柱塞泵测绘与设计1

柱塞泵测绘与设计1 HUNAN UNIVERSITY 课程设计报告 课程设计题目: 柱塞泵测绘与设计 课程设计时间 : 2010.3.08 组长: 组员: 组 员 : 组 员 : 专业班级: 学院名称: 机械与运载工程学院 指导老师: 工程软件应用实践() 目录 一、 设计任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 二、 设计准备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.1 测绘阶段„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.2 机械CAD制图和三维建模„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.3 参数化设计阶段„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.3 撰写说明书和„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 三、草图绘制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.1 了解测绘对象„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.2 绘制装配示意图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.3 拆卸零件、画零件草图„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 四、工程图绘制„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.1 柱塞„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.2 下活瓣„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4.3 上活瓣„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.4 螺塞„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.5 衬套„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 4.6 压盖„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 4.7 泵体„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 4.8 管接头„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 五、UG三维建模„„„„„„„„„„„„„„„„13 六、零件参数化设计„„„„„„„„„„„„„„„15 七、心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„18八、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 - 2 - 工程软件应用实践(论文) 一、设计任务书 课程设计的内容包括零件手工测绘图样、二维零件图样、装配计算机绘图图样、三维CAD零件建模与产品装配、零件的参数化设计建模等，具体分为两阶段进行，安排如下: 第一阶段 测绘草图、二维计算机绘图(测绘教室、机房) (l)设计准备(星期六、星期日) 认真阅读设计任务书，组成设计小组(确定组长负责第一、二阶段小组工作)，明确设计要求、每人的任务和小组的任务、工作条件、内容和步骤，进行零部件的测绘。 (2)产品零件手工测绘(星期一) (3)产品零件计算机绘图(分别绘制零件工程图及产品装配图)(星期二) 第二阶段 三维CAD建模及装配(机房) (4)产品零件的三维CAD建模及装配(星期三、四) (5)产品零件的参数化设计(星期五、星期六) (6)按照规定的格式撰写课程设计说明书，将课程设计的有关内容和设计体会以文字形式编写成说明书。(星期日)。 - 3 - 工程软件应用实践(论文) 二、设计准备 此次课程设计我们遵循之前机械设计课程设计的分组方法进行分组。本小组组长为毛宏泰，组员有罗彧煜、徐乐、钟轶博，分组完成后，由组长毛宏泰分配具体工作内容: 2.1 测绘阶段 测绘产品(柱塞泵)共有14个零件组成，分别为螺柱、螺母 、垫圈、泵体、柱塞、压盖、填料、衬套、管接头、垫片、堵头、上活瓣、下活瓣。其中填料、螺柱、螺母 、垫圈、垫片为件，无需测绘。 任务分配: 毛宏泰:上活瓣，压盖。 罗彧煜:泵体、柱塞、堵头。 徐乐:管接头、垫圈。 钟轶博:下活瓣、衬套。 2.2 机械CAD制图和三维建模阶段 小组四人将测绘阶段各自负责的零件，通过查询相关资料数据，运用AUTOCAD2007和UG软件完成零件图和三维建模。 2.3 参数化设计阶段。 此阶段由组内成员一起查阅资料，由组长完成程序语言撰 写。 2.4 撰写说明书和PPT - 4 - 工程软件应用实践(论文) 由毛宏泰撰写说明书初稿，罗彧煜完成说明书最终修改，徐乐、钟轶博制作PPT。 三、草图绘制 3.1 了解测绘对象 了解测绘对象的途径主要是柱塞泵立体图和测绘现场的实物中去仔细观察和分析,从而了解柱塞泵的工作原理、装配结构和运动路线等情况。如下图所示，可以了解柱塞泵由13个零件组成，其中标准件有3种，即螺柱(序号1)、螺母(序号2)和垫圈(序号3)。工作时，由外部动力带动柱塞泵作往复运动，当柱塞往左运动时，下活瓣(序号14)由阀体内的负压吸引上移，从而将流体经管接头(序号9)下端吸入阀体，而上活瓣(序号13)却因为负压的作用紧贴管接头上端面，吸入的流体不能进入管接头上腔;当柱塞向右运动时，柱塞将腔内的流体推动上活瓣经管接头上腔积压出。此时，下活瓣则紧贴管接头下腔端面，流体不能进入下腔，以此往复达到输送流体的目的。 - 5 - 工程软件应用实践(论文) 图3-1 柱塞泵爆炸图 3.2 绘制装配示意图 画装配示意图的方法是用较简单的图线和图示标准规定的简略符号和图形在最短的时间内，快速绘制出机器或部件的装配形式，有利于人们从简单的示意图中了解该机器的工作原理、装配关系、运动路线等情况。下图即为柱塞泵的装配示意图 1 螺柱 2螺母 3垫圈 4泵体 5柱塞 6压盖 7填料 8衬套 9管接头 10垫片 11垫片 12螺塞 13上活瓣 14下活瓣 图3-2 柱塞泵示意图 3.3 拆卸零件、画零件草图 - 6 - 工程软件应用实践(论文) 首先拆下序号1、2、3中的螺纹连接件，分别取出压盖(6)、柱塞(5)、密封圈(7)、衬套(8)。 再旋出管接头(9)、取出垫片(10)、旋出螺塞(11)和垫片(12)、然后倒出上活瓣(13)、下活瓣(14)。将拆下的零件整齐摆好，认真观察其结构，从而了解该部件的组装关系，调整方法，密封原理，从使用性能和手感觉了解零件的配合松紧程度及表面粗糙度的太小等。 由组长毛宏泰分配测绘任务(如上)，分别使用钢直尺、内卡钳、外卡钳或游标卡尺、千分尺等工具将各零件尺寸量好，完成所有非标准件的测绘工作。 四、工程图绘制 4.1. 柱塞(图4-1) 柱塞是整个柱塞泵中的重要部件，尤其是柱塞的圆柱段，根据其要在工作过程中始终要与衬套内壁小间隙配合的特点，相应的形位公差也要求较高。根据优先配合特性及使用表(见附件)，选择H7/f6配合，即，上偏差为-0.020，下偏差为-0.033。为了保证其表面的耐损程度和坚硬度，采用表面镀锌。圆柱度的要求也较高，本组根据其运动过程选择0.01的圆柱度数值。最后，规定圆柱面表面粗糙度数值Ra1.6。 - 7 - 工程软件应用实践(论文) 图4-1 4.2. 下活瓣(图4-2) 下活瓣在整个运动过程中上下运动，并与上活瓣配合，是柱塞泵中重要的活动部件。其运动过程中与上活瓣间隙配合的圆柱部分在运动中不可有径向摆动，并且与上活瓣配合的圆柱表面和其与泵体接触的圆柱底面需较光滑。故，我组选择与上活瓣配合为H7/f6，即上偏差为-0.040，下偏差为-0.55。