大型catia软件课后课程设计.doc

目 录

1.绪论 2
1.1大型工程软件CATIA介绍。 2
1.2 本次课程设计的主要内容及目的 2
2.摩托车各部分零件的建模过程 3
2.1摩托车轮的建模 3
2.2发动机的绘制 6
2.3 车架的设计 8
2.4 车把的设计……………………………………………………………………………………… 19
3.摩托车各部分的装配 21
3.1 将各部件的导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系 21
4. 摩托车总成及部分零件的工程图绘制 23
4.1 摩托车总成的工程图绘制 24
4.2 车轮的工程图绘制 24
4.3 发动机的工程图绘制 25
4.4 车架的工程图绘制 26
4.5 车把的工程图绘制………………………………………………………………………………….. 26
结束语 27
1 课程设计的主要工作 27
2 课程设计中存在的不足 28
参考文献 29

I

沈阳理工大学学士学位论文

1.绪论
1.1工程软件CATIA介绍。
CATIA的全称为“Computer Aided Three Dimensional Interaction Application System”（计算机辅助三维／二维交互式应用系统），是由法国达索系统公司（Dassault Systemes，DS）开发的集成了CAD、CAM和CAE的大型软件，凭借其突出的技术优势在制造业的各个领域得到了广泛的应用，成为全球制造业的主流设计软件。利用CATIA中的机械设计中零部件设计模块进行三维建模，所画图形一目了然；用线框与线条模块进行曲面设计；所做图形清晰流畅。
CATIA已经成了汽车工业CAD/CAM的事实标准，欧洲、北美和亚洲的顶尖汽车制造商纷纷采用其作为核心系统。在航空工业领域，空中客车公司、Pratt&Whimey、EADS、洛克西德马丁、美国联合航空公司、达索航空等都选用CATIA进行新产品设计。著名的丰田汽车公司、VOLVO卡车、TODA赛车等都从其他系统转到CATIA进行新产品的设计。电子家电行业的索尼、三洋、松下、先锋、伊莱克斯、香港亚伦，船舶行业的IHl、NKK、烟台莱福士造船厂，机车行业的阿尔斯通、邦巴迪、西门子；消费品行业的可口可乐、、Swatch；轮胎行业的固特异、米其林以及机械各行业等，CATIA的客户遍及世界各地。
国内的航空飞机设计制造厂也都无一例外地都选用CATIA作为其核心设计和加工软件。包括一汽大众、东风集团、沈阳金杯、上海大众、南汽集团、北京吉普、武汉神龙、西安长安、哈飞松花江等在内的许多汽车公司都选用CATIA开发其最新车型。随着中国制造业的发展，特别是汽车工业的发展，越来越多的国际厂商把生产和开发工作引入中国，CATIA正在不断普及和深入。
1.2 本次课程设计的主要内容及目的
本次课程设计主要内容是在CATIA软件的基础上，利用零件设计模块对某型摩托车所有零件进行建模，然后利用软件的装配模块把摩托车的所有组成零件安装一定的位置关系进行装配，完成以上内容不仅需要对摩托零件的功用与性能有较好的掌握，还需要对CATIA软件有较熟练的掌握。
本次课程设计的主要目的：通过完成以上的内容，可以加深对CATIA软件零件设计模块、装配模块、的理解，对软件的操作更加熟练，最终达到熟练掌握这门软件的目的。

2.摩托车各部分零件的建模过程
2.1摩托车车轮的建模（简要过程）
车轮的直径为40mm，高度为3.5mm，绘制车轮三维图步骤如下：
（1） 打开CATIA→机械设计→零件设计，进入绘车轮的工作模块，

图2.1 零件设计模块
14

（2）点击进入工作台图标与XY面，进入草图绘制模块。单击 进行画圆命令。

图2.2 圆的绘制
（3）点击 命令修改直径的参数,退出草图，之后点击命令，进行凸台的操作，操作步骤如下图所示：

图2.3车轮的绘制过程（1）
（4）进行轮胎表面凸起的建模。点击图标，进行偏移平面命令，偏移距20.15mm，方向如图所示：
图2.4偏移平面
（5）在偏移的平面上进行凸台草图的绘制，矩形长2.5mm,矩形下边与坐标轴H距离为1mm,绘图完成进行镜像的操作，得到如图的草图，之后点击退出命令。

