某型号温度计检测包装机检测机构设计论文说明书

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1、毕业设计题 目某型号温度计检测包装机检测机构设计学生姓名学 号系 部专 业班 级指导教师 毕业设计（论文）报告纸摘要本次设计中需要进行检测的温度计，它是用由直线供送料仓式供料机构经过传送带到达检测装置，检测装置是通过数字图像处理技术对温度计的尺寸进行检测，并且在检测完成后用气缸将不合格产品剔除。整个加工过程基本可以实现自动化，只需要操作工人将温度计放入斗式料仓以及回收检测合格的温度计即可。本次毕业设计的主要任务舒是完成输送结构和上料结构的设计，本次输送结构是由皮带，调速电机，传动轴，机架等组成。输送结构包括吊斗、气缸、推板等。本文完成整机的设计计算，包括电机功率的确认，主传动轴的校核等，最后完

2、成二维工程图的绘制。关键词：检测机构 输送带 二维工程图AbstractTo detect the thermometer this design, it is used by line for the conveyor belt to a detection device to send bin type feeding mechanism, detection device is detected by the digital image processing technology to the thermometer size, and in the detection is compl

3、eted by the cylinder will be removed unqualified products. The whole process can be automated, only need workers thermometer into the bucket and the recycling bin thermometer can be qualified.The main task of this graduation design is easy to complete the design of transport structure and material s

4、tructure, this structure is composed of belt conveyor, motor, transmission shaft, a frame. Transmission structure comprises a bucket cylinder, the push plate, etc. This paper completed the calculation of the design, including the confirmation of motor power, the main transmission shaft was checked,

5、draw the final completion of two-dimensional engineering drawings.Keywords: detection mechanism of conveyor belt of 2D engineering drawings目录摘要Abstract第一章 绪论1.1国外包装机械概述1.2 我国包装机械业发展的思考和发展战略1.3 检测技术的发展1.4 课题研究的目的及意义1.5 课题完成的内容第二章 温度计检测机构的总体设计方案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2.3 传动方

6、案的选取2.4 总体方案拟定2.4.1 执行机构的总体设计2.4.2 送料机构的选择与比较2.4.3 最终整机方案第三章 温度计检测机构整体结构的设计计算3.1 拟定设计参数3.2电机功率的确认3.3同步带的设计计算3.4 主动轴的设计及强度校核计算3.4.1 轴校核安全系数3.4.2轴的静强度安全系数校核3.5 从动轴的强度校核3.6 从动轴套的SOLIDWORKS有限元分析3.6.1 从动轴套零件的三维建模3.6.2 确定材料3.6.3 添加夹具3.6.4 施加载荷3.6.5 生成网格3.6.6 运算求解3.6.7 分析结果输出4 温度计检测机构机架的设计4.1机架结构类型4.1.1 按机

7、架外形分类4.1.2 按机架的制造方法和材料分类4.2 机架结构的选择4.3 机架设计计算的准则和要求4.3.1机架设计的准则4.3.2 机架设计的一般要求4.4 温度计检测机构机架的确认第五章 结论参考文献致谢 第一章 绪论1.1国外包装机械概述包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品1。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高技术成果，都会在包装机械产品中得到应用2。国外的包装机械近些年有了新特点，主要有：一是生产高效率；二是资源的高利用率，高度的综合利用和发展循环经济；三是产品高度重视节能，重视降低成本；四是高新技术实用化，提高生产效率，产

8、品上水平、上档次；五是科研成果商品化，使包装机械产品向知识密集化、技术综合化、产品智能化等方面发展3。美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械业体系，其品种和产量均居世界之首4。10多年来，美国始终保持着世界包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制新型机械产品5，以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机械和薄膜包装机占整个市场份额的15%，厚纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪90年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。日本的包装

9、机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近500种，规格有700多个。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点6。90年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示等技术运用在包装机械中7。日本包装机械大部分用于食品包装领域8。德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家9。欧洲各国包装机械业的一个共同特点，是出口比例(出口额占产值的比例)都很大，如德国和意大利近80070 ,瑞士超过90000，荷兰出口额甚至大于产值，因为荷兰是欧洲很重要的贸易转口地10。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方

