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《CAD/CAM实践性教学》课程设计题目名称抽水马桶的三维建模分析学生学院机电工程学院专业班级机械制造及其自动化指导教师成绩评定教师签名2013年6月23日目录一、广东工业大学课程设计任务书.......................................................................................3二、摘要...................................................................................................................................6三、设计分析步骤...................................................................................................................6（一）零件结构分析..........................................................................................................6（二）建立零件三维参数化、变量化实体模型...............................................................7（三）建立装配模型.........................................................................................................12（四）零件工程图.............................................................................................................19（五）模型的表面渲染与处理.........................................................................................19（六）有限元分析.............................................................................................................22（七）加工过程仿真.........................................................................................................30(八)运动仿真……………………………………………………………………………..41四、设计总结.........................................................................................................................44五、思考题.............................................................................................................................44六、参考文献.........................................................................................................................47七、工程图附录……………………………………………………………………………………47一、广东工业大学课程设计任务书题目名称抽水马桶的三维建模分析学生学院机电工程学院专业班级机械制造及其自动化姓名学号（一）课程设计的内容1．设计抽水坐厕零件结构模型；2．在UnigraphicsNX6.0平台上建立坐厕零件/产品结构的三维参数化、变量化实体模型。3.根据产品的功能及设计要求建立组件的装配模型；4．在UnigraphicsNX6.0平台上按国家制图标准绘制工程图。5.可以适当补充完成下列设计内容：（至少选做其中3样）1)对所设计的模型设置光照、背景、材料纹理等条件，完成模型渲染，输出模型高质量的视觉效果图；2)根据有限单元分析法的基本原理和思想，对所设计的机构进行静力学分析，包括设计分析模型简化、单元网格划分、材料特性定义、约束定义、载荷及边界条件定义、模型分析解算等；3)根据机构运动学的基本原理和方法，在产品三维参数化实体装配模型的基础上，定义机构的运动副、运动驱动、运动关系，创建运动分析模型，利用ADAMS解算器完成运动分析求解；4）数控加工程序的生成及加工过程仿真。6.完成5条思考题。（二）课程设计的要求与数据1.每组人数4-5人，每个人都必须单独完成一定数量的零件CAD几何建模内容，然后分工开展装配建模、CAD工程绘图、有限元结构力学分析*、机械运动仿真*、加工模具设计*、零件数控加工工序设计、数控后处理器设计及加工代码生成、加工过程仿真*等。每个小组选出项目负责人，负责项目规划、组织小组讨论、任务分配以及与指导老师的联系，定期向老师汇报工作进度。小组成员必须参与项目讨论，完成组长指定的任务，并参与项目报告的撰写。在报告总结中必须列出自己所完成的工作，并对自己及小组各成员的工作质量提出评价意见和修改完善建议。课程成绩考核采用小组答辩与平时工作成绩相结合的形式进行，根据作品质量、项目报告质量、平时工作表现、在小组完成项目中的贡献及答辩表现综合评定成绩。2.