图书简介:
目 录
第1章 自顶向下与系统工程设计方法 1
1.1 机械设计过程比较 1
1.2 参数化技术 3
1.3 自顶向下产品设计模式 4
1.4 系统工程产品设计模式 5
1.4.1 系统工程的概念 5
1.4.2 系统工程设计模式下的
产品设计过程 5
1.4.3 NX中系统工程的实施
方法 6
1.5 产品设计实例 11
1.6 本章小结 17
1.7 思考与练习 17
第2章 机床总体与传动系统设计 18
2.1 设计条件 18
2.2 设计内容与设计流程 18
2.2.1 普通机床设计的内容 18
2.2.2 基于NX的机床设计
流程 19
2.3 机床总体设计 20
2.3.1 确定机床运动方案 20
2.3.2 确定机床主要技术参数 21
2.3.3 机床总体布局 26
2.4 机床传动系统设计 28
2.4.1 主轴箱传动设计 28
2.4.2 进给箱传动设计 30
2.4.3 溜板箱传动设计 36
2.4.4 绘制机床传动系统图 39
2.5 基于NX软件建立机床总体控
制结构 41
2.5.1 机床联系尺寸图 41
2.5.2 建立机床总体控制结构 41
2.6 本章小结 46
2.7 思考与练习 46
第3章 车床主轴箱设计 47
3.1 主轴箱设计条件与设计内容 47
3.2 传动件的设计计算 47
3.2.1 V带传动的计算 49
3.2.2 计算转速、功率的确定 50
3.2.3 齿轮的计算 51
3.2.4 传动轴的计算 52
3.2.5 离合器的选择与计算 54
3.3 主轴箱数字化样机自顶向下
设计 55
3.3.1 总体布局——控制结构
的设计 55
3.3.2 轮系组件的设计 58
3.3.3 轴系组件的设计 60
3.3.4 拨叉组件的设计 68
3.3.5 箱体及附件的设计 69
3.3.6 各组件工艺等详细结构
的设计 72
3.4 工程图设计 73
3.4.1 零件工程图 73
3.4.2 装配工程图 83
3.5 本章小结 87
3.6 思考与练习 87
第4章 零部件运动仿真与结构有限元
分析 88
4.1 运动仿真概述 88
4.2 运动方案的建立与参数设置 88
4.2.1 运动方案的建立 88
4.2.2 运动参数的设置 89
4.3 连杆 90
4.3.1 创建连杆 90
4.3.2 连杆属性 90
4.4 运动副 92
4.4.1 运动副类型 92
4.4.2 Gruebler数与自由度 92
4.4.3 旋转副 93
4.4.4 滑动副 94
4.4.5 齿轮副 94
4.4.6 齿轮齿条副 95
4.4.7 点在线上副 96
4.4.8 线在线上副 97
4.5 运动驱动 98
4.5.1 恒定运动驱动 98
4.5.2 简谐运动驱动 99
4.5.3 函数运动驱动 100
4.5.4 铰接运动驱动 100
4.6 仿真解算与结果输出 101
4.6.1 解算 101
4.6.2 动画的播放及输出 101
4.6.3 封装选项 102
4.6.4 图表功能 103
4.7 机床主轴箱运动仿真分析 105
4.8 NX高级仿真概述 107
4.9 NX高级仿真操作流程 107
4.10 机床主轴有限元分析 117
4.11 本章小结 121
4.12 思考与练习 121
第5章 设计综合实训课程教学实施 122
5.1 设计综合实训目的和要求 122
5.1.1 设计综合实训的教学
目的 122
5.1.2 设计综合实训的教学
要求 122
5.2 设计综合实训教学实施 123
5.3 设计综合实训内容与考核
评价 129
5.3.1 设计综合实训的主要
内容 129
5.3.2 考核方法及成绩评定 132
参考文献 134
展开
前 言
本书是教育部“西门子2013年产学合作专业综合改革项目”系列教材之一(教高司函〔2013〕101号)。
现代机械产品的设计具有两个重要特点:一是采用自顶向下的设计方式,另一个是多人参与、协同完成。Siemens NX作为当今世界上紧密集成的、面向制造行业的CAD/CAM/CAE高端软件,广泛应用于工程中的概念设计、工业设计、机械产品结构设计,以及工程仿真和数字化制造等各个领域。它提供了一个基于过程的产品设计环境,使产品开发从设计到加工制造真正实现数据的无缝集成,从而优化了企业的产品设计与制造流程。
本教材以培养产品设计能力为目标、以典型机械产品为案例、以产品设计流程为依据组织教学内容、安排章节。在内容上整合了机械原理、机械设计、机械制造装备等课程,突破了单门课程设计的不系统性和零散性,构建以机械产品设计能力为主线,工程规范意识和工程素养为培养目标的设计综合实训课程。
本教材采用任务驱动的教学方式,将理论知识、设计方法与步骤融于具体设计案例。教材选取企业的真实产品作为设计内容,在案例的设计流程中循序渐进地阐述设计所用到的知识、技能,注重培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。
本教材基于Siemens NX集成的CAD/CAM/CAE系统,将三维设计制造软件NX系统有机地融入并贯穿于产品设计全过程,适应制造业发展现状和需求,符合“卓越工程师培养计划”提出的按照行业、企业标准培养工程实践人才要求,推进了教学内容和教学手段的现代化。
本教材十分重视产品设计标准和规范的教学,指导学生合理运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料进行产品设计,着力培养学生的工程规范意识和工程素养。
本书第1,2,5章由阳程编写,第3章由焦丽丽、严潮红编写,第4章由严潮红编写。
本教材在编写过程中得到盐城工学院刘德仿副院长、Siemens PLM Software公司沈利群女士的具体指导;同时还参考了国内同行编写的很多同类优秀教材,在此一并致以衷心的感谢!
本教材是西门子公司产学合作专业综合改革项目和盐城工学院“十二五”期间首轮实验(实训)教材出版基金资助教材,教材编写所使用的NX系统,由Siemens PLM Software公司GO PLM计划捐助。
限于编者学识水平,书中的不妥甚至错误之处在所难免,敬请广大读者批评指正。
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Preface
Siemens PLM Software has partnered with the Education Management Information Center of the People’s Republic of China Ministry of Education (MOE) to support education in engineering technology and help provide the global manufacturing industry with a highly trained and heavily recruited workforce.
This textbook cultivates innovative engineering technology talent and enhances career competitive advantages for china’s university students. It supports the use of leading edge technology to give students a solid platform to become the excellent engineer in the 21st century, and the pioneer the development of digital and intelligent manufacturing throughout the country.
This book combines theory and practice through explanation and examples to enhance the reader’s basic knowledge and skills product lifecycle management (PLM).
The curriculum integrates attributes and processes from Siemens PLM software, which is used by leading manufacturing companies around the globe to develop some of the world’s most sophisticated products. This includes NX? software for integrated computer-aided design, manufacturing and engineering simulation (CAD/CAM/CAE), Teamcenter? software for digital lifecycle management software and Tecnomatix? software for digital manufacturing.
Strong instruction by top Chinese universities accelerates the development of certified industrial IT talent and boosts the application of computer-aided and digital technologies in the field of engineering.
We are impressed with the innovative engineering design projects developed by students leveraging this textbook with top notch classroom instruction.
Leo Liang
CEO and Managing Director
Greater China
Siemens PLM Software
Dora Smith
Global Director
Academic Partner Program
Siemens PLM Software
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