粉末冶金成型机的压力收料装置机械结构的设计【7张CAD图纸+毕业论文】
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毕业设计题 目自动收料装置机械结构设计学生姓名学 号系 部专 业班 级指导教师二一七年X月 毕业设计(论文)报告纸摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。采用机械手是提高产品质量与劳动生产率,实现生产过程自动化,改善劳动条件,减轻劳动强度的一种有效手段。它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和生产自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作,采用机械手是有效的;此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,有着广阔的发展前途。本次毕业设计的主要任务是完成自动收料装置机械手总体的设计,本机主要包括横移气缸、上下气缸,夹抓气缸和导轨组成。本文首先确认设计方案,然后然后对整机关键部件进行设计计算,并通过三维软件SOLIDWORKS对整机进行三维建模。关键词:自动收料装置 ,机械手 , 三维建模,设计计算AbstractManipulator is a kind of mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. The manipulator is to improve the product quality and labor productivity, realize the production process automation, improve labor condition, reduce the labor intensity of a kind of effective means. It is a part of imitating human upper extremity function, according to the reservation request artifacts or hold the tools to manipulate automation technology and equipment. Robots can replace human heavy labor, significantly reduce the labor intensity of workers, improve working conditions, improve labor productivity and production automation level. Often encountered in the industrial production of heavy workpiece handling and long-term, frequent, monotonous operation, the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature and deepwater, the universe, radioactive and other toxic, environmental pollution condition, more show its superiority, has a wide development future. This graduation design is the main task of the complete automatic discharging device manipulator overall design, this machine is mainly including transverse cylinder, cylinder, clamp cylinder and guide. This paper confirmed the design scheme, and then to the whole machine design of key components, and through 3 d software SOLIDWORKS 3 d modeling on the whole machine. Key words: automatic feeding device, the manipulator, 3 d modeling, design and calculation 目录摘要Abstract第一章 绪论1.1课题研究的意义1.2课题的发展现状1.3机械手的特点1.4机械手的组成1.4.1执行机构1.4.2驱动机构1.4.3控制机构1.5 课题完成的内容第二章 自动收料装置机械手的总体设计方案2.1 课题要求2.2 