图2-5 凸台的绘制
（6）进行凸台的命令。点击图标，输入尺寸1.5mm,，轮廓选择草图4，之后点击确认命令。

图2.6 绘制车轮凸台
（7）进行圆形阵列的命令 参数为：实例和角度间距，角度间距为：8deg，参考方向为：凸台：1/面：1，对象为：上图中的2个凸台元素。之后点击确认命令。

图2.7定义圆形阵列的命令
（8）进行车轮的轮毂的绘制。选择xy平面，进入草图命令，进行直径为30mm和32mm的圆的绘制。之后点击，退出草图。

图2.8轮毂草图的绘制
（9）轮毂的建模。点击图标，第一限制为-1.5mm,第二限制为3.5mm。选择轮廓为：草图6，点击确认命令。

图2.9，定义凹槽的建模
（10）点击图标和，做出内圆的投影，在以原点为中心做半径为5mm和半径为12mm的圆。之后点击图标进行修剪。草图如图所示：

图2.10 最后成型的车轮
（11）点击图标进行定义凹槽的命令。深度为1mm.点击确认按钮。之后进行圆形阵列的命令，点击图标，输入参数实例数目为5.角度为72deg，点击确认命令。

图2.11圆形阵列命令
（12）点击平面xy，进入草图界面。做以原点为圆心的半径为3mm的圆。点击图标，进行凹槽的命令。选择参数：直到最后。单击确定按钮。

图2.12定义凹槽命令
（13）单击鼠标右键，选择属性命令。进行颜色的选取。最后完成的车轮的建模如下图所示。最后，将该文件重命名为“motor.chelun”，保存到“课设”的文件夹中。

图2.13最后完成的车轮的建模
2.2发动机的绘制（简要过程）

图2.14发动机模型

（1）绘制发动机如图，以xy平面为参考，绘制直径为14mm的相切圆.点击，进入草图。如图：

图2.15发动机侧面绘制图（2）
（2）绘制发动机传动部分·，由于发动机传动部分的性能大小会影响车的加速性能，故传动部分的尺寸应符合整体的性能要求。选取所示平面，点击，进行映射命令。运用轮廓线命令进行绘制。之后进行如图所示的约束。点击进行修剪。完成如图。

图2.16发动机绘制过程

（3）绘制发动机变速箱的部分，由于篇幅限制，本论文只显示作图结果。

图2.17变速箱绘制过程

(4) 点击和图标可以对沟槽进行处理。如图所示：

图2.18发动机定义开槽的建模

(5) 点击和图标对发动机边角部分进行优化。绘制完成的发动机如图，重命名为 “motor。fadongji”，保存到指定文件夹。

图2.19绘制完成的发动机
2.3 车架的设计（简要过程）
摩托车车架为重要零部件，影响到乘坐人的舒适程度等各项指标合。如图2-3所示：

图2.20摩托车车架
车架中油箱的绘制。点击进行大致轮廓的绘制，点击建立轴线，点击命令进行如下图所示的约束的绘制。如图：

图2.21油箱的草图绘制
（2）点击命令和，输入数据高度为8mm，点击确定命令。

图2-22油箱的绘制
（3）车架后半部分的建模。进入草图界面，点击命令样条线，描绘如图所示轮廓，之后点击和进行约束。点击命令，数据第一限制为9mm，第二限制为17mm。点击确定命令。
图2.23车架后半部分的草图的绘制
（4）车灯的建模。选择平面，点击绘制草图。点击命令，定义旋转体，选择边线/1为旋转轴。点击确定命令。如图

图2.24车灯的建模
（5）点击平面，进入草图绘制界面。点击图标和，完成大致轮廓的绘制，之后点击图标，进行约束，草图最后结果如图所示：

图2.25草图的后座部分草图的绘制
最后点击图标和，进行最后细节的处理。之后将完成的建模重命名为motor.chezuo，保存到”课设”文件夹中。如图：

图2.26最后完成的车坐的三维模型
2.4车把的设计（简要过程）
（1）点击xy平面，进入草图，点击命令，进行轮廓的绘制。点击命令，进行约束。之后单击命令，完成如图的绘制：

图2.27车把的绘制
点击命令和，输入参数高为4mm,,单击确定命令。如图：
（1）
图2.28车把凸台的建模过程
（3）车闸的建模。点击命令和命令。圆半径为1.5mm，建立如图所示的草图：

图2.29车闸的建模

车把台的连接部分的绘制。点击命令，依次选择草图.31和草图.32，点击确定命令。如图：

图2.30车把多截面实体的绘制
（2） 点击命令和建立如图所示的平面。之后在新建立的平面上建立半径为1.5mm的圆。之后点击命令，选择中心曲线。单击确认命令。
图2.31定义肋的建模过程
定义车把部分。单击图标和，单击命令，输入参数为1.5mm，点击确定。如图所示：