10、面居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球一些大公司生产的包装机械集机一电一仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成11。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80%左右，德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是继美国、日本、德国之后的世界最大的包装机械生产国，又是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点12。 在这样的形势下，我国的包装机械产品由于品

11、种少、技术水平低、产品可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争13。特别是我国近5年来，加快发展农产品深加工，建设节约型社会，发展循环经济和加大技术创新力度，造成新一轮技术引进高潮14。如我国近年对农产品深加工总投资达到320多亿元，加工和包装设备80%以上靠进口。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外紧凑、运转平稳、还有外表美观、传动装置精度高、生产效率高等要求以很好地完成自身功能，适应市场需求15。1.2 我国包装机械业发展的思考和发展战略首先，要明确我国包装机械业的发展方向预计到2005年我国包装机械产量将增加到67万台(套)，到2010年将增至93万台(套)。但是，靠简单的重

12、复，靠扩大生产数量，靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的，我国包装机械业必须走专业化生产的道路。要发展中高档设备，努力提高技术含量，把产品做精、做细、做专、做强，靠技术进步来推动行业的发展16。目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、生、磁为一体的高新技术产品不断涌现生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势这也是我国包装机械业的发展方向对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而是应求精求专。美国、日本、意大利的包装机械生产企业大部分规模不大，但专业化程度很高17。其次，要进行我国包装机械业的结构调整在“十五”期间

13、乃至2010年，我国包装机械业要着重进行产业结构、产品结构和组织结构的调整在产业结构调整上要提高生产集中度，促进专业化、系列化生产，提高产品质量和对市场的适应能力；要积极发展和扶持一批拥有名牌产品的重点骨干企业，加快现代企业制度的建立和完善.形成行业排头兵.参与国际市场竞争，从而加快产业提升在产品结构调整上，要改变目前产品结构中以低技术含量为主的状况，淘汰一批低效高耗的、低档次、低附加值的、劳动密集型的产品，学习国外先进技术，开发生产高效低耗的、产销对路的大型成套设备和高新技术产品，开发出“新、奇、特”的包装设备，加速包装机械的更新换代，开拓国际市场18。在组织结构调整上，要成立跨部门的企业集

14、团，树立大行业的全局观念，进行组织结构优化组合，实现行业资产优化配置，统一思想，强化管理，形成优势互补、分工合作、共同发展的新格局。1.3 检测技术的发展数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。随着多媒体技术和网络技术的快速发展，数字图像处理已经广泛应用到了人类社会生活的各个方面，如：通讯系统、办公自动化系统、机械设备、工业自动化、地理信息系统、医疗等。无论在哪个领域中，人们喜欢采用图像的方式来描述和表达事物的特性与逻辑关系，因此，数字图像处理技术的发展及对其的要求就显得更为重要。以计算机为基础的数字图像处理技术是获取物体信息的重要手段之

15、一，在机器人视觉、工业产品的加工和检测、航天科学以及国防建设等领域都有着广泛而重要的应用价值。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。计算机数字图像处理技术在未来信息技术方面将会发挥的重要作用早已被人们看到，对于计算机图像技术的发展道路，大致可以归结出3个原则性内容：未来数据图像技术强调高清晰度、高速传输、实时图像处理、三维成像或多维成像、智能化、自动化等方向发展。未来数字图像处理技术强

16、调操作、运用的方便性，图像处理功能的集中化趋势是必然会存在的。更新的理论研究与更快的算法研究。理论走在实践的前面，已经是现代科学的特点，未来数字图像处理技术的实际运用要取得更多的发展，必然离不开理论和研究方法的更新，新理论中包括小波分析、分形几何、形态学、遗传算法等都将得到更深层次的发展。1.4 课题研究的目的及意义温度计玻璃管的包装传统的方式是通过人工进行，工人首先检测每件工件的尺寸。然后进行包转。随着自动化时代的到来。为了减低成本，减小工人的负担开始设计自动化技术。通过该设计过程使学生综合运用所学的知识和技能，在实践中提高分析、解决工程实际问题的能力，拓展学生的知识领域，培养学生学习的能力

