磨拋機工作臺結構設計
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畢業(yè)設計任務書 題 目 磨拋機總體布局及工作臺設計 學 號: 學生姓名 專業(yè)班級: 學院 指導教師(簽字) 職 稱 講師 指導教師單位 設計地點 起止日期 年 月 日 至 年 月 日 摘 要 石材既是人類歷史上最古老的建筑材料,又是全球最具藝術價值和經(jīng)濟價值的建筑裝飾材料。隨著科學技術的進步,特別是機械設備及金剛石工具在石材產業(yè)中的大量應用,使得世界石材產業(yè)迅速發(fā)展為國際化產業(yè)。對其發(fā)展中石材行加工設備扮演者不可或缺的角色。 本課題來源于大型石材磨拋機工作臺,大型石材磨拋機是指對大型毛板石板進行整平、磨拋的一種高功效專業(yè)機器設備。因大型石材本身較重、運輸定位難等特征導致石材磨拋必須需要一套無須搬運即可完成石材板面的磨拋設備,才可更好的完成相關拋磨工作。 本文運用大學所學知識,設計了一款磨拋機工作臺,本磨拋機工作臺通過龍門架結構可向X、Y、Z三個方向運動并磨拋加工。同時磨頭可前后搖擺以適應特殊加工。這套磨拋機工作臺可在石料板材無需搬運的情況下一次性完成磨拋加工。避免了石材加工過程中運輸、翻轉、定位等諸多麻煩。 關鍵字:機械設備、石材加工,效率,磨拋機 Abstract Stone is not only the history of mankinds oldest building materials, and is the worlds most artistic and economic value of building decoration materials. With the progress of science and technology, particularly mechanical equipment and diamond tools in the stone industry in the large number of applications, so that the world stone industry developed rapidly into an international industry. An integral role in its development of stone processing equipment line actor. The subject comes from the large stone grinding and polishing machine table, large stone grinding and polishing machine refers to a large stone wool board were flattened, a high efficiency grinding and polishing of professional equipment. Because large stone itself heavier, transportation and other features result in locating hard stone grinding and polishing must be set without the need to complete the grinding and polishing equipment handling stone plate surface, before polishing better complete the relevant work. In this paper, the university is knowledge, we designed a grinding and polishing machine table, the table of the grinding and polishing machine gantry structure through the X, Y, Z three directions of movement and the grinding and polishing process. While grinding can swing back and forth to accommodate special processing. The case of grinding and polishing machine table in the stone plate without handling time to complete grinding and polishing process. Avoid the stone processing transport, flip, positioning, and many other problems. Key words: Equipment,Stone processing,Efficiency ,Grinding and polishing machine 目 錄 摘要 I Abstract II 1 引言 1 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2 磨拋機的用途 2 1.3 磨拋機的特點 1 1.4 本課題研究的內容 3 1.5 proe設計基礎 4 1.5.1 草圖繪制 5 1.5.2 基準特征,參考幾何體的創(chuàng)建 6 1.5.3 拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建 7 1.5.4 工程圖的設計 10 1.5.5 裝配設計 11 2 磨拋機的總體設計 12 2.1 磨拋機的總體方案圖 12 2.2 磨拋機的工作原理 15 2.3 磨拋機部分零部件選型及校核 17 2.3.1部分電機計算 18 2.3.2聯(lián)軸器的選型 19 2.3.3軸承的選型計算 19 3 磨拋機的三維建模 24 4.1總體結構三維建模 25 4.2工作臺三維建模 25 4.3氣缸的三維建模 27 5 三維軟件設計總結 29 結論 30 致謝 31 參考文獻 32 1 引言 1.1課題的來源與研究的目的和意義 石材既是人類歷史上最古老的建筑材料,又是全球最具藝術價值和經(jīng)濟價值的建筑裝飾材料。人類利用大理石、花崗石作建筑裝飾材料的歷史可謂源遠流長:我國萬里長城北京南口段的城樓、城墻是利用南口花崗石塊砌成的,歷經(jīng)千百年的風雨侵蝕,至今仍巍然屹立;坐落在古羅馬元老院門前的古羅馬第一位國王——羅莫洛之墓,始建于公元前六世紀,該墓所用材料即為黛色大理石。古往今來,花崗巖、大理石等石材建筑裝飾的各種建筑物遍及全球各地,以堅固樸實、雄偉壯麗的英姿載入了人類史冊。以北京房山出產的漢白玉為例,數(shù)百年前曾用于故宮、圓明園、頤和園的建設,后來又用于建造人民英雄紀念碑、人民大會堂、毛主席紀念堂,均顯示出莊嚴、肅穆、美觀大方的不凡氣象。 長期以來,由于石材產品量產困難,世界石材業(yè)發(fā)展緩慢。直到20世紀60年代,隨著科學技術的進步,特別是石材加工機械設備及金剛石工具在石材產業(yè)中的大量應用,世界石材產業(yè)迅速發(fā)展為國際化產業(yè)。近年來,國際社會對建筑材料出現(xiàn)追求環(huán)保和反璞歸真的熱潮,世界石材產品的需求迅猛增加,更加快了石材產業(yè)的發(fā)展。我國石材產業(yè)在改革開放后依靠資源豐富的優(yōu)勢獲得了蓬勃發(fā)展,目前,全國石材企業(yè)近五萬家,其中中型以上企業(yè)超過三千家。這些企業(yè)不僅利用國內石材資源,還從世界各地大量引進優(yōu)質荒料和半成品加工成各種石材制品,供國內消費并部分銷往國外。相關數(shù)據(jù)表明,我國石材產量、消費量、進出口貿易量均位于世界首位,已成為名副其實的石材工業(yè)大國。但是,客觀地說,我國石材行業(yè)總體上仍處于粗放發(fā)展階段,生產加工企業(yè)大多是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)甚至是家庭作坊的基礎上發(fā)展起來的,前店后廠式的企業(yè)在我國石材行業(yè)中占有相當大的比例。這些企業(yè)大多具有“小、土、散、亂”的特點,生產工藝和技術裝備落后,缺乏核心競爭力,不利于形成規(guī)模優(yōu)勢和產業(yè)集群。企業(yè)技術創(chuàng)新能力不高,產品檔次總體偏低,產品同質化現(xiàn)象嚴重,出口的產品往往是“好貨踐賣”??傊诔蔀槭拇髧?,我國距離石材強國的道路還很漫長。究其根本我國石材加工機械設備與國外先進生產線用相當大的差距,這也依賴于我國石材加工設備及相關制造產業(yè)的大力發(fā)展才可得到根本性的改變。 