轴承设计及制造实例分析

实例概述：

本实例详细讲解了轴承的创建和装配过程：首先是创建轴承的内环、保持架及钢球，它们分别生成各自的模型文件，然后装配模型，并在装配体中创建零件模型。其中，在创建外环时运用了“在装配体中创建零件模型”方法。轴承的装配组件模型如图30.1所示。

Stage1.创建零件模型──轴承内环

下面介绍轴承内环的设计过程，如图30.2所示。

图30.1 轴承设计

图30.2 轴承内环

Step1.新建文件。选择下拉菜单命令，系统弹出“新建”对话框。在选项卡的区域中选取模板类型为，在文本框中输入文件名称bearing_in，单击按钮，进入建模环境。

Step2.创建图30.3所示的旋转特征1。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“旋转”对话框；单击区域中的按钮，系统弹出“创建草图”对话框，选取XY基准平面为草图平面，单击按钮，进入草图环境，绘制图30.4所示的截面草图，选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境；在绘图区中选取YC基准轴为旋转轴；在“旋转”对话框区域的下拉列表中选择选项，在其下的文本框中输入值0，在下拉列表中选择选项，在其下的文本框中输入值360，其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成旋转特征1的创建。

图30.3 旋转特征1

图30.4 截面草图

Step3.将对象移动至图层并隐藏。选择下拉菜单命令，隐藏的所有对象将会处于显示状态；选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框；在区域中单击按钮，系统弹出“根据类型选择”对话框；在此对话框中选择选项，单击对话框中的按钮，系统再次弹出“类选择”对话框；单击选项后的按钮，单击按钮，此时系统弹出“图层移动”对话框，在文本框中输入值2，单击按钮；选择下拉菜单命令，系统弹出“图层设置”对话框，在下拉列表中选择选项，在下拉列表中选择选项，然后单击区域的右边的按钮，单击按钮，完成对象的隐藏。

Step4.编辑对象的显示。选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框；单击Step2所创建的旋转特征1，单击按钮，系统弹出“编辑对象显示”对话框；单击后的选项，系统弹出“颜色”对话框，调节颜色ID为168，然后按Enter键，单击按钮，完成颜色选择；在下拉列表中选择虚线，在下拉列表中选择粗线宽度；单击按钮，完成编辑对象显示。

Step5.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。

Stage2.创建零件模型──轴承保持架

下面介绍轴承保持架的设计过程，模型零件及相应的模型树如图30.5所示。

图30.5 零件模型及模型树

Step1.新建文件。选择下拉菜单命令，系统弹出“新建”对话框。在选项卡的区域中选取模板类型为，在文本框中输入文件名称bearing_ring，单击按钮，进入建模环境。

Step2.创建图30.6所示的旋转特征2。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“旋转”对话框；单击区域中的按钮，系统弹出“创建草图”对话框，选取XY基准平面为草图平面，单击按钮，进入草图环境，绘制图30.7所示的截面草图，选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境；在绘图区中选取YC基准轴为旋转轴；在“旋转”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0，在下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值360，其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成旋转特征2的创建。

图30.6 旋转特征2

图30.7 截面草图

Step3.创建图30.8所示的拉伸特征。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；单击“拉伸”对话框中的“绘制截面”按钮，系统弹出“创建草图”对话框，单击按钮，选取XY基准平面为草图平面，单击按钮，进入草图环境，绘制图30.9所示的截面草图，选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境；在“拉伸”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0；在区域的下拉列表中选择选项，采用系统默认方向；在区域中选择选项，采用系统默认的求差对象；单击按钮，完成拉伸特征的创建。

Step4.创建图30.10所示的阵列特征1。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“阵列特征”对话框；在模型树中选取Step3所创建的拉伸特征；在“阵列特征”对话框区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表中选择选项；在“阵列特征”对话框的下拉列表中选择选项，在文本框中输入值12，在文本框中输入值30；单击“阵列特征”对话框中的按钮，完成阵列特征1的创建。

图30.8 拉伸特征

图30.9 截面草图

图30.10 阵列特征1

Step5.将对象移动至图层并隐藏。选择下拉菜单命令，隐藏的所有对象将会处于显示状态；选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框；在区域中单击按钮，系统弹出“根据类型选择”对话框；在此对话框中选择选项，单击对话框中的按钮，系统弹出“类选择”对话框；单击选项后的按钮，单击按钮，此时系统弹出“图层移动”对话框，在文本框中输入值2，单击按钮；选择下拉菜单命令，系统弹出“图层设置”对话框，在下拉列表中选择选项，在列表框中选择选项，然后单击右边的按钮，单击按钮，完成对象的隐藏。

Step6.编辑对象的显示。选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框；单击Step2所创建的旋转特征2，单击按钮，系统弹出“编辑对象显示”对话框；单击后的选项，系统弹出“颜色”对话框，调节颜色ID为138，然后按Enter键，单击按钮，完成颜色选择；在下拉列表中选择虚线，在下拉列表中选择粗线宽度；单击按钮，完成编辑对象显示。