17、。工件几何形状和尺寸的自动测量一直是工业生产的重要环节，其检测结果直接影响着生产效率和产品质量。随着现代工业的发展和进步，传统的检测手段已不能完全满足现代化工业生产对工件测量精度和速度的高要求。基于数字图像处理的工件测量方法是现代化测量技术的发展趋势之一，具有高精度、非接触的特点。在满足以上优点的同时，保证速度快，成本低，受环境影响小的要求。本次设计应用到数字图像处理技术检测温度计的尺寸精度。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。1.5 课题完成的内容本次设计中需要进行检测

18、的温度计，它是用由直线供送料仓式供料机构经过传送带到达检测装置，检测装置是通过数字图像处理技术对温度计的尺寸进行检测，并且在检测完成后用气缸将不合格产品剔除。整个加工过程基本可以实现自动化，只需要操作工人将温度计放入斗式料仓以及回收检测合格的温度计即可。某型号温度计检测包装机-检测机构设计主要内容包括：斗式料仓，温度计的上料、送料装置设计，温度计的检测机构，传送带及电机的选择等。其中送料机构需要实现往复直线运动，进行单向送料；温度计的检测机构利用数字图像处理技术，检测温度计是否满足要求的尺寸精度，并去除不合格品；电机选择调速电机。第二章 温度计检测机构的总体设计方案2.1 课题要求图2-1 温

19、度计的尺寸精度图1、尺寸如图2、检测速度600件/小时；3、检测精度：两头园直径，误差1mm0.25mm；整体长度1402mm；玻璃管端面直径长度120mm2mm；玻璃管直径5mm0.2mm。剔除不合格产品。 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

20、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；(

21、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

22、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。根据设计的要求可知，检测节拍需满足600件/小时；从能源方面看，工厂的电源能有效地保证并充足，且有降低生产成本，便于操作，工件可靠，维修方便，应尽量选用电力驱动。从对环境影响来看，电力驱动方式所产生的污染较小，可选择电动机。从经济方面来看，电动机应满足一定的功率，防止功率过大造成浪费，过小负荷过大，使生产率达不到要求致使浪费时间。所以为了满足上诉要求，选择电压为380V的调速电机最为合适。 2.3 传动方案

23、的选取机械传动按传力方式分，可分为摩擦传动和啮合传动，摩擦传动又分为摩擦轮传动和带传动等，啮合传动可分为齿轮传动、涡轮蜗杆传动、同步带传动等等；按传动比又可分为定传动比和变传动比传动。考虑到本机的适用范围以及机构的便利性，本此设计采用同步带传动。2.4 总体方案拟定2.4.1 执行机构的总体设计 图2-2：执行机构如图2-2所示，传送带自右向左带动温度计移动，当达到第一工位时，激光位移传感器2接受到信号，传送带停止传动，由CCD摄像头3拍摄温度计图像并通过图像采集卡传输到计算机，计算机由matlab软件利用Canny边缘检测算子对图像在数字环境中进行边缘特征的图像分割（边缘是图像中灰度发生剧烈

24、变化的区域边界），最后通过Hough变换将图像空间的边缘特征转换为实际空间的边缘特征并与所要求的检测精度进行比较。如若不满足检测精度，则用气缸1将温度计顶入垃圾箱。若满足检测精度，传送带继续向左传动。第二工位的温度计翻转拨件5是利用摩擦力将温度计在传送带上拨动至下一圆弧槽，拨件的长度为温度计圆截面周长的1/4，传送带上两圆弧槽间的距离为3/4的温度计周长。这样拨件能将温度计在传送带上拨动90度，以拍摄不同垂直角度下温度计的图像来进行检测。第三工位对温度计进行第二次检测。最后将合格品下料，不合格品被顶入垃圾箱。2.4.2 送料机构的选择与比较 送料机构方案有以下两种,如图2-3所示：图2-3a