機械工業(yè)是國民的裝備部,是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。不論是傳統(tǒng)產業(yè),還是新興產業(yè),都離不開各種各樣的機械裝備,機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本,對國民經(jīng)濟各部門技術進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此,世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。機械工程的服務領域廣闊而多面,凡是使用機械、工具,以至能源和材料生產的部門,都需要機械工程的服務。概括說來,現(xiàn)代機械工程有五大服務領域:研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產各種產品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。 不論服務于哪一領域,機械工程的工作內容基本相同,主要有:建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如,研究力和運動的工程力學和流體力學;研究金屬和非金屬材料的性能,及其應用的工程材料學;研究熱能的產生、傳導和轉換的熱力學;研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學;研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 研究、設計和發(fā)展新的機械產品,不斷改進現(xiàn)有機械產品和生產新一代機械產品,以適應當前和將來的需要。機械產品的生產,包括:生產設施的規(guī)劃和實現(xiàn);生產計劃的制訂和生產調度;編制和貫徹制造工藝;設計和制造工具、模具;確定勞動定額和材料定額;組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運;對產品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產批量有單件和小批,也有中批、大批,直至大量生產。銷售對象遍及全部產業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下,可能出現(xiàn)很大的波動。因此,機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜,企業(yè)的生產管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備,以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備,以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。研究機械產品在制造過程中,尤其是在使用中所產生的環(huán)境污染,和自然資源過度耗費方面的問題,及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務,而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多,可以按幾個不同方面分為各種類別,如:按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等;按服務的產業(yè)可分為農業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等;按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外,機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段,機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng),如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉,互相重疊,從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如,按功能分的動力機械,它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機,以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械,也是熱力機械、流體機械和透平機械,它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置,可能也屬于核動力裝置等等。19世紀時,機械工程的知識總量還很有限,在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科,被稱為民用工程,19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀,隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長,機械工程開始分解,陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期,即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握,一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割,視野狹窄,不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局,并且縮小技術交流的范圍,阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步,對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹,考慮問題過專,在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難,也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始,又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論,拓寬專業(yè)領域,合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經(jīng)濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產品。在未來的時代,新產品的研制將以降低資源消耗,發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?,治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟的目標任務。 機械可以完成人用雙手和雙目,以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、更好?,F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置,使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙,下潛大洋深層,遠窺百億光年,近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強,并部分代替人腦的科技手段,這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響,而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。人類智慧的增長并不減少雙手的作用,相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作,從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中,以及在每個人的成長過程中,腦與手是互相促進和平行進化的。 人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系,其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去,各種機械離不開人的操作和控制,其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制,人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進,平行前進,將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。