驱动方案的确认2.2.1 液压驱动2.2.2 气压驱动2.2.3 电动机驱动2.2.4 方案的确认2.3 总体方案拟定2.3.1 执行机构的总体设计第三章 自动收料装置机械手整体结构的设计计算3.1 拟定设计参数3.2 上下气缸的设计计算3.2.1 负载分析3.2.2 气缸效率分析3.2.3 气缸缸径的确认3.2.4导向长度的确认3.2.5活塞宽度的确定3.2.6 缸体长度的确定3.2.7缸筒壁厚的计算3.2.8 缸体外径尺寸的计算3.3导轨的选择第四章 自动收料装置机械手三维建模的设计4.1 Solidworks软件简介4.2零件建模4.2.1导杆连接板三维建模的形成4.2.2 滑轨安装板的三维建模形成4.2.3 TOOLBOX运用4.3零件装配4.4 三维向二维的转换第五章 结论参考文献致谢 第一章 绪论1.1课题研究的意义随着人类科技的进步,社会经济的发展,机械手学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。它体现了光机电一体化技术的最新成就,机械手作为其中的佼佼者更是发挥了不可磨灭的作用。在人类社会中,凡是有机械活动的地方,都能看到机械手的身影。机械手产品的应用已经由核工业和军事科技等高端科学领域向医疗、农业甚至是服务娱乐等民用领域发展了,并且各式各样的机械手正在涌现出来,以惊人的速度延伸到人类活动的各个领域。机械手是由于人类期望生产水平的提高,为了提升生产效率而出现的。然而由于机械手善于完成重复的,单调的,精确度要求高的工作,能取代人在恶劣的环境中完成人类不能或者不愿完成的工作,因此,机械手的出现又大大解放了人类的生产力。所以说机械手的发展是社会发展的结果,也是社会发展的必然趋势。现在,很多发达国家都追逐着机械手这一发展趋势,积极地进行着机械手的各种开发和研制的工作,并且其中一些国家已经取代了不错的成果,研制出了许多新型且实用的机械手或者是机械手。例如:日本的跳舞机械手、犬型机械手爱宝(AIBO);英国研制的履带式“手推车”及“超级手推车”排爆机械手;美国robots公司推出了能避开障碍,自动设计行进路线吸尘器机械手Roomba;上海世博会使用过的福娃机械手等等。由于机械手的迅猛发展,机械手进入学校教学是必然的。三自由度机械手作为是机械手的典型产品,其设计及应用对机电一体化、机械结构工艺、机械制造、自动化、电子信息等专业的教学及研究都有着很重要的意义。该课题不仅需要设计机械结构和机构,还需要涉及到自动化装配等问题。该课题涉及到设计、绘图、控制等各方面的知识,可以培养学生综合运用所学知识解决具体工程项目的能力。1.2课题的发展现状工业机械手最早应用在汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的 手足和大脑功能,它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作:代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。目前主要应用与制造业中,特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心,自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。随着生产的发展,功能和性能的不断改善和提高,机械手的应用领域日益扩大。工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的,始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究,它是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是:机体上安装一回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的;1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上,又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩,用液压驱动;控制系统用磁鼓做储存装置。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的;同年该公司和普曼公司合并成为万能制动公司,专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运,可做点位和轨迹控制:该机械手的中央立柱可以回转、升降、伸缩,采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。虽然这2种机械手出现在六十年代初,但都是国外机械手发展的基础。从60年代后期起,喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种UnimationVic.arm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业。