25、送料机构方案1图2-3b 送料机构方案2方案1：如图所示是直线供送料仓式供料机构。当人工把温度计装入料仓1后，温度计依次沿料槽向下移动，在图示位置，最底下的温度计落入送料器5的容纳槽中，凸轮机构7使送料器向左运动送料时，隔料器4受弹簧3作用而顺时针转动，挡住料槽下口，从而达到分离，供送的目的。当送料器向右返回后，隔料器受档销6作用做逆时针转动而让开料槽口，料槽中最下面的一根温度计又落入送料器中，进行第二次送料。消拱器2可防止料仓中的物品架空。方案2：机构由料斗1、剔除器2、料槽3、插板4和驱动机构等组成。工作时，驱动机构使插板在料斗中升起，料斗中与插板顶部形状、方向一致的温度计被抓取，当插板升

26、起起对准料槽接料口时，物品划入料槽并送到指定工位。剔除器2可排除定向错误的物品。通过比较，两个方案都能实现单向送料。但相比之下方案1的送料速度更快，更适合不允许碰撞、摩擦的物品，对温度计的保护更好。因此，选择方案1更好。但是由于方案1中采用了凸轮机构，本文送料的温度计很小，而且，凸轮机构需要动力源，控制占用率太高，本文在方案1的原理上进行改进，利用气缸推动进行上料。2.4.3 最终整机方案本设计温度计检测机构的最终目的是实现温度计的整列和输送。本次设计就是在这一思维下展开的。根据设计内容和需求确定温度计检测机构，利用三相调速电机带动温度计输送装置输送温度计；其温度计检测机构的总图见图2-4：图

27、2-4温度计检测机构结构图图2-5 检测流程图如图2-5所示，待检测温度计由温度计上料机构进行上料，上料完成后，输送电机开始输送；当温度计到达工位1式，输送电机停止，工位1CCD拍照，若拍照检测温度计不合格时，工位1踢废气缸讲该温度计剔除，若合格输送电机继续运行；此时温度计到达翻转工位，温度计被翻转180继续向前输送；当到达工位2时，输送电机停止，工位2CCD拍照，若拍照检测温度计不合格时，工位2踢废气缸讲该温度计剔除，若合格输送电机继续运行，如此动作循环。第三章 温度计检测机构整体结构的设计计算3.1 拟定设计参数输送装置总长：1800mm输送线排满温度计个数：180只输送速度：0.4m/s

28、3.2电机功率的确认在本结构中共有一个调速电机电机工作功率计算公式， ， 参数确定：在技术要求中指出，拉力为F=mng=16.2N，最高运行速度为24m/min，这里我们假设在1S达到最大的速度也就是加速度应当能达到，即。V=0.033m/s。计算结果：3）确定电机转速计算公式：。 在技术要求中指出，输送应达到的速度V=0.4m/s。根据三维造型可以初步选取同步带轮的节圆直径。以上述数据为依据，综合考虑本机械系统在工作过程中经常需要急加速的要求和东方电机公司现有标准产品，最终选定所示的调速电机功率为90W，可以满足要求。：3.3同步带的设计计算1）确定设计功率 计算公式：由3.1可知，；由机械

29、设计手册294页表7-25查得，。2）选择带型（节距）根据设计功率和同带轮转速，查机械设计手册295页图7-4得，选取L或H型同步带，由于移动过程中无要急加速，所以选择H型为佳。再查机械设计手册296页表7-30得，。3）带轮节圆直径计算公式：。根据转速1700r/min和带型H，查机械设计手册295页表7-26及表7-27得,=14，。4）确定带长 由于所用同步带传动机构两轮大小相同，所以带长计算公式：其中，这里的按照设计参数长度确定为100；计算结果按机械设计手册295页表7-28圆整成232。最终结果。带的长度代号为90，带的齿数为18。5）确定带宽计算公式：根据设计要求，设计功率。而，