19世紀時,機械工程的知識總量還很有限,在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科,被稱為民用工程,19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀,隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長,機械工程開始分解,陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期,即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握,一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割,視野狹窄,不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局,并且縮小技術交流的范圍,阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步,對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹,考慮問題過專,在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難,也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始,又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論,拓寬專業(yè)領域,合并分化過細的專業(yè)。綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán),是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識,又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌,才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業(yè)的矛盾;在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中,包括社會科學、自然科學和工程技術,也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 1.2磨拋機的用途 石材磨拋機主要用于花崗石、大理石板材表面的研磨、拋光,也可用于水磨石、人造大理石、人造花崗石等板材表面的研磨拋光。 1.3 拋磨機工作特點 本文所設計磨拋機是一種大型石材加工磨拋機。磨頭由電機帶動,根據(jù)所加工石料板材要求可向X、Y、Z軸進給加工。同時磨頭根據(jù)加工要求前后搖擺。本文所設計磨拋機有以下特點: 1、通過擺料夾具板可輕松、牢固固定各類石料板材從而避免加工過程滑動、移動等情況。 2、可根據(jù)加工要求向X、Y、Z方向移動,結構合理、安裝維修簡單、牢固耐用。 3、工作臺可攜帶16個磨頭同時進行加工,效率極高。 4、磨頭可進行前后搖擺以適應較復雜加工。 1.4本課題研究的內容 本論文主要研究運用SolidWorks對C臂X射線機進行設計。在設計過程中,了解SolidWorks的各種功能。 SolidWorks公司成立于1993年,由PTC公司的技術副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起,總部位于馬薩諸州的康克爾郡(Concord,Massachusetts)內。當初的目標是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產力的實體模型設計系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機械設計軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處,并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該產品。1997年,Solidworks被法國達索(Dassault Systemes)公司收購,作為達索中端主流市場的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢,SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新,公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名。從1995年至今,已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎。其中僅從1999年起,美國權威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎,以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此,SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明,使用它,設計師大大縮短了設計時間,產品快速、高效地投向了市場。 由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn),不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星,也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東,以一千三百萬美元的風險投資,獲得了高額的回報,創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作,成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產品。 由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內核(由劍橋提供)以及良好的與第三方軟件的集成技術。SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示,目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬,涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上,每年來自全球4,300所教育機構的近145,000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索,與其它3D CAD軟件相比,SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多,這一事實說明了越來越多的工程師和設計者使用SolidWorks三維軟件,越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強大,易于操作,界面人性化,技術創(chuàng)新,組件繁多是SolidWorks的五大特點。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案,通過方案的篩選,工程師能從中選擇合適的方案,從而在設計過程中降低設計的錯誤以及提高產品質量。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中,SolidWorks是設計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng),同時對每個工程師和設計者,乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng),由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢,SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新,公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名;從1995年至今,已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎,其中僅從1999年起,美國權威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎,以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此,SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明,使用它,設計師大大縮短了設計時間,產品快速、高效地投向了市場。