圆柱度为0.005,粗糙度为Ra3.2，轴线同轴度为0.012,与泵体接触面平面度为0.03。 - 8 - 工程软件应用实践(论文) 图4-2 4.3 上活瓣(图4-3) 上活瓣在整个运动过程中上下运动，并与下活瓣配合，是柱塞泵中重要的活动部件。其形位要求与下活瓣类似。故，我组选择与下活瓣配合为H7/f6，即上偏差为+0.016，下偏差为-0.016。圆柱度为0.006,粗糙度为Ra3.2，轴线同轴度为0.015,与泵体接触面平面度为0.03。其与螺塞配合处选择H8/e7，即上偏差为-0.025，下偏差为-0.040。 - 9 - 工程软件应用实践(论文) 图4-3 4.4 螺塞(图4-4) 螺塞为柱塞泵上部密封部件，其内部具有和上活瓣圆柱部分相配合的导向孔。如上活瓣，其配合为H8/e7，即，上偏差为+0.022，下偏差为0。其余各个尺寸均已在第一阶段 - 10 - 工程软件应用实践(论文) 图4-4 4.5 衬套(图4-5) 工作过程中衬套在泵体和柱塞之间，分别为过盈配合和间隙配合，故其需要保证同轴度。为减少柱塞在衬套内抽拉时阻力，衬套内壁的粗糙度应较小。据此，我组选择衬套与泵体的配合及衬套与柱塞的配合均为H7/h6，即，衬套内壁上偏差为+0.033，下偏差为0;外壁上偏差为+0.033，下偏差为+0.008。同轴度为0.01，内外壁粗糙度均为Ra3.2。 图4-5 4.6 压盖(图4-6) 压盖在工作中通过填料来压紧和密封套筒及柱塞，与泵体具有配合面，而且其上两个通孔与泵体配合，需限制孔距。故，我组选择压盖与泵体的配合为H8/f7，则上偏差为+0.039，下偏差为-0.000，且配合表面的粗糙度数值为Ra3.2，孔距的上下偏差为?0.3。 - 11 - 工程软件应用实践(论文) 图4-6 4.7 泵体(图4-7) 泵体是整个柱塞泵中的支撑和固定机构，与压盖、衬套均有配合， 并且地脚螺栓孔距和与压盖配合孔距均有限制。故，经查表，我 组选定泵体与压盖和衬套配合均为H8/f7，即与压盖配合面上偏 差为+0.039，下偏差为0;与衬套配合面上偏差为+0.021，下偏 差为0。两处孔距上下偏差均为?0.3. 图4-7 - 12 - 工程软件应用实践(论文) 4.8 管接头(图4-8) 管接头在柱塞泵中连接柱塞、上下活瓣及泵体，须限制形位尺寸处较多。主轴的同轴度设为0.01;与上下活瓣配合均为H7/f6，与上活瓣配合处上偏差为+0.021，下偏差为0，与下活瓣配合处上偏差为+0.018，下偏差为0，且两处配合面的粗糙度数值均为Ra1.6。 图4-8 五、UG三维建模 本组根据上述各个零件的尺寸，使用UG4.0软件进行建模。任务分配如下:各自负责自己的CAD的UG建模。 装配过程如下: , 以泵体为主体; , 装配衬套一侧与泵体腔体内平面接触，其中心线对齐; , 装配柱塞，将柱塞地面与泵体腔体内平面接触，中心线对齐，再 将柱塞上耳部的侧面与底面垂直; - 13 - 工程软件应用实践(论文) , 装配压盖，先将压盖侧面上的小平面和泵体侧面接触，中心线对 齐，再对齐压盖上孔的中心线与泵体上孔的中心线; , 装配管接头，先加入垫圈，将管接头左侧入口的平面与泵体右侧 接触，中心线对齐，再将管接头的上表面与泵体的下表面平行; , 装配下活瓣，将下活瓣中间圆柱的下表面和管接头腔体最下的平 面接触，中心线对齐; , 装配上活瓣，将上活瓣中间圆柱的下表面和管接头腔体中间的平 面接触，中心线对齐; , 装配螺塞，在管接头上加一垫圈，再将螺塞中间圆柱下表面与其 接触，中心线对齐; , 装配之后如图5-1。 图5-1 实体装配模型 - 14 - 工程软件应用实践(论文) 六、零件参数化设计 参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系 列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。 目前，参数化设计中的参数化建模方法主要有变量几何法和基于结构 生成历程的方法，前者主要用于平面模型的建立，而后者更适合于三 维实体或曲面模型。 本组选择螺塞来进行零件参数化设计，并可以实现人机交互。