30、。参数确定：由于我们设计的同步带机构两带轮大小相等，所以；查机械设计手册296页表7-29得，；查机械设计手册298页表7-32得，；计算结果：按机械设计手册297页表7-30圆整成，带的宽度代号为50。综上述，同步带机构的型号选择如下：表3.1 同步带轮型号型号长度代号宽度代号H90（232mm）50（15mm）3.4 主动轴的设计及强度校核计算主轴：轴是组成机械的重要部件之一。它用来安装各种传动零件，使之绕其轴线传动，传递转矩或回转运动，通过轴承与机架或机座联结。轴与其上的零件组成一个组合体轴系部件，在轴的设计时，不能只考虑轴本身，必须和轴系零部件的整个结构密切联系起来。应用于轴的材料种类

31、很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度和其它机械性能等的要求，采用的热处理方式，同时考虑制造加工工艺，并力求经济合理，通过设计计算来选择主轴的材料。温度计检测机构中，主轴既要支承主轴和刚卷的重量又要传递电动机的转矩，即同时承受弯矩和扭矩的作用。由于同样的材料，在热处理工艺不同时，所得到的静强度、硬度和疲劳极限也会不同，所以在选择主轴时还应确定其热处理方法。主轴受载荷大，应选用调质钢（含碳量在0.30%-0.60%范围内的碳素结构钢和合金结构钢），调质钢能进行调质处理。调质处理后得到的是索氏体组织，它比正火或退火所得到的铁素体混合组织具有更好的综合力学性能（例如：更高的强度、较高的冲击韧度

32、，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度）。调质钢的钢种很多，常用的有35、45、40Cr、45Mn、40MB等。主轴的钢种我们选取45，45钢调质后的硬度为HB217255。轴的设计应满足下列几方面的要求：在结构上要受力合理，尽量避免或减少应力集中，足够的强度（静强度和疲劳强度），必要的刚度，特殊情况下的耐腐蚀性和耐高温性，高速轴的振动稳定性及良好的加工工艺性，并应使零件的轴上定位可靠、装备适当和装拆方便等。3.4.1 轴校核安全系数图3-3 受力分析 弯矩图，在上面，46743.2Nm易知在顶端处为最危险截面，校核此处的安全系数旋转轴的校核公式 ， =1.31.5 （3-9）式中 为材料的弯曲

33、疲劳极限 MPa根据调质 40 d=105mm 可以知道： =335N/mm， =685N/mm M轴危险截面上的弯矩 N.mm T轴危险截面的转矩 N.mm W轴危险截面上的抗弯截面模数 W轴危险截面上的抗扭截面模数 W= W= 弯曲和剪切疲劳极限的综合影响系数，由=685N/mm， 在表中标准化为700，由配合H7/m6 选=3.39 =2.44则=2.133s1.5满足要求。3.4.2轴的静强度安全系数校核该校核的目的在于校核轴对塑性变形的抵抗能力，轴的强度是根据轴所受的最大 瞬时载荷（包括动载荷和冲击载荷）来计算的= （3-10）式中： 轴危险截面上的最大弯矩和扭矩 作用于轴上的最大轴

34、向载荷 W 轴危险截面的抗弯和抗扭截面系数。 A轴危险截面的面积 屈服极限为 =490 =1.72.2 且/=190/685=0.72属于低塑材料=5.3542.2也满足要求。3.5 从动轴的强度校核 由于此轴主要是承受扭矩，因此按扭矩来计算轴的强度：轴的扭转强度条件是 其中为扭转切应力；为轴的抗扭截面系数；轴的转速；P为传递的功率；d为计算截面出轴的直径；为许用扭转切应力由上公式可得轴的直径 所设计的轴的最小直径为40mm37.726mm，故 该轴的强度合格。3.6 从动轴套的SOLIDWORKS有限元分析首先我要对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

35、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

36、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

37、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

38、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

39、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。Solidworks2012允许自定义功能

40、,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.Solidworks2012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.Solidworks2012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。Solidworks