联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业:联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制;日本是工业机器人发展最快,应用国家最多的国家,自1969年从美国引进两种典型机械手后,开始大力从事机械手的研究,目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。前苏联自六十年代开始发展应用机械手,主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作。我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。1972年我国第一台机械手开发于上海,随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划(1986-1990)开始,我国政府将工业机器人的发展列入其中,并且为此项目投入大量的资金,研究开发并且制造了一系列的工业机器人,有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人,广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人,大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人,沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器,都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的,同时一系列的机器人关键部件也被开发出来,如机器人专用轴承,减震齿轮,直流伺服电机,编码器,DCPWM等等。我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时,相应的发展通用机械手,研制出示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构,设计成典型的通用机构,以便根据不同的作业要求,选用不用的典型机构,组装成各种用途的机械手,即便于设计制造,又便于跟换工件,扩大了应用范围。1.3机械手的特点1机械手能进行自动化生产,降低成本。就本次设计的上下料机械手而言,它能不间断的搬运零件和各种材料的输送。这样既提高了生产率又降低了生产成本。2机械手能使产品品质稳定,减少人工污染。人工生产会使产品质量受工人状态起伏而影响。对于某些高精度产品,人工送取会产生人工污染。3机械手能改善劳动条件,避免各种工伤。在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中,人工操作会有危险,机械手能代替人工作,改善了人们的劳动条件。4机械手能持久、耐劳,可以把人从繁重的劳动中解放出来,人在连续工作几个小时后,总会感到疲劳或厌倦,以机械手代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。5机械手的灵活性、通用性强。它能通过更换部件来适应不同产品的生产。并通过改变程序和自由度来达到迅速改变作业的可能性。这样机械手能满足各种各样的零件生产,在生产中发挥重大作用。1.4机械手的组成工业机械手是由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。1.4.1执行机构一般机械手的执行机构由手部或者叫抓取部分、腕部、臂部、缓冲与定位,还有行走机构组成。1.4.2驱动机构驱动机构主要有液压驱动、气动驱动、电动驱动和机械驱动等形式。不过目前还是以液压和气动用的最多。液压驱动具有体积小、出力大、控制性能好、动作平稳等特点,它利用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线运动;利用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。液压驱动具有润滑性能好、寿命长的特点,结构紧凑,刚性好。定位精度高,克实现任意位置开停。有很多专业机械手能直接利用主机的液压系统。但缺点是需要配备压力源,系统复杂成本较高。气动驱动结构简单、造价低廉、气源方便,所需的压缩气源一般工厂都有,并且无污染,一般采用的压力0.4-0.6MPa,最高可达1MPa。缺点是出力小,体积大。由于空气的可压缩性大,很难实现中间位置的停止,只能用于点位控制,而且润滑性较差,气压系统容易生锈。电动由于减速和回转运动变往复运动机构复杂, 很少采用。机械式用于简单的场合。1.4.3控制机构机械手的控制方式有点动和连续控制两种方式。