精密轴系设计报告.doc

精密轴系设计报告
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一． 项目设计目的
针对所学的精密轴系的设计原则与方法，应用所掌握的AUTOCAD/UG/Ansys软件，完成精密轴系的整体结构设计、三维图形建模、装配、整体结构分析。
二． 项目设计内容
1. 应用AUTOCAD进行精密轴系整体结构设计
掌握软件基本工具的操作、工程设计的基本原则和方法。
2. 应用UNX软件在AUTOCAD设计结果上进行三维模型的建立、各零件的装配、运动仿真等。
3. 应用ANSYS软件在UNX软件建模的基础上，对所设计精密轴系进行模态、温度、振动等条件下的整体结构分析，并给出分析结果。
三． 设计与分析结果
1. 基于AUTOCAD的精密轴系结构设计
设计一款精密轴系，包括底座、法兰盘、阶梯轴、轴承等零件。
设计出精密轴系的CAD图后，将用于UG的三维实体零件的尺寸图。
① 精密轴系的整体结构图设计
如图1所示，为所设计的精密轴系的整体结构图，图示尺寸为轴系的主要核心参数。

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图1精密轴系整体结构图
② 将所设计的精密轴系图导出，另存为DXF格式文件，准备导入UG软件，如图2所示。

图2 DXF保存界面
2. 基于NX8.0的精密轴系三维图形设计
① 打开NX软件，打开上一步所存的DXF格式文件，显示如图3所示界面。

图3 DXF导入
应用UG工具栏的旋转、拉伸等功能，参照DXF文件的尺寸，生成三维实体图形，如图4所示。

图4 精密轴系三维立体图
分别进行 ，三维实体剖视、PMI注释、以及注释操作，如图5、6、7所示，完成图8的操作。

图5 图6

图7

图 8 精密轴系PMI注释
注释完毕，点UG文件、导出、Parasolid，导出ANSYS软件所需的.x_t文件格式，如图9所示。选择较低版本13.0，并选择所设计的全部实体部件，确定。

图9 导出UG文件为x_t格式
3. 利用ANSYS软件对所设计精密轴系进行静态结构仿真
打开ANSYS软件，选择Toolbox工具栏下面的Static Structure，左键拖入空白处，如图10所示。

图10 打开ANSYS软件
①双击Geometry,进入导入几何模型界面，打开File，点击Import External Geometry File，选择通过NX8.0产生的Parasolid格式文件，然后右键选择Import，点击里面的Generate，导入所设计的精密轴系文件，如图11所示，。

图11 导入精密轴系文件
②材料属性设置
双击EngineeringDate ，进入材料属性设置界面，并双击如图12所示的EngineeringDataSources，显示如图13界面。

图12 材料库

图 13 材料属性栏
点击General Materials，将显示出常见材料选项，如图14所示。

图14 常见材料选项
拖动右侧移动滑块，找到AluminumAlloy （铝合金）项，点后面的+号，出现蓝色方块小字典，如图15所示，鼠标放在这一行的+号处，右键显示如图16所示对话框，然后左键，就会添加铝合金材料到分析界面。

图15 选择材料

图16 添加材料
在材料设定完毕后，点击如图17的Project功能块，将返回到图18所示主界面。

图 17 Project返回操作

18 材料属性设置后主界面
点Model，右键点Refresh，Model后出现闪电符号，再点Update，将出现图19，三个对号情况。

图19 模型、材料属性均设置完毕的主界面
③ 精密轴系结构分析
然后双击Model，并进入分析界面，如图20所示。

图20 分析界面工具栏
点击Model下的Geometry，选择每个零件的材料属性。左键点中Solid，对应就出现如图21所示情况，注意，在Material里面选择，刚才添加的铝合金材料。如图22所示。

图 21 零件选择

图22 设置材料
所设计精密轴系里面除了转台、轴套、法兰盘和底盘外其余为默认的Structural Steel。
点击Mesh，右键选择Generate Mesh，结果如图23所示。

图 23 网格划分
点击Static Structural ，选择Inertial 里面的Standard EarthGravity ，方向选择如图24所示。

图24 重力加速度添加
然后选择Load，里面的Presure，选择转台的侧面，输入5000Pa，点Apply，方向如图25所示设置。

图25 施加压强
点击Support ，选择Fixed Support，选择底面，如图26所示。

图26 添加约束
点击Solution，添加Deformation、Strain、Stress，出现如图27。

图27 添加分析项
点击Solution，开始分析，结果出现如图28所示结果。

图28 精密轴系分析结果