41、2012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Solidworks2012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。首先，对从动轴套的主体结构进行三维建模。完成三维建模后，再对相应部分进行有限元分析。由于从动轴套的轴承，螺栓等零件无需单独进行受力分析，而且如果对从动轴套整体结构进行静态分析，将会产生庞大的数据，系统的计算时间将会持续几天甚至更多。所以为了使计算更加精确，缩短系统计算时间，我们在这里只对从动轴套主体进行分析，即直接将从动轴套主体分离出来单独进行静态分析，以确保系

42、统的强度和稳定性。从动轴套有限元分析的具体步骤如下：3.6.1 从动轴套零件的三维建模 利用SOLIDWORKS软件对从动轴套零件进行三维模型，这个的具体绘图过程就不一一详细描述。得到的三维模型如图3-4所示。 图3-4 从动轴套模型3.6.2 确定材料 零件的反应取决于其所构成的材料，程序必须知道零件材料的弹性属性，通过从材料库选择材料来给零件指派材料。由于从动轴套承受重量大，从动轴套主体会受到较大的压力和拉应力，所以从动轴套材料选择普通碳钢。但在用Solidworks Simulation对从动轴套进行应力分析时，由于材料库没有这一材料，因此选择近似的材料碳钢，具体选择如下图3-5所示。

43、图3-5 材料选取 3.6.3 添加夹具在夹具选项卡中，可以定义固定约束。每个约束可以包含多个面。受约束的面在所有方向都受到约束。必须至少约束零件的一个面，以防由于刚性实体运动而导致分析失败。在对从动轴套主体进行应力分析前，首先要确定其夹具固定的部分。如图3-6所示，选择从动轴套两轴承安装端为固定端，即模拟夹具夹住从动轴套轴承固定端部分。图3-6添加夹具3.6.4 施加载荷从动轴套我们设定载荷为张紧力为120N。在载荷选项卡上，可以应用力和压力载荷至模型的面，可以应用多个力至单个或多个面。由从动轴套实际工况得出其受力情况见图3-7 图3-7 从动轴套竖直方向施加载荷3.6.5 生成网格接下来需

44、对从动轴套划分网格。实体模型的网格化由两个基本阶段组成。在第一阶段，网格器将节放置于边界上，此阶段称为曲面网格化。如果第一个阶段成功，网格程序开始第二个阶段，将在内部生成节，以四面单元填充体积，并将中侧节放置于边线上。在实际操作中，我们先要选择网格的参数，如图3-8所示，将网格密度设置为良好。选择好网格参数之后，对从动轴套模型生成定义的网格。图3-8 从动轴套网格化 3.6.6 运算求解网格化参数后点击运行，软件开始自动对算例进行计算分析，求解过程如下图3-9所示。 图3-9运行算例分析当运行结束后，就可以得到从动轴套模型应力、应变、位移和安全系数等各项参数的有限元分析结果。3.6.7 分析结

45、果输出Simulation的结果选项卡中生成的图解可以生动形象的表现出从动轴套各部位的应力应变情况、位移情况及安全系数情况，如图3-10所示。结果选项卡的第一个屏幕显示从动轴套所有位置的最小安全系数。标准工程规则通常要求安全系数为 1.5 或更大。对于给定的最小安全系数，Simulation程序会将可能的安全与非安全区域分别绘成蓝色与红色。从动轴套主体部分有限元分析的应力、位移、应变及安全系数分布云图如图3-11至3-14所示。图3-10 输出结果图3-11 安全系数图3-12 位移分布图图3-13 应变分布图图3-14 应力分布图由图3-9可知，从动轴套在工况载荷下，施加载荷时候的最小安全系

46、数是1.09，。根据图3-12所示，从动轴套的屈服力大约为220MPA，而所用材料的抗拉强度为490MPA，完全符合设计要求。4 温度计检测机构机架的设计在机器中支承或容纳零部件称为机架。如支承罐的塔架、容纳传动齿轮的减速器的壳体，机床的床身等等统称为机架。4.1机架结构类型4.1.1 按机架外形分类按机架外形分类：网架式、框架式、梁柱式、板块式和箱壳式。4.1.2 按机架的制造方法和材料分类按制造方法，机架可分为铸造机架、焊接机架和螺栓或铆接机架。按机架材料可分为金属机架、非金属机架。非金属机架又可分为混凝土机架、素混凝土机座平台、花岗岩机架、塑料机架等。铸造机架常用材料为铸铁、铸钢和铸铝。