大多数是用插销板进行点位程序控制,也有采用可编程序控制器控制、微型计算机数字控制,采用凸轮、1.5 课题完成的内容本毕业设计课题来源于顶岗实习岗位,主要针对某型号粉末冶金成型自动机上料装置人工收料效率低,且不安全的实际状况进行的改进设计,即可以提高机床的工作效率,又可以节约人力。设计的主要内容:收料装置机械结构的设计工作量:主要零件的零件图,机械结构图,机械手装配图。图量合计2张A0图2张。设计说明书1份。本文首先确认设计方案,然后然后对整机关键部件进行设计计算,并通过三维软件SOLIDWORKS对整机进行三维建模。第二章 自动收料装置机械手的总体设计方案2.1 课题要求设计参数:粉末冶金成型机的压力为350T,机械手加持的零件为环形,该零件外圆直径为84mm,内圆直径为54mm,重100克,零件装夹时需将打Mark号面向下放置,需轻拿轻放,防止碰伤。 2.2 驱动方案的确认设备的驱动方式有液压式、气动式、和电动式。下面将三种驱动方式进行分析比较。2.2.1 液压驱动设备的驱动系统采用液压驱动,有以下几个优点:(1)液压容易达到较高的压力(常用液压为2.56.3MPa),体积较小,可以获得较大的推力或转矩;(2)液压系统介质的可压缩性小,工作平稳可靠,并可得到较高的位置精度;(3)液压传动中,力、速度和方向比较容易实现自动控制;(4)液压系统采用油液作介质,具有防锈性和自润滑性能,可以提高机械效率,使用寿命长。液压传动系统的不足之处是:(1)油液的粘度随温度变化而变化,影响工作性能,高温容易引起燃爆炸等危险;(2)液体的泄漏难于克服,要求液压元件有较高的精度和质量,故造价较高;(3)需要相应的供油系统,尤其是电液伺服系统要求严格的滤油装置,否则引起故障。液压驱动方式的输出力和功率更大,能构成伺服机构,常用于大型设备的驱动。2.2.2 气压驱动与液压驱动相比,气压驱动的特点是:(1)压缩空气粘度小,容易达到高速;(2)利用工厂集中的空气压缩站供气,不必添加动力设备;(3)空气介质对环境无污染,使用安全,可直接应用于高温作业;(4)气动元件工作压力低,故制造要求也比液压元件低。它的不足之处是:(1)压缩空气常用压力为0.40.6MPa,若要获得较大的力,其结构就要相对增大;(2)空气压缩性大,工作平稳性差,速度控制困难,要达到准确的位置控制很困难;(3)压缩空气的除水问题是一个很重要的问题,处理不当会使钢类零件生锈,导致设备失灵。此外,排气还会造成噪声污染。气动式驱动多用于点位控制、抓取、开关控制和顺序控制的设备。2.2.3 电动机驱动电动机驱动可分为普通交、直流电动机驱动,交、直流伺服电动机驱动和步进电动机驱动。普通交、直流电动机驱动需加减速装置,输出力矩大,但控制性能差,惯性大,适用于中型或重型设备。伺服电动机和步进输出力矩相对小,控制性能好,可实现速度和位置的精确控制,适用于中小型设备。交、直伺服电动机一般用于闭环控制系统,而步进电动机则主要用于开环控制系统,一般用于速度和位置精度要求不高的场合。2.2.4 方案的确认 综合上述三个方式的优缺点,本文最重选用气压传动最为本次造波机的驱动形式。2.3 总体方案拟定2.3.1 执行机构的总体设计 图2-1执行机构如图2-1所示,立柱固定在工作台上,左右横移机构采用无杆气缸驱动,节省空间,上下机构采用迷你气缸驱动,取料机构采用平行手指气缸。整机结构设计紧凑,空间布局合理。第三章 自动收料装置机械手整体结构的设计计算3.1 拟定设计参数 机械手左右行程:400mm 机械手上下行程 :75mm 工作气压:0.3MPA3.2 上下气缸的设计计算3.2.1 负载分析图3-1 气缸工作原理简图 气缸实际推力公式:F= Fw + +Fa (3-1) 式中Fw-工作负载; Fa-运动部件速度变化时的惯性负载; -导轨摩擦阻力负载,启动时为静摩擦阻力。启动后为动摩擦阻力摩擦负载计算公式: = f( G + FRn ) (3-2) 式中G-重力,估算整个夹持机构总重量3KG -垂直于导轨的工作负载,本系统中为零; f-导轨摩擦系数,静摩擦系数取0.2,动摩擦系数为0.1。 得出摩擦负载为忽略不计惯性负载计算公式: (3-3) 式中 重力加速度 加速或减速时间,一般t取0.1s0.5s 时间内的速度变化量暂定0.8。 求的: = = =4.89N根据上述计算结果,列出各工作阶段所受的外负载求的 F= Fw + +Fa35N3.2.2 气缸效率分析 气缸的效率由以下三种效率组成: A.机械效率,由各运动件摩擦损失所造成,在额定压力下,通常可取=0.9 B.容器效率,由各密封件泄露所造成,通常容积效率为: 装弹性体密封圈时 1 装活塞环时 0.98 C.作用力效率,由出油口背压所产生的反作用力而造成。 一般取=0.9 所以 =0.9 =1 =0.9 总效率为。