先 是编写棱柱，柱体生成语句和布尔预算实体生成命令，进行螺母头得 设计，由于能力不足，我们没能生成螺纹。其Open Grip程序语言如 下 ENTITY/A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,X,Y DATA/d1,27,h1,13,d2,36,h2,5,d3,23,h3,2,d4,27,h4,10,d5,1 0,h5,15 t1: PARAM/'llz','请输入直径',d1,'请输入高度',h1,rps JUMP/t1:,hal:,,rps X=SOLPRI/ORIGIN,0,0,0,HEIGHT,h1,DIAMTR,d1,SIDE ,6 Y=SOLCON/ORIGIN,0,0,0,HEIGHT,h1,DIAMTR,SQRTF(3)*2*h1+0.9*d1,0.9*d1 A=INTERS/X,with,Y t2: - 15 - 工程软件应用实践(论文) PARAM/'yz1','请输入直径',d2,'请输入高度',h2,rps JUMP/t2:,hal:,,rps B=SOLCYL/ORIGIN,0,0,-h2,HEIGHT,h2,DIAMTR,d2 t3: PARAM/'tdc','请输入直径',d3,'请输入高度',h3,rps JUMP/t3:,hal:,,rps C=SOLCYL/ORIGIN,0,0,-h2-h3,HEIGHT,h3,DIAMTR,d3 t4: PARAM/'yz2','请输入直径',d4,'请输入高度',h4,rps JUMP/t4:,hal:,,rps D=SOLCYL/ORIGIN,0,0,-h2-h3-h4+1,HEIGHT,h4,DIAMTR,d4 E=SOLCON/ORIGIN,0,0,-h2-h3-h4+1,HEIGHT,-1,DIAMTR,d4,d4-2 t5: PARAM/'dk','请输入直径',d5,'请输入高度',h5,rps JUMP/t5:,hal:,,rps F=SOLCYL/ORIGIN,0,0,-h2-h3-h4,HEIGHT,h5,DIAMTR,d5 G=SOLCON/ORIGIN,0,0,-h2-h3-h4+h5,HEIGHT,SQRTF(3)*d5/6,DIAMTR,d5,0 H=UNITE/A,with,B,C,D,E - 16 - 工程软件应用实践(论文) I=UNITE/F,with,G J=SUBTRA/H,with,I K=SOLCON/ORIGIN,0,0,-h2-h3-h4,HEIGHT,1,DIAMTR, d5+4,d5 L=SUBTRA/J,with,K hal: HALT 程序演示结果如下图010,011 图6-1参数输入界面 图6-2 实体模型 - 17 - 工程软件应用实践(论文) 七、 心得体会 毛宏泰:正如课程设计教学目的所言“从产品装配测绘、计算机绘图、三维CAD建模、参数化设计等方面进一步加深和拓宽学生在工程制图、机械CAD技术等课程中所学基本知识，结合实际机械产品(模型)设计的具体问题，培养学生理论联系实际认识和解决问题的能力，为后续专业课程和相关实践环节的学习奠定基础。” 通过这次测绘，我了解了柱塞泵的工作原理、装配结构和运动路线等情况。熟悉了常用的测绘工具、量具以及测量零件尺寸的方法，为之后的AutoCAD二维建模和ug三维建模打下了基础。测绘的过程虽然有些乏味，但是其中所包含的知识点却非常的丰富，需要我下来好好的消化。在AutoCAD二维建模过程中，经过分工合作，小组成员都较好的完成了各自的工作任务，当然在此过程中也经常遇到困难，于是在图书馆借阅的几本书成了我们的良师益友。在这次测绘的过程中，我们不仅把以前学到的知识融汇在了这次的实际测量中，同时为了我们以后的学习奠定了一定的基础。总而言之，这次测绘受益匪浅。 罗彧煜:这次新学期一开始，我们就马上进入了紧张的课程设计。上个学期我们就针对CAD和UG进行了系统的学习，这次课程设计是对上学期《现代CAD技术》这门课程的总结实践。现在是信息化时代，作为机械设计及其自动化专业学生，我深知工程软件技能是不可或缺的。CAD，UG等工程软件对于我们就像士兵手中的枪，是我们赖以生存的武器。