47、小型设备（如仪表等）的机架则有铜制或塑料制造。4.2 机架结构的选择进行机架结构形式的选择是一个较复杂的过程，对结构形式、构件截面和结点构造等均需要结合具体的情况进行仔细的分析。对结构方案要进行技术经济比较。由于各种设备有不同的规范和要求，制定统一的机架结构选择方法较困难。但是，可以利用结构力学的知识提出下列一般的规则。这些规则是为了节约材料在选择形式时应遵守的一般规律。1结构的内力分布情况要与材料的性能相适应，以便发挥材料的优点。轴力较弯矩能更充分地利用材料。杆件受轴力作用时，截面上的材料分布是均匀的，所有材料都能得到充分利用。但在弯矩作用下截面的应力分布是不均匀的，所以材料的应力分布不够经

48、济。机械结构中许多构件所受的都是沿垂直于杆轴的方向作用的。弯矩沿杆变化很迅速。有垂直载荷处，弯矩曲线有曲率，且曲率与载荷集度成正比。最大的弯矩限于一小段内，在较长段内材料不能充分利用，这是弯曲构件不经济的另一原因。2.结构的作用在于把载荷由施力点传到基础。载荷传递的路程愈短，结构使用的材料愈省。3.结构的连续性可以降低内力，节省材料。4.3 机架设计计算的准则和要求4.3.1机架设计的准则1 工况要求 任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转，机架的外形或内部结构不致有阻碍运动件通过的突起；设置执行某一工况所必须的平台；保证上下料的要求、人工操作的方

49、便及安全等。2 刚度要求 在必须保证特定外形条件下，对机架的主要要求是刚度。例如机床的刚度决定了机床的效率和加工的精度；在齿轮减速器中，箱壳的刚度决定了齿轮的啮合性及运转性能。3 强度要求 对于一般的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求。但对于重载设备的强度要求必须引起足够的重视。其准则是在机器运转中可能发生的最大载荷情况下，机架上任何点的应力都不得大于容许应力。此外，还要满足疲劳强度的要求。4 稳定性 对于细长的或薄壁的受力结构及受弯压结构存在失稳问题，某些板壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大的破坏，设计时必须校核。5 美观 目前对机器的要求不仅要求能完成特定的工

50、作，还要使外形美观。6 其他 如散热的要求；防腐蚀及特定环境的要求；对于精密机械仪表等热变形小的要求，等等。4.3.2 机架设计的一般要求在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。1.机架的重量轻，材料选择合适，成本低。2.结构合理，便于制造。3.结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。4.结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由于温度变化引起的变形应力小。5.抗振性能好。6.耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。7.有导轨的机架要求导轨面受力合理，耐磨性良好。4.4 温度计检测机构机架的确认铸造机架比焊接机架刚性好

51、，但制造较困难，生产周期较长。对于单件或者小批量并不合适。由于结构简单，生产小，所以本次温度计检测机构的机架采用型才拼接结构。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，我了解了的温度计检测机构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

52、，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. 梁燕飞，谭伟明.自动机械与自动生产线.北京:高等教育出版社，2008.2. 王家文，曹宇.图形图像处理.沈阳：

53、国防工业出版社，2004.3. 于起峰，陆宏伟，刘肖琳.基于图像的精密测量与运动测量.上海：科学出版社，2002.4. 王积伟，章宏甲，黄谊.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2005.5. Rafael C.Gonzalez，Richard E.Wood.Digital Image Processing Secong Edition.北京：电子工业出版社，2007.6. 詹启贤.自动机械设计.北京：中国轻工业出版社，1987.7. 彭国勋，肖正扬.自动机械的凸轮机构设计.北京：机械工业出版社，1990.8. 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.3版.北京：高等教育出版社，2006.9.