采用参数化实体建模技术，进行产品结构的三维参数化、变量化实体(装配)模型的设计；3．通过变量、表达式和AssociativeCurve等建立图素间的关联关系，修改表达式的值能实现零件的关联变化；4．要求使用1～2个Sketch建立轮廓截面；5．建模过程中应包含总数不少于15个特征操作（包括扫描特征、成型特征、参考特征以及特征编辑的操作）；6．要求零件工程图纸严格按照国家标准绘制，标注尺寸、公差、粗糙度、技术要求等；7．工程图应具有符合标准的边框、标题栏，要求单独建立标准的带标题栏的图框，通过插入图样的形式将图框插入到零件的工程图中；8．说明书要求描述建模和绘图工作的主要过程与操作步骤，最后进行设计总结分析和回答思考题(选不少于5道思考题)。（三）课程设计应完成的工作1.设计坐厕零件结构；2.建立坐厕零件三维参数化、变量化实体模型；3.基于零件主模型，按国家标准绘制零件工程图；4.对产品进行结构的有限元分析、仿真，输出分析结果，提出改进方案；5.对产品的运动机构进行运动分析、仿真，输出分析结果，提出改进方案；6.对产品进行渲染；7.数控加工程序的生成及加工过程仿真；8.编写设计说明书。（按设计说明书的格式书写）。（四）课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1收集、整理资料，拟订抽水坐厕产品(零件)三维结构方案大学城校区5.13-5.162抽水坐厕产品(零件)三维参数化实体建模大学城校区5.17-5.253修改、完善零件3D产品(零件)三维参数化实体模型大学城校区5.25~5.314模型渲染、运动分析、加工过程仿真等大学城校区6.1~6.75编写设计/分析说明书大学城校区6.7~6.146修改、完善设计内容和说明书，整理、打印资料参加答辩大学城校区6.14~6.19（五）应收集的资料及主要参考文献[1]云杰漫步多媒体科技CAX设计教研室，UGNX6.0中文版基础教程，北京：清华大学出版社，2009；[2]中国机械工程学会，机械设计手册(电子版)(含光盘1张)，北京：电子工业出版社，2007；[3]胡仁喜等，UGNX6.0中文版入门与提高，北京：化学工业出版社，2009；[4]胡仁喜等，UGNX6.0中文版从入门到精通，北京：机械工业出版社，2009；[5]UGS公司，UGNX4.0CAST，美国，2006。发出任务书日期：2013年5月13日指导教师签名：计划完成日期：2013年月日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：第6页二、摘要本小组的课程设计主目标是抽水坐厕。通过资料搜集和小组讨论，我们小组决定我们所设计的抽水坐厕产品分为水箱，主体，坐板和活塞四大部分。然后小组成员分工，分别设计出个部分的工程图和装配图。本小组所设计的抽水坐厕产品能够基本满足普遍需求。三、设计分析步骤（一）零件结构分析（1）主体主体主外形为长方体，上平面前端为半球体，其配合球体下端中空通道形成抽水坐厕的雏形。上平面凹槽为冲水槽。（2）水箱水箱主体同样为长方体，其内部抽空，底部有一圆洞，配合主体凹槽进行冲水运动。（3）水箱盖其为挖空长方体，顶部有一通孔，与柱塞及水箱配合使用。（4）坐板外形上与主体上平面接近，其起到遮挡主体作用。（5）坐盖外形形如坐板，其也是作遮挡作用。（6）柱塞水箱内控制冲水的活塞。第7页（二）建立零件三维参数化、变量化实体模型（1）主体第8页（2）水箱第9页（3）水箱盖第10页（4）坐板（5）坐盖第11页（6）柱塞第12页（三）建立装配模型第13页1、直接新建装配：（1）打开UG6.0软件，选择菜单栏中的【文件】——【新建】命令，弹出如图3.1所示的【新建】的对话框。图3.1【新建】对话框（2）在对话框中单击选择装配，并确认单位为【毫米】。采用系统默认的名称。将【文件夹】定位置部件文件所在的文件夹，如图3.2所示。单击【确定】按钮，打开装配模式。图3.2【新建】对话框第14页2、添加组件和约束：（1）在弹出的【添加组件】对话框（见图3.3）中单击（打开）按钮，弹出【部件名】对话框。然后选择部件后单击OK按钮，如图3.4所示。图3.3【添加组件】对话框图3.4【部件名】对话框第15页（2）选择的部件自动加载至【添加组件】对话框的【已加载的部件】列表框中。（3）因为是第一个添加的组件，在【添加组件】对话框的【放置】卷展栏中选择定位方式【绝对原点】，单击【确定】按钮，完成一个部件的加载。（4）第二个组件的添加。添加组件，选择【通过约束】选项，如图3.5所示。单击【确定】按钮。弹出【组件阅览】对话框，如图3.6所示。同时，弹出【装配约束】对话框，如图3.7所示。图3.5【装配约束】图3.6【组件阅览】图3.7【装配约束】（5）确认配对的类型为【接触对齐】，选择【接触】，然后再【组件预览】对话框中单击图3.8所示的平面作为参照平面，在gggggg2withdraft.prt部件中单击如图3.9所示的部件的平面作为另外一个参考面。图3.8选择参考平面（1）图3.9选择参考平面（2）第16页（6）单击【装配约束】对话框中的【预览】按钮，可以阅览装配状态。（7）在【装配约束】对话框中【接触对齐】选择【自动判断中心/轴】选项，如图3.10所示。选择如图3.11所示的gggggg1withdraft.prt部件的孔的中心作为参考，选择如图3.12所示的ggggg2withdraft.prt部件中的孔的中心作为另一个参考。图3.10【装配约束】图3.11选择参考（1）图3.12选择参考（2）（8）单击【确定】按钮。创建后的装配状态如图3.13所示图3.13装配后的状态（9）部件zhou.prt的装配。选择【接触对齐】——【自动判断中心/轴】，再选择【接触对齐】——【对齐】约束。（10）部件shuixiangwithdraft.prt的装配。选择【接触对齐】——【接触】，再选择【自动判断中心/轴】，配合后的状态如图3.14所示。图3.14装配后的状态第17页（11）部件newsai.prt的装配。选择【接触对齐】——【接触】，如图3.15和图3.16所示分别