有較好的掌握，還需要對CATIA軟件有較熟練的掌握。本次課程設(shè)計的主要目的：通過完成以上的內(nèi)容，可以加深對CATIA軟件零件設(shè)計模塊、裝配模塊、工程圖模塊的理解，對軟件的操作更加熟練，最終達(dá)到熟練掌握這門軟件的目的。2.曲柄連桿活塞機構(gòu)各部分零件的建模過程2.1連桿的建模連桿的各項參數(shù)如下草圖2-1所示：圖2-1繪畫連桿的各項參數(shù)（1） 打開CATIA機械設(shè)計零件設(shè)計，進入繪制連桿的工作模塊，如下圖2-2所示；圖2-2線框合曲面設(shè)計模塊（2） 點擊進入工作臺圖標(biāo)與XY面，進入草圖繪制模塊。單擊圖標(biāo)畫

8、圓，中心為坐標(biāo)軸的中心，半徑為27mm；單擊圖標(biāo)，再畫兩條直線與H軸之間的距離各15mm，然后再畫一條豎直的直線；單擊圖標(biāo)，建立與V軸的距離為202mm，記此直線與H軸的交點為點1；單擊圖標(biāo)，將H軸繞點1逆時針旋轉(zhuǎn)55度，得到一條新直線；單擊圖標(biāo)，將其向上偏移38mm；然后點擊畫線圖標(biāo)作過點1且垂直于新直線的直線，將此直線向左偏移52.4mm，向右偏移59.6mm；單擊畫圓圖標(biāo)，過點1，作R=49.5mm的圓；單擊圖標(biāo)分別作R1=100mm,R2=80的圓弧；最后單擊圖標(biāo)，將多余的直線進行修剪，可得圖2-3，如下所示；圖2-3連桿的草圖（3） 點擊圖標(biāo)退出工作臺；可得如下圖2-4所示；（4）

9、單擊圖標(biāo)，將其拉伸11.5mm，可得如下2-4圖所示；圖2-4拉伸連桿（5） 點擊圖標(biāo)然后將其拔摸4度，可得圖2-5，如下圖所示；圖2-5拔摸連桿（6） 在點1處畫R=88mm的圓，再進行拉伸操作距離為26mm，如圖2-6所示；圖2-6圓進行拉伸操作（7） 再進行對其拔摸4度，如下圖2-7所示；圖2-7拔摸（8） 單擊圖標(biāo)，進入草圖，再點1處建立D=72mm的圓，單擊圖標(biāo)，退出草圖，單擊圖標(biāo)，進行開孔，距離為26mm,再在連桿小頭建立圓臺，高度為5.25，如下圖2-8所示；圖2-8進行打孔（9） 將圓臺進行邊倒角先操作，R=10mm，如下圖2-9所示；圖2-9進行邊倒角（10） 對連桿面進行倒

10、凹槽，其設(shè)計草圖2-10所示；圖2-10（11） 對連桿面進行倒凹槽操作，點擊圖標(biāo)，深度為6mm，點擊圖標(biāo)，并進行倒圓R=4mm,如下圖2-11所示；圖2-11對連桿面進行到凹槽操作（12） 隊連桿小頭進行倒圓角操作，D=38mm，如圖2-12所示；圖2-12倒圓（13） 做截面曲線并對稱拉伸，數(shù)值12mm,如下圖2-13所示；圖2-13（14） 對上圖作鏡像，可得圖2-14如所示;圖2-14鏡像（15） 作如下圖所示的圖形，偏置距離為4mm，距離為8mm，并做拉伸處理，可得如下圖2-15所示；圖2-15壁壘(16)進行打螺紋孔，螺紋孔直徑12mm，深度50mm，角度120度，邊緣尺寸為11.

11、5mm，8mm;首先先進入機械設(shè)計線框和曲面設(shè)計，建立外螺紋，再進入機械設(shè)計零件設(shè)計，最后可得如下圖2-16所示；圖2-16建立螺紋（16） 對連桿進行分割操作，可得下圖2-17所示；圖2-17分割連桿（17） 對連桿進行倒圓操作，半徑為2mm如下圖2-18所示;圖2-18 倒圓2.2活塞繪制下面為活塞繪制的簡要步驟；（1） 打開CATIA機械設(shè)計零部件設(shè)計，點擊工作臺圖標(biāo)并選XY平面，靜茹草圖編輯模塊，做一個D=107.5mm的圓，點擊拉伸圖標(biāo)，將圓拉成實體，高度為102.4mm，如下圖2-19所示；圖2-19拉伸實體（2） 創(chuàng)建柱形腔體，直徑為57.5mm,深度為22.3mm，底半徑為13

12、mm，垂直與水平定位尺寸分別為6mm,1.5mm,草圖如下2-20所示；圖2-20柱形腔體草圖（3） 點擊圖標(biāo)，可得柱形腔體，如圖2-21所示；圖2-21柱形腔體（4） 創(chuàng)建柱形腔體直徑100mm，深度66mm,底半徑14mm,定位于圓柱體底面圓心，如下圖2-22所示；圖2-22柱形腔體（5） 建立草圖，如下2-23所示；圖2-23（6） 進行拉伸起始為20，拉伸至下一個實體；如下圖2-24所示；圖2-24拉伸實體（7） 進行打圓孔，直徑38mm，如下圖2-25所示；圖2-25打圓孔（8） 創(chuàng)建溝槽定位尺寸分別為14mm,7.5mm,5mm,溝槽直徑97mm，寬度為3mm,創(chuàng)建完成后可得圖2-