由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn),不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星,也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東,以一千三百萬美元的風險投資,獲得了高額的回報,創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作,成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司,SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產品。 由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內(由劍橋提供)以及良好的與第三方軟件的集成技術,SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示,目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬,涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上,每年來自全球4,300所教育機構的近145,000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索,與其它3D CAD系統(tǒng)相比,與SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總和還要多,這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks,越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計,全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達5500萬小時。在美國,包括麻省理工學院(MIT)、斯坦福大學等在內的著名大學已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課,國內的一些大學(教育機構)如哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、浙江工業(yè)大學、浙江大學、華中科技大學、北京航空航天大學、大連理工大學、北京理工大學、武漢理工大學等也在應用SolidWorks進行教學。Solidworks軟件功能強大,組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點,這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能,而且對每個工程師和設計者來說,操作簡單方便、易學易用。 SolidWorks在現(xiàn)今社會階段逐漸廣泛應用,并且SolidWorks公司對中國市場重點開發(fā),日后SolidWorks應用將會更加完善,更加普遍。通過前文對SolidWorks的深入了解后,往后會對SolidWorks進行個別應用的分析,如建模,裝配,工程圖,力學分析等。 Solidworks軟件功能強大,組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點,這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能,而且對每個工程師和設計者來說,操作簡單方便、易學易用。 對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶,基本上就可以用SolidWorks 來搞設計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內完成大型裝配設計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器,用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ,用戶能在比較短的時間內完成更多的工作,能夠更快地將高質量的產品投放市場。 在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中,SolidWorks是設計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司Daratech所評論:“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中,SolidWorks是最著名的品牌,是市場快速增長的領導者?!? 在強大的設計功能和易學易用的操作(包括Windows風格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼)協(xié)同下,使用SolidWorks ,整個產品設計是可百分之百可編輯的,零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全相關的。 用戶界面 SolidWorks 才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動控制?!叭珓痈械摹钡挠脩艚缑鏈p少設計步驟,減少了多余的對話框,從而避免了界面的零亂。 嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設計數(shù)據(jù)和參數(shù),而且操作方便、界面直觀。 用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。 特征模板為標準件和標準特征,提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模板上調用標準的零件和特征,并與同事共享。 SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器,使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習慣,順利地從二維設計轉向三維實體設計。 配置管理 配置管理是SolidWorks軟件體系結構中非常獨特的一部分,它涉及到零件設計、裝配設計和工程圖。配置管理使得你能夠在一個CAD文檔中,通過對不同參數(shù)的變換和組合,派生出不同的零件或裝配體。 協(xié)同工作 SolidWorks 提供了技術先進的工具,使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進行協(xié)同工作。 通過eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。 通過三維托管網(wǎng)站展示生動的實體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務,你可以在任何時間、任何地點,快速地查看產品結構。 SolidWorks 支持Web目錄,使得你將設計數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中,就像存本地硬盤一樣方便。 用3D Meeting通過互聯(lián)網(wǎng)實時地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟NetMeeting的技術而開發(fā)的專門為SolidWorks設計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 裝配設計 在SolidWorks 中,當生成新零件時,你可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環(huán)境里,可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體,SolidWorks 的性能得到極大的提高。 