54、 陈书海，付录祥.实用数字图像处理.上海：科学出版社，2005.10. 夏若安，朱理，胡双炎.高精度零件尺寸测量系统，科学技术与工程，2005年，第20期.11. 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，1993.12. 李文星，冯锡兰.材料力学.北京：高等教育出版社，2011.13. 尚久浩.自动机械设计.北京：中国轻工业出版社，2003.14. 曹金汤.凸轮机构设计丛书.北京：机械工业出版社，1985. 15. 曹惟庆，徐曾萌.机构设计.北京：机械工业出版社，2000.16. Mark S.Nixon，Alberto S.Aguado.Feature Ectraction and Im

55、age Processing，2002.17. 濮良贵，纪名刚机械设计J北京：高等教育出版社，199618. 郑文纬，吴克坚机械原理J北京：高等教育出版社，199519. 周开勤机械零件手册M 北京：北京高等教育出版社，199420. 许林成包装机械原理与设计M 上海:上海科技出版社，199421. 龚义机械课程设计指导书M北京：高等教育出版社，199022. 敖泌云，赵胜祥，张元莹画法几何及机械制图M北京：机械工业出版社，199623. 沈伟明设计方法学M咸阳：西北轻工业学院印刷厂，199824. 白传悦，王芳，孙波，文坏兴机械制造技术基础M陕西科学技术出版社，200325. 贺伟，孙波，张

56、淳计算机绘图M陕西科学技术出版社，200026. 曹国安，毕宝庆，沈维蕾，等. 机械设计与制造. 北京：机械工业出版社 2001，39-4027. 周伟平. 机械制造技术. 武汉：华中科技大学出版社，2002，84-10328. 王贤坤，机械CAD/CAM技术、应用与开发.北京:机械工业出版社，2000.29. 安爱琴，宋长源，王宏强，聂永芳，基于Solidworks的液压泵工作原理动态仿真，煤矿机械，2007.12（12）：89-9230. 张书田，袁立军，仝国伟，基于Solidworks2007的减速器虚拟装配与运动仿真，河北神风重型机械有限公司，2008（24）：7131. 余泽通，杨彬

57、彬，宋长源，基于Solidworks的齿轮泵工作原理动态仿真研究，河南科技学院报，2008.3（9）：85-8732. 祝永健，基于Solidworks的机械制图教学改进与应用，文教资料，2008.2（6）：27-2833. 党兴武，靳岚，机械设计与制造-基于SolidWorks的机构运动模拟 2006年4期34. 卫江红,基于SolidWorks的运动分析与仿真, 机械工程与自动化. 第1期(总第146期)2008年2月35. 仝美娟，冯小宁，基于Solidworks的数控加工工程仿真系统的设计，现代制造工程，2005（1）：41-4236. 宋爱平，CAD/CAM技术综合实训指导书，机械工

58、业出版社.200537. 张淑娟，贾爱莲，段晓峰，基于Solidworks软件的减速器三维设计及运动仿真，东华大学学报，2006.5（10）：105-10838. 23刘力，王冰.机械制图习题集.高等教育出版社，200239. 24陈立新，党玉功，用VBA在Solidworks中实现高级动画，水利电力机械，2006.10（10）：63-65致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起生活的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里要感谢我的导师X老师。X老师平日里工作繁多，但在

59、我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是X老师仍然细心地纠正设计中的错误。除了敬佩X老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作；我要感谢我的母校石河子大学，是母校给我们提供了优良的学习环境；我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！。 感谢X老师给予我精心的指导，并为我提供了丰富的背景资料和创新性的意见和建议，使我的毕业设计得以顺利完成 。感谢我的导师马蓉教授，她严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。X老师严谨勤奋的工作作风、扎实广博的学识和平易近人的性格，使我在学习方面得到了很大的收获，它们将是我受益终生的财富。此外，感谢X老师对我毕业设计的最后审核，使我的最终作品更为完善。 感谢同学们对我的帮助和指点。没有他们的帮助和提供资料，要想在短短的几个月的时间里学习到这么丰富的知识并完成毕业设计论文是几乎不可能的事情，再次感谢所有帮助和支持过我的人。