基于UG的车轮三维建模
基于UG 的车轮三维建模设计
学院名称： 汽车与交通工程学院
专 业： 汽车服务工程
班 级： 10东汽服2
学 号： 10801411
姓 名： 潘强
指导教师姓名： 范鑫
二〇一三年十月
JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 汽车专业课程设计
基于UG的车轮三维建模设计
摘要:UG（Unigraphics）是一款集CAD/CAE/CAM于一体的三维机械设计软件，它的功能覆盖了产品的全生命周期过程，在家电航空航天、汽车、机械、模具等工业领域应用十分广泛。而其中的UG NX 7是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，在机械设计中占据重要地位。本文主要介绍了利用三维建模软件UG NX 7设计一个车轮的过程，主要内容包括车轮各个部件的三维模型的详细建立步骤、各零部件的组装以及各部件的工程图，对于建模过程中的关键步骤配以图片说明，最终获得一个车轮的三维建模。
关键字：三维建模；车轮；草图
UG-based three-dimensional modeling of the wheel Abstract:UG (Unigraphics) is a set of CAD / CAE / CAM in one of the three-dimensional mechanical design software, its function covers the entire product life cycle, in the appliance aerospace, automotive, machinery, molds, and other industries widely used.And one of UG NX 7 is the world's most advanced computer-aided design, analysis and manufacturing software, mechanical design occupies an important position.This paper describes the use of three-dimensional modeling software UG NX 7 design process of a wheel, the main contents include various components of the wheel a detailed three-dimensional model building steps, the assembly of the various components as well as drawings of the components, for modeling process key step instructions with pictures and, ultimately, a three-dimensional modeling of the wheel.
Keywords:Three-dimensional modeling , Wheel , Sketch
目录
序言 (1)
第1章建模流程图 (2)
第2章相关知识点 (4)
2.1 “扫掠”工具 (4)
2.2 “管道”工具 (4)
第3章具体建模步骤 (5)
第4章课程设计总结和体会 (28)
参考文献 (29)
致谢 (29)
基于UG的车轮三维建模设计
序言
UG NX 7是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，同以往使用较多的AutoCAD等通用绘图软件比较，UG直接采用统一的数据库、矢量化和关联性处理、三维建模同二维工程图相关联等技术，大大节省了零件设计时间，从而提高了工作效率。
本次设计是创建一个车轮三维建模。车轮由轮毂、轮辋以及这两元件间的连接部分（称轮辐）所组成。车轮按照轮辐形状不同分为两类：1、辐板式车轮的构造由挡圈，轮辋，辐板和气门嘴伸出口组成。2、辐条式车轮的构造轮辐是钢丝辐条或是和轮辋铸造成一体的铸造辐条。本次建模的车轮为辐条式车轮。
本文一共分为四章，主要介绍了利用三维建模软件UG NX 7设计一个车轮的过程，主要内容包括车轮各个部件的三维模型的详细建立步骤、各零部件的组装以及各部件的工程图，对于建模过程中的关键步骤配以图片说明，最终获得一个车轮的三维建模。辐条式车轮的建模基本过程主要包括：
（1）在工作区中以XZ基准平面为草图平面，绘制回转体截面草图。
（2）创建轮毂的基本形状。
（3）创建轮毂上的辐孔和圆角。
（4）创建轮胎。
（5）创建轮胎上的斑纹。
（6）剪切出轮胎上的回转槽。
第1章建模流程图
创建车轮三维建模时，可以先利用“回转”工具创建出轮毂的基本形状，并利用“拉伸”、“圆形阵列”、“边倒圆”工具创建出轮毂上的辐孔和圆角。然后，利用“回转”工具创建出轮胎，并利用“草图”、“投影曲线”、“管道”、“圆形阵列”工具创建出轮胎上的斑纹。最后，利用“回转”工具剪切出轮胎上的回转槽，即可完成车轮建模的创建。建模流程图如图1-01所示。
（1）创建轮毂形状（2）创建辐孔1
（3）创建辐孔2 （4）创建辐孔3
（5）创建辐孔4 （6）创建轮胎