3.2.3 气缸缸径的确认 (3-4) =26.2mm 按设计手册取d/D 为0.4 , 故 得d12mm 表3-1 气缸内径尺寸系列(GB2348-80) 810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250 表3-2 活塞杆直径系列(GB2348-80)456810121416182022252832364045505663708090100110125140根据表3-1和表3-2将这些直径圆整成进标准值时得:气缸有:D=32mm 和活塞d=12mm由此求得气缸面积的实际有效面积为:A1=0.0008m A2=0.0007m3.2.4导向长度的确认当活塞杆全部外伸时,从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点距离为H,称为最小导向长度。如果导向长度过小,将使气缸的初始挠度增大,影响气缸的稳定性,因此在设计时必须保证有一定的最小导向长度。图3-2气缸最小导向长度对一般的气缸,最小导向长度应满足: 式中:气缸的最大行程(mm) 设计要求=75mm 气缸内径(mm)取H=20mm3.2.5活塞宽度的确定活塞的宽度一般取=(0.3-0.6)即=(0.3-0.6)32=(9.6-19.2)mm取=18mm 3.2.6 缸体长度的确定气缸缸体内部的长度应等于活塞的行程L与活塞宽度B的和。缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度,一般气缸缸体的长度不应大于缸体内径的20-30倍。即:缸体内部长度75+18=93mm 3.2.7缸筒壁厚的计算在中、低压系统中,气缸的壁厚基本上由结构和工艺上的要求确定,壁厚通常都能满足强度要求,一般不需要计算。但是,当气缸的工作压力较高和缸筒内径较大时,必须进行强度校核。当时,称为薄壁缸筒,按材料力学薄壁圆筒公式计算,计算公式为 (3-5) 式中,缸筒内最高压力; 缸筒材料的许用压力。=, 为材料的抗拉强度,n为安全系数,当时,一般取。当时,按式(3-6)计算 (该设计采用无缝钢管) (3-6)根据缸径查手册预取=30此时最高允许压力一般是额定压力的1.5倍,根据给定参数,所以: =0.61.5=0.9MP=100110(无缝钢管),取=100,其壁厚按公式(3-6)计算为 满足要求,就取壁厚为1.1mm。3.2.8 缸体外径尺寸的计算缸体外径查机械手册表:外径取34.2mm3.3导轨的选择根据设计参数确认:本设计的轴向运动的行程为400mm,进给速度为0.8m/s。无明显碎屑,要求寿命为10年。精度、刚性满足一般要求。负荷方式,承受竖直向下的力和较小的转矩。1) 选择导轨型号EGH 20CC,HG系列,法兰型滑块,滑块固定方式为上锁式。2)导轨工作计算(1)受力条件1)进给部分工作台安装有一个导轨;2)进给部分重量大约为;(2)受力计算进给部分重力给每个滑块的力:为20KG (3)寿命计算当线性滑轨承受负荷并作运送时,珠道表面与钢珠因不断的受到循环应力的作用,一旦到达滚动疲劳的临界值,接触面就会开始产生疲劳破损,并在部分表面发生鱼鳞状薄片的剥落现象,此种现象叫做剥离。寿命,珠道表面及钢珠因材料疲劳而产生表面剥离现象时为止的总运行时间。计算寿命时间公式 :寿命时间 h:运行速率 :负荷比由直线导轨使用手册,25CC型号的基本动额定载荷38.74。负荷大小(根据负荷状况与使用速度选择)f根据由表3-3选择运行速率,带入上式中符合要求。表3-3 负荷系数f负荷状况使用速度F无冲击力且平滑微笑冲击力普通负荷力受冲击力及振动V15m/min15m/minV60m/min60m/min120m/min11.21.21.51.52.02.03.5第四章 自动收料装置机械手三维建模的设计4.1 Solidworks软件简介首先我要对Solidworks进行介绍一下,它是一种先进的,智能化的参变量式CAD设计软件,在业界被称为“3D机械设计方案的领先者”,易学易用,界面友好,功能强大,在机械制图和结构设计领域,掌握和使用Solidworks已经成为最基本的技能之一。与传统的2D机械制图相比,参变量式CAD设计软件具有许多优越性,是当代机械制图设计软件的主流和发展方向。传统的CAD设计通常是按照一定的比例关系,从正视,侧视,俯视等角度,根据投影,透视效果逐步绘出所需要的各个单元,然后标注相应尺寸,这就要求制图和看图人员都必须具备良好的绘图和三维空间想象能力。如果标注尺寸发生变化,几何图形的尺寸不会同步变更;如果改变了几何图行,其标注尺寸也不会发生变化,还要重新绘制,标注,因此绘图工作相当繁重。参变量式CAD设计软件,是参数式和变量式的统称。在绘制完草图后,可以加入尺寸等数值限制条件和其他几何限制条件,让草图进入完全定义状态,这就是参数式模式。由于软件自动加入了关联属性,如果修改了标注尺寸,几何图形的尺寸就会同步更新。也可以暂时不充分的限制条件,让草图处于欠定义状态,这就是变量式操作模态。美国Solid Works公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司,公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己的微机上使用功能强大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系统,公司主导产品是世界领先水平的Solid Works软件。