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一. 设计分析
1. 设计背景
指南车又称司南车,是中国古代用来指示方向的一种装置,也作为帝王的仪仗车辆。与指南针利用地磁效应不同,它不用磁性,而是利用机械传动系统来指明方向的一种机械装置。
2. 设计特色
本案例为差速齿轮结构司南车,结构相对简单,针对3D打印的特点专门优化,设计各个零件尺寸的时候已经把间隙(单边0.1~0.3)考虑进去,直接打印即可组装起来。
3. 模型尺寸
本司南车组装后尺寸约为260x140x200mm。各零件依次为车厢、车盖、齿轮盘、小齿轮、右齿轮轴、左齿轮轴、双面齿轮、轴、轮毂、木人,共10个。
全部零件3D打印理论时间约15~16小时。不同厂商打印机的打印时间会有差别,仅供参考。传动结构的间隙为单边0.2,紧固装配间隙为单边0.1,读者可以根据打印机的精度适当放大间隙。
4. 设计难点
齿轮结构的司南车精髓在于齿轮,齿轮的好坏直接影响司南车的运动是否畅顺、木人指示是否精确。本司南车难点在于齿轮的绘制,共有5个齿轮,包括冠装齿轮、直齿轮等特征,需要特别注意。
二. 教学目标
1. 知识目标
掌握3D One Plus设计软件的“通过点绘制曲线”、“阵列”、“镜像”、“偏移”等建模功能;
掌握3D One Plus设计软件的“插入组件”、“对齐”、“装配”模块的功能。
2. 能力目标
通过操作,学会进入装配模块的方法;
通过操作,学会一般的对齐约束等装配方法。
3. 课时安排
本案例课时安排建议为12课时。
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