(7)创建斑纹（8）创建回转槽
图1-01 车轮建模流程图
第2章相关知识点
2.1 “扫掠”工具
扫掠特征是指将一个截面图形沿指定的引导线运动，从而创建出三维实体或片体，其引导线可以是直线、圆弧、样条等曲线。在创建具有相同截面轮廓形状并具有曲线特征的实体模型时，可以先在两个相互垂直或成一定角度的基准平面内分别创建具有实体截面形状特征的草图轮廓线和具有实体曲率特征的扫掠路径曲线，然后利用“扫掠”工具即可创建出所需的实体。单击“曲面”工具栏中的“扫掠”按钮，在打开的“扫掠”对话框中需要指定扫掠的截面曲线和扫掠的引导线，其中截面曲线只能选择一条，而引导线最多可以指定3条。当截面曲线为封闭的曲线时，扫掠生成实体特征，如图所示。
当截面曲线为不封闭的曲线时，扫掠生成曲面特征。依次选取图中的两条曲线分别作为截面曲线和引导曲线，创建扫掠曲面特征，创建方法如图所示。扫掠操作与拉伸的差别：利用“扫掠”和“拉伸”工具拉伸对象的结果完全相同，只不过扫掠轨迹线可以是任意的空间链接曲线，而拉伸轴只能是直线；而且拉伸既可以从截面处开始，也可以从起始距离处开始，而扫掠只能从截面处开始。因此，在轨迹线为直线时，最好采用拉伸方式。
2.2 “管道”工具
管道是以圆形截面为扫掠对象，沿曲线扫掠生成的实心或空心的管子。创建管道时需要输入管子的外径和内径参数，若内径为0，则生成的是实心的管子。单击“管道”按钮，打开“管道”对话框，然后选取图中曲线为引导线，并设置好管道的外径和内径参数，即可完成管道的创建，创建方法如图2-21所示。
图2-21 创建管道特征
第3章具体建模步骤
Step01：绘制回转体截面。在“特征”工具栏中单击“草图”图标，打开“创建草
图”对话框，在工作区中选择XZ基准平面为草图平面，绘制如图3-01所示的草图。
图3-01 绘制回转体截面
Step02：创建回转体1。在“特征”工具栏中单击“回转”图标，在工作区中选择上步骤绘制的草图为截面，选择Z 轴为回转中心轴，如图3-02所示。
图3-02 创建回转体1
Step03：创建拉伸体1。单击“特征”工具栏中“拉伸”图标，在“拉伸”对话框中单击“草图”图标，选择XY 基准平面为草图平面，绘制草图后返回“拉伸”对话框，设置“限制”选项卡中的参数，并设置布尔运算为求差，如图3-03所示。
图3-03 创建拉伸体1
Step04:圆形阵列拉伸体1。单击“特征操作”工具栏的“实例特征”图标，单击“实例”对话框中的“圆形阵列”按钮，在工作区中选择上步骤创建的拉伸体1，设置阵列的数量为5、角度为72，选择回转体的Z 轴为阵列中心轴，如图3-04所示。
图3-04 圆形阵列拉伸体1
Step05：创建拉伸体2。单击“特征”工具栏中“拉伸”图标，在“拉伸”对话框中单击“草图”图标，选择XY基准平面为草图平面，绘制草图后返回“拉伸”对话框，设置“限制”选项卡中的参数，并设置布尔运算为求差，如图3-05所示。
图3-05 创建拉伸体2
Step06：圆形阵列拉伸体2。单击“特征操作”工具栏的“实例特征”图标，单击“实例”对话框中的“圆形阵列”按钮，在工作区中选择上步骤创建的拉伸体2，设置阵列的数量为9、角度为40，选择回转体的Z 轴为阵列中心轴，如图3-06所示。
图3-06 圆形阵列拉伸体2
Step07：创建拉伸体3。单击“特征”工具栏中“拉伸”图标，在“拉伸”对话框中单击“草图”图标，选择XY基准平面为草图平面，绘制草图后返回“拉伸”对话框，设置“限制”选项卡中的参数，并设置布尔运算为求差，如图3-07所示。
图3-07 创建拉伸体3
Step08：圆形阵列拉伸体3。单击“特征操作”工具栏的“实例特征”图标，单击“实例”对话框中的“圆形阵列”按钮，在工作区中选择上步骤创建的拉伸体3，设置阵列的数量为9、角度为40，选择回转体的Z轴为阵列中心轴，如图3-08所示。完成
叶轮的创建。
图3-08 圆形阵列拉伸体3
Step09：创建圆角1。在“特征操作”工具栏中单击“边倒圆”图标，打开“边倒
圆”对话框，在对话框中设置边倒圆半径为0.3，在工作区中选择拉伸体1与回转体1的相交线，如图3-09所示。按同样方法创建圆角2，如图3-10所示。
图3-09 创建圆角1
图3-10 创建圆角2
Step10：创建拉伸体4。单击“特征”工具栏中“拉伸”图标，在“拉伸”对话框中单击“草图”图标，选择XY基准平面为草图平面，绘制草图后返回“拉伸”对话框，设置“限制”选项卡中的参数，并设置布尔运算为求差，如图3-11所示。
图3-11 创建拉伸体4
Step11：圆形阵列拉伸体4。单击“特征操作”工具栏的“实例特征”图标，单击“实例”对话框中的“圆形阵列”按钮，在工作区中选择上步骤创建的拉伸体4，设置阵列的数量为5、角度为72，选择回转体的Z 轴为阵列中心轴，如图3-12所示。
图3-12 圆形阵列拉伸体4
Step12：创建圆角3。在“特征操作”工具栏中单击“边倒圆”图标，打开“边倒圆”对话框，在对话框中设置边倒圆半径为0.3，在工作区中选择回转体最外围的边缘线，如图3-13所示。按同样方法创建圆角4，如图3-14所示。
图3-13 创建圆角3
图3-14 创建圆角4
Step13：创建圆角5。在“特征操作”工具栏中单击“边倒圆”图标，打开“边倒圆”对话框，在对话框中设置边倒圆半径为0.2，在工作区中选择回转体外围最内侧的边缘线，如图3-15所示。按同样方法创建圆角6，如图3-16所示。