图2.32车把部分的绘制过程
最后进行倒圆角和倒角的命令，点击图标和，输入相应的参数。之后单击鼠标右键，选择“属性”命令，选择相应的颜色，之后单击确认命令即可。最后将绘制完成的车把三维模型重命名为motor.cheba,保存到“课设”文件夹中。

图2-33绘制完成的车把三维模型

3.摩托车各部件的装配

3.1 将各部件的导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系
打开CATIA→机械设计→装配图设计，现简要介绍悬架装配图的建立:
（1 ）点击之后点击装配图特征树名称，在弹出的对话框中选“motor.cheba零件图导入装配图中，以相似的方式将发动机，车架，车轮等导入装配图中。
（2）多个件可能相互重叠，点移动图标，可以改变零件的相对位置。点击固定图标，将各零件固定。
（3）点击同心图标，分别选车轮的轴线和车轮与车架连接处轴线，定义二者同心。点击偏移命令图标，分别选车轮接触面和车架相应部位，在弹出的对话框中输入偏移参数为0mm，方向相同，建立二者关系见图3-1。
（4）点击刷新图标，可以得到车架与发动机约束后的视图；
（5）同理点击之后点击装配图特征树名称，将剩余的零件调进装配图；
（6）用相同的方式装配其他零件；
下面为组装过程的图解：
（1）导入所有零部件：点击图标和，选择需要导入的零件，选择确定按钮。如图：

图3-1 装配过程--导入零件
（2）进行车轮和车身的装配。单击图标，选择车轮和车身的轮毂轴承，点击Ctrl+U快捷键，之后点击图标，选择重复上述步骤，完成装配。如图：

图3.2 装配过程—车轮和车身的装配

图3.3 装配过程---车轮和车身
（3）车把和车身的装配。点击图标和，选择车把的要和车身接触的面点击快捷键Ctrl+U，之后点击进行固定。之后调整方向。完成如图：

图3.4装配过程—车把和车身
（4）发动机和车身的装配。点击图标，选择车身和发动机要结合的部位，按快捷键Ctrl+U,之后点击图标，定轴转动。完成装配。如图：

图3.5发动机和车身的装配过程
（5）对各零件装配完毕的摩托车总装配图如图3-5所示。

图3.5装配总图
4. 摩托车总成及部分零件的工程图绘制
4.1 摩托车总成的工程图绘制

图4.1摩托车总成的工程图

4.2 发动机的工程图绘制

图4.2发动机的工程图绘制

4.3 车架的工程图绘制

图4.3车架的工程图
4.4 车轮胎的工程图绘制

图4.4车轮胎的工程图
4.5 摩托车车把的工程图绘制：

图4.5车把的工程图

结束语
1 课程设计的主要工作
本课题通过对比各种模型的比较，通过老师在近十周的教授情况，和学生各自的学习情况，在平面建模的基础之上，通过一定的对曲面建模的学习，完成此次catia建模的课程设计。
（1）在阅读大量科技文献的基础上，作者对CATIA在汽车设计过程中作了详细的研究，对catia建模有了刻的理解，再此基础上利用查找的各种数据进行设计和建模。
2.选用软件中的机械设计中零部件设计模块进行三维建模，所画图形一目了然；用线框与线条模块进行曲面设计，所做图形清晰流畅；最后用有限元分析模块进行应力分析，所得结果真实可靠。
2 课程设计中存在的不足
由于时间与水平有限，本论文设计过程中在精度和复杂程度上明显不足。
（1）首先是模型的数据的分析上。在大数据袭来的时候。总是出这样那样的错误。任何一个错误的产生，都会导致后面的建模无法完成。导致效率的降低。
（2）其次是在命令的运用上。在一些命令上总是出现一些错误，在草图的绘制方面总是出现不闭合现象。对草图分析中的警告和数据不是很理解。还是需要更加深层次的学习。
（3）最后，在平面设计方面，掌握不扎实但是大致掌握，但是在曲面设计方面，学习有明显不足的地方，为了熟练运用catia进行车辆外形的设计，还必须更加努力的进行曲面方面的设计。
参考文献
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[2] 詹熙达 机械设计教程.机械工业出版社， 第八页
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[10] 巩云鹏，张祖立，田万禄.黄秋波.机械设计课程设计.沈阳：东北大学出版社，2000.12：114-137.

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