Step7.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。

Stage3.创建零件模型──钢球

Step1.新建文件。选择下拉菜单命令，系统弹出“新建”对话框。在选项卡的区域中选取模板类型为，在文本框中输入文件名称ball，单击按钮，进入建模环境。

Step2.创建图30.11所示的球特征。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“球”对话框；在下拉列表中选择选项；接受系统默认的坐标原点（0，0，0）为中心点；在文本框中输入值9；其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成球特征的创建。

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图30.11 球特征

Step3.编辑对象的显示。选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框；单击Step2所创建的球特征，单击按钮，系统弹出“编辑对象显示”对话框；单击后的选项，系统弹出“颜色”对话框，调节颜色ID为138，然后按Enter键，单击按钮，完成颜色选择；在下拉列表中选择虚线，在下拉列表中选择粗线宽度；单击按钮，完成编辑对象显示。

Step4.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。

Stage4.装配模型

Step1.新建文件。选择下拉菜单命令，系统弹出“新建”对话框。在选项卡的区域中选取模板类型为，在文本框中输入文件名称bearing_asm，单击按钮，进入装配环境。

Step2.添加图30.12所示的轴承内环。在“添加组件”对话框的区域中单击按钮，在弹出的“部件名”对话框中选择文件bearing_in.prt，单击按钮，系统返回到“添加组件”对话框；在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮，此时轴承内环已被添加到装配文件中。

Step3.添加图30.13所示的轴承保持架并定位。选择下拉菜单命令，系统弹出“添加组件”对话框；在“添加组件”对话框的区域中单击按钮，在弹出的“部件名”对话框中选择文件bearing_ring.prt，单击按钮，系统返回到“添加组件”对话框；在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮，此时轴承保持架已被添加到装配文件中。

图30.12 添加轴承内环

图30.13 添加轴承保持架

Step4.添加图30.14所示的钢球并定位。选择下拉菜单命令，系统弹出“添加组件”对话框；在“添加组件”对话框的区域中单击按钮，在弹出的“部件名”对话框中选择文件ball.prt，单击按钮，系统返回到“添加组件”对话框；在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮，系统弹出“点”对话框。在文本框中输入值0，在文本框中输入值0，在文本框中输入值28，单击按钮，此时钢球已被添加到装配文件中。

Step5.创建图30.15所示的阵列特征2。选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框；在绘图区选取Step4所添加的钢球，单击按钮，系统弹出“创建组件阵列”对话框；在弹出的“创建组件阵列”对话框的选项组中选择单选项，单击按钮，在系统弹出的“创建圆形阵列”对话框中选择单选项，在绘图区选取图30.16所示的圆柱面，在对话框的文本框中输入值12，在文本框中输入值30，单击按钮，完成阵列特征2的创建。

图30.14 添加钢球

图30.15 阵列特征2

图30.16 选取圆柱面

Stage5.在装配体中创建轴承外环

下面介绍轴承外环的创建过程，模型零件及相应的模型树如图30.17所示。

图30.17 零件模型及模型树

Step1.添加部件。选择下拉菜单命令，系统弹出“新组件文件”对话框，选取模板类型为，输入文件名称bearing_out，单击按钮，系统弹出“新建组件”对话框。采用系统的默认设置，单击对话框中的按钮。

Step2.单击左边资源工具条中的“装配导航器”按钮，右击装配导航器中的选项，在弹出的快捷菜单中选择选项；然后在功能选项卡的区域单击按钮，进入建模环境。

Step3.创建图30.18所示的求交曲线特征。选择下拉菜单命令，系统弹出“相交曲线”对话框；在绘图区选取图30.19所示的面（所选球面要与XY基准面垂直），单击中键后选取XY基准平面；单击按钮，完成求交曲线特征的创建。

注意：选取球时，需要在“上边框条”中的“选择范围”下拉列表中选择选项。

说明：创建此曲线的目的是为了方便下一步绘制旋转剖面草图时添加有效的约束。

图30.18 求交曲线特征

图30.19 定义相交平面

Step4.创建图30.20所示的旋转特征3。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“旋转”对话框；单击区域中的按钮，系统弹出“创建草图”对话框，选取XY基准平面为草图平面，单击按钮，进入草图环境，绘制图30.21所示的截面草图，选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境；在绘图区域中选取YC基准轴为旋转轴，选取坐标原点为旋转点；在“旋转”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0，在下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值360，在区域的下拉列表中选择选项；其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成旋转特征3的创建。

图30.20 旋转特征3

图30.21 截面草图

Step5.编辑对象的显示。选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框；在绘图区选取Step4所创建的旋转特征3，单击按钮，系统弹出“编辑对象显示”对话框；单击后的选项，系统弹出“颜色”对话框，调节颜色ID为83，然后按Enter键，单击按钮，完成颜色选择；在下拉列表中选择虚线，在下拉列表中选择粗线宽度；单击按钮，完成编辑对象显示。

Step6.转换成工作部件。单击右边资源工具条中的“装配导航器”按钮，在装配导航器中的部件上右击，在弹出的快捷菜单中选择命令，将其设置为工作部件。

Step7.替换引用集。选中组件并右击，在弹出的快捷菜单里选中选项，此时设计的模型显示出来。

Step8.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。