13、26所示；圖2-26溝槽（9） 建立如下草圖，如圖2-27所示；圖2-27(10)點擊圖標(biāo)，選擇找到最后并鏡像范圍，可得圖2-28所示；圖2-28（11） 進行邊倒角與邊倒圓，如圖2-29所示；圖2-292.3曲柄的設(shè)計(1)打開CATIA機械設(shè)計零部件設(shè)計，點擊工作臺圖標(biāo)并選XY平面，進入草圖編輯模塊，做一個D=100mm的圓，退出工作臺，點擊拉伸圖標(biāo)，高度34mm，如圖2-30所示；圖2-30 拉伸實體（2）在實體上畫圓半徑為85mm，將其拉伸36mm，在其上再作圓，拉伸距離為1.8mm；如圖2-31所示；圖2-31拉伸實體（3）建立如下草圖并拉伸24mm,如圖2-32所示；圖2-32（4

14、）創(chuàng)建凸臺，直徑88mm，高度1.8mm，建立圓柱體，直徑70mm,高度52mm。建立小圓柱直徑88mm，高度1.8mm；如下圖2-33所示；圖2-38建立凸臺（5）建立草圖并將其拉伸24mm，可得如下圖2-39所示；圖2-39拉伸實體（6）選擇矩形陣列并將其變換可得如下圖2-40所示；圖2-40矩形陣列（7）繼續(xù)建立實體建立圓臺，直徑85mm，高度18mm;如下圖2-41所示；圖2-41（8）鏡像實體，可得變化實體，直徑與高度分別為：108mm、1.8mm，65mm、5mm,45mm、80mm;如下圖2-42所示；圖2-42變化實體(9)創(chuàng)建基準(zhǔn)平面，建立鍵槽特征，參數(shù)為長度79mm,寬度1

15、2mm，深度4.5mm，如下圖2-43所示；圖2-43鍵槽（10） 建立草圖，點擊圖標(biāo)并進行回轉(zhuǎn)體操作，可得如下圖2-44所示；圖2-44回轉(zhuǎn)體操作（11） 建立埋頭孔并將其陣列60度，其參數(shù)分別為埋頭直徑14mm、埋頭角度90度、孔直徑10.2mm、孔深度25mm、頂錐角120度，如下圖2-45所示；圖2-45建立埋頭孔（12） 進行邊倒角（距離為1）和倒圓（半徑為2）；如下圖2-46所示可完成曲軸設(shè)計；圖2-46曲軸設(shè)計3.曲柄連桿活塞機構(gòu)的裝配3.1將各部分的導(dǎo)入CATIA裝配模塊并利用約束命令確定位置關(guān)系打開CATIA機械設(shè)計裝配圖設(shè)計，現(xiàn)簡要介紹曲柄連桿活塞機構(gòu)的建立：（1） 點擊圖

16、標(biāo)之后點擊裝配圖特證名稱，在彈出的對話框中選將各零件全部選中，將其全部選中。（2） 幾個零件可能相互重疊，點移動圖標(biāo)，可以改變零件的相對位置。（3） 點擊同心圖標(biāo)將連桿的大頭與曲軸的曲拐連接，再點擊圖標(biāo)，將連桿的側(cè)面與曲拐的側(cè)面進行面接觸約束，點擊按鈕，可得如下圖3-1所示；圖3-1曲柄連桿約束（4） 點擊圖標(biāo)，再點擊圖標(biāo)，將連桿旋轉(zhuǎn)，使其垂直于軸，如下圖3-2所示；圖3-2（5） 將連桿與活塞以同樣的方式進行約束，可得如下圖3-3所示；圖3-3曲柄活塞連桿約束（6） 以同樣的方式將其他的連桿活塞進行裝配，可得裝配主圖，如下圖3-4所示；3-3裝配主圖4.曲柄連桿機構(gòu)總成及部分零件的工程圖繪制

17、4.1曲柄連桿機構(gòu)總成的工程圖繪制4.2連桿的工程圖繪制4.3活塞的工程圖繪制4.4曲柄的工程圖繪制結(jié)束語1 課程設(shè)計的主要工作本課題選用四缸發(fā)動機的曲柄連桿機構(gòu)，在選用時，進行了仔細(xì)的分析，參照了一些相關(guān)知識，并以此展開整個設(shè)計過程。1.在閱讀大量科技文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，作者對CATIA在汽車設(shè)計過程中作了詳細(xì)的研究，對曲柄連桿機構(gòu)的作用有了更深刻的理解，再此基礎(chǔ)上利用CATIA軟件對發(fā)動機里的曲柄連桿機構(gòu)進行設(shè)計。2.選用軟件中的機械設(shè)計中零部件設(shè)計模塊進行三維建模，所畫圖形一目了然；用線框與線條模塊進行曲面設(shè)計，所做圖形清晰流暢；最后用有限元分析模塊進行應(yīng)力分析，所得結(jié)果真實可靠。2 課程設(shè)計中存在的不足由于時間與水平有限，本論文設(shè)計