90年代初,国际微机市场发生了根本性的变化,微机性能大幅提高,而价格一路下滑,微机卓越的性能足以运行三维CAD软件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维CAD系统,1993年PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁成立SolidWorks公司,并于1995年成功推出了SolidWorks软件,引起世界相关领域的一片赞叹。在SolidWorks软件的促动下,1998年开始,国内、外也陆续推出了相关软件;原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件,也从1999年开始,将其程序移植到Windows操作系统中。由于SolidWorks出色的技术和市场表现,不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星,也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东,以原来一千三百万美元的风险投资,获得了高额的回报,创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作,成为CAD行业一家高素质的专业化公司。功能描述(1) TopDown(自顶向下)的设计(2) DownTop(自下向上)的设计(3) 配置管理(4) 易用性及对传统数据格式的支持(5) 零部件镜像(6) 装配特征(7) 工程图(8) eDrawingSolidworks模形由零件,装配体和工程图等文件组成,没有生成零件之前的图纸称为草图。由2D,3D草图直接生成3D模形和工程图时,如果修改了草图的标注尺寸,其3D模形和工程图会同步更新;相反,如果修改了工程图的标注尺寸,其3D模形和草图也会同步更新。软件使用起来非常方便,大大减少了设计人员的工作量,提高了工作效率。通常,从打开一个零件文件或建立一个新零件文件开始,绘制草图、生成基体特征、然后在模型上添加更多的特征,生成零件。也可以从其他软件导入曲面或几何实体开始,编辑特征,生成零件和装配体工程图。这是常用的设计方法,也就是自下而上的设计方法。草图绘制从零件文件开始,对于一个新的产品设计,要首先建立零件文件。由于零件、装配体及工程图的相关性,所以当其中一个视图改变时,其他两个视图也会自动改变。Solidworks2014允许自定义功能,选择菜单栏中的“工具”-“选择”命令,可以显示.定义”系统选项”和”文件属性”选项卡.Solidworks2014可以自动保存工作.自动恢复功能可以自动保存零件,装配体或工程图文件的信息,在系统死机时不会丢失数据.如果设定此选项,则选择”工具”_”选项”菜单命令.在”系统选项”选项卡上,单击”备份”选项,选择”每(n)次更改后,自动恢复信息”复选框,然后设定信息自动保存前应发生的变更次数.Solidworks2014具有很强的文件交换功能,可以输入,输出数十种文件格式,可以与AutoCAD,pro/ENGINEER,Solid Edge,CAM等软件很方便地进行文件交换。Solidworks2014在草图绘制模式及工程图中提供显示网格线和捕捉网格线功能。可将网格线与模型边线对齐,还可捕捉到角度。网格线和捕捉功能在Solidworks2014中不太使用,因为SolidWorks是参变量软件,尺寸和几何关系已提供了所需的精度。4.2零件建模4.2.1导杆连接板三维建模的形成在SolidWorks中,导杆连接板的形成比较容易实现,通过拉伸、阵列等指令,导杆连接板的三维模型如图4-1所示。图4-1 导杆连接板三维图4.2.2 滑轨安装板的三维建模形成由于滑轨安装板的三维模型比较复杂,运用了拉伸,切除,圆角,等特征,形成滑轨安装板的三维模型。如图4-2所示图4-2 滑轨安装板三维图4.2.3 TOOLBOX运用另外,SolidWorks里toolbox里包含了各种传动件,螺栓,螺母,螺钉,轴承等数据,可直接调用输入自己参数即可。 轴承的建模,从toolbox中选择轴承,滚动轴承如图4-3所示图4-3 添加轴承4.3零件装配零件设计好了,可以将其在组建模式下通过一定的方式组合在一起,从而造成一个组件或完整产品模型。零件装配需要在专门的组件设计模式下进行。在Solidworks2014 中,可以按照以下步骤来创建一个组件设计文件:单击新建按钮,打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选择“组件”单选按钮,在“子类型”选项组中寻则“设计”单选按钮,在“名称”文本框中输入组件名称,清除“使用缺省模板”复选框,然后单击“确定”按钮。弹出“新建文件选项”对话框。从“模板”选项组的列表框中选择“mmns _SLDASM_design”,单击“确定”按钮。