从课程设计开始阶段，我们就本着脚踏实地的精神，认真学习和探索，为的就是今后能稳健地在社会中立足打下 - 18 - 工程软件应用实践(论文) 坚实的基础。 在这次课程设计之前，我们总共进行过两次课程设计，一次是机械原理，一次是机械设计。两次课程设计的时间都超过一周，让我们有足够课内课外时间来补习。这次只有一周，在加上之前对CAD、UG等工程软件缺乏联系和实践，难免会觉得时间有点紧凑。一天测绘，两天CAD，两天UG，犹豫对课程设计内容的不熟悉，我们的进度比指导书要落下一节。为了弥补操作技能上的欠缺，我到图书馆借了不少相关书籍，熟悉软件后，效率也提高了不少。特别是CAD制图阶段，从基本的建立模型到到制图中尽量使用tr、mi等等命令，我对这个软件的了解都更为深刻，操作起来也方便快捷。上学期对UG有过专门的学习，由于UG的3D图形界面，大家对该软件都比较有兴趣，在普通建模上没有什么大的问题。但GRIP语言和参数化设计是我们的弱项，特别是对于我们这些去年担任过新生军训教官的国防生，由于对编程语言的不熟悉，显得有点吃力。 体会特别深的还有出图阶段，由于水平有限，图中总有大大小小的错误，有些是老师指出来的，有的是自己发现了。几次都是觉得没有问题，自信满满地去打印，结果图纸上更为直观，又发现不少电脑上没发现的问题，总之在这部分我们费尽周折。 随着这次课程设计的结束，我又有很大收获，包括零件测绘、工程软件制图、出图等等方面。这次课程设计也让我认识到了自己的很多不足，在今后的学习过程中，我将更加激励自己努力学习，并珍惜每次课程设计，不断提高自己。 - 19 - 工程软件应用实践(论文) 徐乐:本次课程设计内容主要着重于零件测绘，主要让我们对机械工程软件更加熟练地的掌握。每次课程设计对我们来说都很重要，在我的学习过程中，总是会在课程设计中收获很多的知识，或许比课堂上更多。 这次课程设计让我对零件的测绘有了更加深刻更加综合的认识，首先是开始是对零件的测量，对于曾经我没有对零件进行过测绘，让我懂得了很多工具的用法，以及面对一些难以测量的尺寸该如何进行测量，也让我更加熟练地绘制草图，虽然是画草图，但是也不可以马虎大意，每一条线都应该尽力画好，做到精益求精。 通过这些天的学习，使我对CAD，UG有了更进一步的掌握，几天的学习下来，使我对软件的掌握程度更上了一层，不单单停留在照着书本按部就班的来，绘图的速度以及准确性有了很大的进步，CAD是个非常优秀的软件，我们可以用它绘出机械工程、还有建筑等方面的图，并且容易掌握，要熟练的掌握它必须要熟记绘图的快捷键，会使绘图的效率更上一步，UG也是一样，并不是我想象的那么困难，只要用心学，认真的度过这些天，努力地解决我们在绘图中遇到的问题，掌握这样的软件不会有什么问题。 利用工程制图软件绘图的目标就是要使设计的结果更加直观，更加美观，更加方便。在以后的工作单位，利用软件绘图是我们不可或缺的技能。以后在工作岗位上对图形的修改、编辑等绘图过程中，我们当然会遇到很多这样或那样的问题，再有准备的情况下，再有过一次经历的情况下，我们应该会有更好的应对。 - 20 - 工程软件应用实践(论文) 这次课程设计复习了原来挺多的知识，对于曾经不懂得，不熟悉的通过自己的摸索有了更清晰明了的认识，总的来说这次课程设计获益匪浅。 八、参考文献 [1]机械精度设计与检测技术基础[M] 北京:机械工业出版社,2004.2 [2]画法几何及机械制图[M]长沙:湖南大学出版社2004.8 [3]现代CAD基础与应用技术[M]长沙:湖南大学出版社2004.3 [4]王庆林.UG/GRIP实用编程基础.北京:清华大学出版社，2002 [5]刘子健，叶南海.现代CAD基础与应用技术.长沙，湖南大学出版社，2001 [5]申勇胜.机械原理教程[M].北京，机械工业出版社 [6]刘谭玉，黄星梅，张爱军.画法几何及机械制图.长沙，湖南大学出版社 [7]机械工程手册编委会.机械工程手册.2版.北京:机械工业出版社 [8]濮良贵，纪明刚.机械设计.7版.北京:高等教育出版社，2001 - 21 - 工程软件应用实践(论文) 附件:(1)线性尺寸的极限偏差数值表 (2)优先配合特性及使用表 东风公司 - 22 - 工程软件应用实践(论文) 是所示 - 23 -