SolidWorks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動,并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。 用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技術,用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中,而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。 鏡像部件是SolidWorks 技術的巨大突破。鏡像部件能產生基于已有零部件(包括具有派生關系或與其他零件具有關聯(lián)關系的零件)的新的零部件。 SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術,來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術能夠自動地捕捉并定義裝配關系。 工程圖 SolidWorks 提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的,當你修改圖紙時,三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。 從三維模型中自動產生工程圖,包括視圖、尺寸和標注。 增強了的詳圖操作和剖視圖,包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。 使用RapidDraft技術,可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離,進行單獨操作,以加快工程圖的操作,但保持與三維零件和裝配體的全相關。 用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置,以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運動關系的裝配體而設計的獨特的工程圖功能。 1.5 Solidworks設計基礎 熟悉SolidWorks的工作環(huán)境;了解SolidWorks的命令,掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開、保存、導入等基本操作,掌握三維建模流程。 1.5.1草圖繪制 掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法;掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法;理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束;熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具;能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 1.5.2 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念;靈活運用各種建立基準點的方法;靈活運用各種建立基準軸方法;靈活運用各種建立基準面的方法;靈活運用坐標系的建立方法;能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。 1.5、3拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建模 靈活運用拉伸特征的概念與建立方法;靈活運用旋轉特征的概念與建立方法;掌握掃描特征的概念與建立方法;靈活運用放樣特征的概念與建立方法;通過實踐能夠準確分析零件的特征,靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 1.5.4工程圖設計 靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法;靈活運用建立標準三視圖,剖視圖,斷面圖,局部圖,輔助視圖等方法;靈活運用各種注釋的方法。 1.5.5裝配設計 靈活運用自底向上的裝配方法;靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法;靈活運用SolidWorks智能裝配技術;靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制,并能夠在裝配體中設計子裝配體;靈活運用干涉檢查;靈活運用自上向下的裝配方法;靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號;靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。 2 磨拋機總體結構及工作臺的設計 2.1 磨拋機送料機構的總體方案圖 根據(jù)設計要求及自己確定的總體結構簡圖如圖(1)。 圖(1) 其中設備總體分5部分,1部分為縱向軌道組、2擺料夾具臺、3橫向軌道組、4工作臺5.磨拋工作頭。各部分之間通過軌道、齒輪、軸、氣缸、電機等進行有效鏈接配合產生作用。 2.2 拋磨機的工作原理 1. 減速電機通過軌道輪帶動橫向軌道組及工作臺縱向運動。滿足X方向運動需求。 2. 減速電機帶動齒輪再齒條土里作用下將工作臺在橫向軌道上運動,滿足Y向運動需求。 3. 減速電機帶動絲杠在導向桿導向作用下將工作臺向Z方向運動。 4. 通過氣缸推拉運動帶動磨頭進行搖擺運動。 2.3 拋磨機主要零部件選型及強度校核計算 2.3.1原始數(shù)據(jù)及基礎數(shù)據(jù)的確定 磨拋機原始數(shù)據(jù)如下表所示 橫向軌道組重量M1 工作臺重量M 工作臺Z向行進速度U3 兩套磨頭組重量M4及磨頭轉速、工作時接觸面壓力F 2000kg 最快緊急速度30m/min 600kg 8m/min 400kg 、1450轉/min、320kg 2.3.2部分電機選型計算 1.橫向軌道電機選型 1)橫向軌道組采用2臺電機輸出轉速1500轉,減速機減速比k=50。輪子半徑為r=110,摩擦因數(shù)f=0.1,電機安全系數(shù)取2 橫向軌道驅動電機所帶動重量為 G總==196000N 輪子需要克服摩擦力為 =1960N 其中T=215.6 *S=0.755kw 根據(jù)國標可選用2臺1500轉1.1KW電機 2.橫向軌道軸承選型 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素,還要考慮到軸承的性能,一般要考慮到其壽命、可靠度(指該軸承達到或超過規(guī)定壽命的概率)、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉速、旋轉精度、軸承的剛性(一般磙子軸承的剛性大于球軸承)、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設計的軸上徑向載荷大,軸向載荷小,而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題,所以選用調心滾子軸承,因為調心磙子軸承主要承受徑向載荷,也可同時承受少量的雙軸向載荷,而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用(雙列向心)圓錐磙子軸承,有雙內圈,并是可分離的軸承,根據(jù)d=40mm,由參考資料2P7-356 表7-2-78 帶緊定套的調心滾子軸承(GB/T288-1994),選用22218CK/W33+H318軸承,其基本額定載荷為=240KN,=322KN, 根據(jù)軸承選用配套的軸承座,參考資料2P7-43表7-2-105 適用圓錐孔的異徑孔滾動軸承座(GB/T7813-1998) SNK型軸承座,可選用SNK316型的軸承。 3.聯(lián)軸器選型彈性套柱銷聯(lián)軸器的柱銷上套有橡膠圈,具有彈性和補償軸線位移的能力,但相對角位移較大時,易磨損,結構簡單,安裝方便,更換容易,尺寸小,質量輕,傳動轉矩大,廣泛應用于各種旋轉泵中LT系列彈性套柱銷聯(lián)軸器的適用范圍:適用于聯(lián)接兩同軸線的傳動軸系,具有一定的補償兩軸相對偏移和一般減震性能。工作環(huán)境溫度為-20~+70。聯(lián)軸器前后軸直徑分別為40和40 。由此選用TL6-Z40-40,并且該連軸器額定扭矩可滿足工作要求。 