在组件设计中(装配设计),主要有两种主流设计思路,即自底向上设计和自顶而下设计。通俗一点而言,前者是将已设计好的零部件按照一定的装配方式添加到装配体中;而后者则是从顶层的产品结构着手,由顶层的产品结构传递设计规范到所有相关子系统,从而有利于高效地对整个设计流程项目进行协作管理。在组件设计模式下,系统允许采用多种方法将元件添加到组件,包括使用放置定义集(简称约束集)和使用元件界面自动放置等。通常元件放置根据放置定义集而定,这些集合决定了元件与组件的相关方式及位置,这些集既可以是由用户定义的,也可以是预定义的。用户定义的约束集含有0个或多个约束;预定义约束集(也叫连接)具有预定义数目的约束。约束放置是较为常用的装配方式。在 Solidworks2014元件放置操控板的约束列表框中,提供了多种放置约束的类型选项,包括缺省、固定、曲面上的边、曲面上的点、直线上的点、相切、坐标系、插入、匹配、对其、和自动。在使用约束放置选项时,需要注意约束放置的一般原则及注意事项。例如,“匹配”约束或“对齐”约束的一组参照的类型要相同(平面对平面、旋转对旋转、点对点、轴对轴);一次只能添加一个也是,譬如不能使用一个单一的“匹配”约束选项将一个零件上的两个不同的平面与另一个零件上的两个不同的平面配对,二必须定义两个单独的“匹配”约束;元件的装配需要定义放置约束集,放置约束集由若干个放置约束构成,用来组合定义元件的放置和方向。装配通过一个中心线重合,面重合或给定距离来配合圆弧曲面的零件。首先进行部装,在得到自动收料装置机械手的装配图,总装配图见下图4-4所示:图4-4 自动收料装置机械手三维装配体4.4 三维向二维的转换SolidWorks作为一套功能强大的计算机辅助绘图和设计软件,可以建立零件的三维实体图,三维装配体图及二维工程图,且大多数生产一线的工程技术人员对二维绘图软件,如autocad,caxa电子图版,等更加熟悉,而且二维软件在绘制,尤其是标注装配体,零件图时,具有独特的优势。所以,充分利用SolidWorks和二维图之间的转换,把SolidWorks自动生成的工程视图与二维软件的标注结合起来,达到“以二维之长补三维之短”的目的。一下是三维建模生成二维工程图的详细过程。在SolidWorks中生成二维工程图。在SolidWorks中的新建模板中,新建一个工程图模板,打开工程图工具条,在工程图工具条中点击“新建”按钮,并在作图区域中单击右键,“从文件中选择”,确认要生成工程图的三维模型,并选择要形成工程图的视图方向;在绘制区域内单击左键,以确定图形位置,单击“确定,完成工程图的绘制,并将其保存为“dwg/dxf”格式的文件。如图4-5所示图4-5新建工程选用标准图纸,或自定义图纸大小,如图4-6所示图4-6选择图纸打开需要生成工程图的零件,并将其拖入此工程图。左键确定位置,继续移动鼠标,会显示鼠标移动方向的视图。从而确定所需工程图,如图4-7所示。图4-7工程图创建此外,还可通过上方的工具来分析剖视图。也可标注此装配体的零件及其名称。因此图还将在CAD中修改,故在此未标注零件序号及名称,最后完成的工程图如图4-8所示:图4-8自动收料装置机械手工程图纸第五章 结论此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一个转折点。从最初的选题,开题到计算、绘图直到完成设计。其间,查找资料、老师指导、与同学交流、找相关人士咨询、反复修改图纸,每一个过程都是对自己能力的一次检验和知识的运用。通过这次设计,我了解了的自动收料装置机械手的的用途及工作原理,熟悉了产品的设计步骤,锻炼了工程设计实践能力,培养了自己的独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固,同时也是走向工作岗位前的一次热身。毕业设计收获很多,比如学会了查找相关资料相关标准,分析数据,提高了自己的绘图能力,懂得了许多经验公式的获得,是不懈努力的结果。同时,仍有很多课题需要在以后的工作中去努力去完善。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力,对材料的不了解等等。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅,使我明白自己知识还很浅薄,虽然马上要毕业了,但是自己的求学之路还很长,以后更应该在工作中不断努力学习,努力使自己成为一个对社会有所贡献的人,为中国机械行业添上自己的微薄之力。参考文献1. 成大先.机械设计手册.北京:化学工业出版社,1993.2. 李文星,冯锡兰.材料力学.北京:高等教育出版社,2011.3. 尚久浩.自动机械设计.北京:中国轻工业出版社,2003.4. 曹金汤.凸轮机构设计丛书.北京:机械工业出版社,1985. 5. 曹惟庆,徐曾萌.机构设计.北京:机械工业出版社,2000.6. 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