3 用proe建磨拋機送料機三維模 3.1總體的三維建模 3.2 工作臺的三維建模 3.3 氣缸的三維建模 4. 三維軟件設計總結 通過此次設計,又一次提升了運用三維軟件的水平,并吸收了不少經(jīng)驗,總結為一下幾點。 (1) 有零件圖紙作圖與空想設計作圖不同,零件尺寸已經(jīng)給出,作圖時先不考慮尺寸是否真的合適,根據(jù)尺寸作出零件的三維圖,但到裝配時必須要考慮尺寸是否合適,由于AutoCAD圖紙效果不好,導致尺寸會有出錯,甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸,所以,此時必須通過配合后在衡量尺寸,再進行修改,直到滿足配合要求。 (2) 工具集的確方便了作圖,通過選擇零件類型,輸入數(shù)據(jù),就能生成出標準零件,但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到,所以此時要隨機應變,運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 (3) 作三維圖時要靈活變通,解決問題的方法總比問題多,當一種方法不能正常作圖時,試試另一種方法,這不但能完成零件制作,同時也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路,和打破規(guī)矩的新想法。 (4) 規(guī)則的零件,要學會使用一些能夠節(jié)省時間的命令,如鏡向,陣列等,“能省則省”。 (5) 關于裝配,曾經(jīng)帶給我很大的阻礙,花了很多時間才弄清原因所在。在一可活動子裝配體上,即使活動范圍會產生干涉,也不能對其設定活動范圍,如高級配合里的距離范圍,和角度范圍,即使在該活動范圍并不影響父配體,也不可設定。因為一旦設定范圍后,在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義的模型,這樣會對子裝配體之間的配合產生矛盾,將不能完成裝配。 看懂圖是作圖的首要任務,看圖就是了解零件的工具,沒有工具則無法制出 零件,所以畫圖不能急于下筆,想透了零件的結構,想透圖中的虛實線,這才是高效作圖的重中之重。進行零件建模前,一般應進行深入的特征分析,搞清零件是由那幾個特征組成,明確各個特征的形狀,他們之間的相對位置和表面連接關系,然后按照特征的主次關系,按一定的順序進行建模。一個復雜的零件,可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時,特征的生成順序十分重要,不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件,但其造型過程及實體的構型結構卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用。 尤其在二維圖紙上,我們能看到的只是零件的平面圖,而內部特征則以虛線給予表示,另外還有零件的相貫線,這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中,必須要選好第一個草繪平面,這很關鍵,這個平面決定了往后建模的所用到的命令,簡單的說,一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸,也可以作一個長方體旋轉,雖然他們的結果都一樣,但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸,那我們就應該選擇第二種方法為好了。 由于此設計的零件都是比較規(guī)則的零件,所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉命令,而且很多零件都是擁有對稱關系,所以為了節(jié)省時間,提高效率,經(jīng)常會用到鏡向特征命令。 一張完整的工程圖應具備以下4方面的內容。 (1) 一組視圖:用一組視圖(其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖)確、完整、清晰地表達零件各部分的結構形狀。 (2) 尺寸:確定零件各部分形狀的大小和位置 (3) 技術要求:表明零件在制造和檢驗是應達到的一些要求,如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標等。 (4) 標題欄:注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號等內容。 單擊【新建文件】圖標,系統(tǒng)顯示新建solidworks文件對話框,雙擊該對話框中得裝配體選項,即可進入裝配體工作模式。調入第一個零件模型并放置在裝配體的原點處,即零件原點與裝配體原點重合。調入一個與第一個零件模型有裝配關系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關系,然后選取相應的約束選項進行零件操作。 結 論 在最近一段時間的畢業(yè)設計,使我們充分把握設計方法和步驟,不僅復習所學的知識,而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示,在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計,會遇到不清楚的作業(yè),老師和學生都能給予及時的指導,確保設計進度,本文所設計的是磨拋機送料機的結構設計,通過初期的定稿,查資料和開始正式做畢設,讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性,從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易,需要不斷鉆研,不斷進取才可做得好,總之,本設計完成了老師和同學的幫助下,在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學,是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致 謝 至此在論文完成之際,向我的導師表示由衷的感謝!真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導,感謝我敬愛的老師,您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導,同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解,給予我人生的啟迪,使我在順利地完成大學階段的學業(yè)同時,也學到了很多有用的做人的道理,明確了人生目標。知道自己想要什么了,不再是從前那個愛貪玩的我了。導師嚴謹求實的治學態(tài)度,銳意創(chuàng)新的學術作風,認真加負責,公而忘私的敬業(yè)精神,豁達開朗的寬廣胸懷,平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算,查找了各類的送料機結構設計的設計資料,論文終于可以完成了,我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的,也不是最好的,但是在我心里,它是我最珍惜的,因為我自己已經(jīng)盡力的做了,它是我用心、用汗水成就的,也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活,不僅豐富了我的知識,而且鍛煉了我的個人能力,更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識,在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意,謝謝各位同學老師。 參考文獻 [1]金清肅,機械設計課程設計(第一版)[M].武漢:華中科技大學出版社,2007.10 [2]濮良貴,紀名剛.機械設計(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2006.5 [3]吳宗澤,機械設計使用手冊(第二版).北京:化學工業(yè)出版社,2003.10 [4]吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊(第三版).北京:高等教育出版社,2006.5 [5] 張春林,曲繼方,張美麟.機械創(chuàng)新設計.機械工業(yè)出版社,2001.4- 配套講稿:
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- 關 鍵 詞:
- 機工 結構設計
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