CAD技術在機械設計中的應用設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀設計 術在機械設計中的應用 摘 要 術作為成熟的普及技術已在企業(yè)中廣泛應用，并已成為企業(yè)的現實生產力。圍繞企業(yè)創(chuàng)新設計能力的提高和網絡計算環(huán)境的普及， 術的發(fā)展趨勢主要圍繞在以下四個方面： 1 標準化 除了 撐軟件逐步實現 準和工業(yè)標準外，面向應用的標準構件（零部件庫）、標準化方法也已成為 統中的必備內容，且向著合理化工程設計的應用方向發(fā)展。 2 開放性 統目前廣泛建立在開放式操作系統窗口 95 98 臺上，在 臺上也有 品 ， 此外 統都為最終用戶提供二次開發(fā)環(huán)境 ， 甚至這類環(huán)境可開發(fā)其內核源碼，使用戶可定制自已的統。 3. 集成化 術的集成化體現在三個層次上：其一是廣義 能過多種集成形式成為企業(yè)一體化解決方案，推動企業(yè)信息化進程。其二，是將 術能采用的算法，甚至功能模塊或系統，做成專用芯片，以提高 統的效率；其三是 于網絡計算環(huán)境實現異地、異構系統在企業(yè)間的集成。 關鍵詞 ： 標準化 ， 開放性，集成化， 智能化 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 N AD as of in of of in 1. in AD SO in AD of of . is on 5/98 / NT is a in AD to of be of to AD 3. of AD in is of AD to of AD is on to in is of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 緒論 . 1 第 1 章 術的概述 . 2 術的概念 . 2 術原理 . 2 統的組成 . 2 第 2 章 術的發(fā)展 . 4 術的產生與發(fā)展 . 4 國 發(fā)展現狀 . 5 統的發(fā)展趨勢 . 5 第 3 章 用的設計軟件 . 8 內軟件 . 8 外軟件 . 9 第 4 章 術在機械設計中的應用 . 12 國 術在機械設計中應用的現狀 . 12 玉米聯合作業(yè)機械設計中應用 . 13 維技術在液壓挖掘機中的應用 . 18 結 論 . 24 謝 辭 . 25 參 考 文 獻 . 26 外文資料 . 27 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 緒 論 源于 20 世紀 50 年代的機械 術已發(fā)展為一種高新技術產業(yè) ,并得到迅速發(fā)展。該技術的廣泛應用，給一切設計 /制造領域帶來了革命性的變化。因而被評為 20 世紀最杰出工程技術成就之一的高技術。在 21 世紀，其影響仍是深遠的。機械 術的研究、開發(fā)、推廣應用水平已是衡量一個國家的科技現代化和工業(yè)現代化的重要標志之一。 2003 年中國機械工業(yè)聯合會根據對 166 家機械制造企業(yè)調查統計得到如下結果： 用基本普及 ,重點骨干企業(yè)的 70已應用 術 ,九五 期間 50 家示范企業(yè)的 用普及率已達 93 ，主導產品 出圖率達 98 。但 當一部分企業(yè)停留在出圖上，三維 真設計等應用很少 ,被調查的 166 家企業(yè)中，進行結構優(yōu)化計算的只占 16，進行仿真設計的只占 6 。眾所周知 ,產品設計是制造業(yè)的龍頭，是制造業(yè)信息化的主要信息源。沒有優(yōu)化的信息源 ,整個制造業(yè)信息系統不可能全面優(yōu)化 ,所以深化應用是企業(yè)信息化的關鍵問題。 深化 應用 ,首先必須分析傳統機械產品設計技術及其存在的問題 , 研究現代先進設計技術的發(fā)展 ,從而進一步研究 術的應用 ,把現代先進產品設計技術與 用技術結合起來 ,發(fā)揮計算機及信息技術在產品設計中的最大作用。深化 應用是一項復雜的系統工程，因此 術在機械企業(yè)中的實施必須走系統開發(fā)的道路，按系統工程的步驟與方法開展企業(yè) 統的系統設計、統應用的二次開發(fā)，研究解決 關系 ,使 統能為企業(yè)信息集成運行創(chuàng)造條件，解決目前我國企業(yè)信息化中的 孤島現象 。只有這樣才能深化 應用，使 統成為企業(yè)信息化 中的龍頭。目前，機械 術的推廣應用已成燎原之勢。面對進入 帶來的挑戰(zhàn)與機遇，企業(yè)對機械 術是企業(yè)技術創(chuàng)新、開拓市場中不可缺少的技術手段、先進制造技術與系統的核心技術的認識更加深刻，而且對該技術的引進、消化和應用開發(fā)以及相應的人才的需求也更加迫切。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 1 章 術的概述 基本概念 其英文名為 “ 的首寫字母的縮寫 ,其中文名為“ 計算機輔助設計 ” 。它是由計算機完成產品設計中的計算 、 分析 、 模擬、制圖、編制技術文件等工作 ， 由計算機輔助設計人員完成產品的全部設計過程 ,最后輸出滿意的設計結果和產品圖紙的一種機械設計方法。是最近幾十年來迅速發(fā)展起來并得到廣泛應用的多學科綜合性的新技術。 1973 年 ,國際信息處理聯合會給 “ 將人和機器混編在解題專業(yè)中的一種技術 ,從而使人和機器的最好特性聯系起來 ” 。 術的應用適應了當前產品需提高設計質量 ,快速更新換代的需求。 術原理 術是通過計算機和 件對設計“產品”進行分析、計算與仿真、產品結構和性能的調整與優(yōu)化及繪圖，把設 計人員所具有的最佳特性（創(chuàng)造性思維、形象思維與經驗知識、綜合判斷與分析的能力）同計算機的強大記憶與檢索信息能力，大量信息的高速精確計算與處理能力、易于修改設計、工作狀態(tài)穩(wěn)定且不疲勞的特性結合起來，從而大大提高了設計速度和效率，提高了設計質量，降低了設計成本。這里的“產品”一詞，是指各行業(yè)中一切需要設計的對象，如航空、航天飛行器，汽車等地上行走的交通工具，機械與電子產品，水利水電工程、土木工程建筑與城市規(guī)劃工程，家具產品等等。 統的組成 一般來說，一個 統由如下幾部分組成： 1 件環(huán)境 計算機，計算機的外圍設備（ I/O 設備），有的還有網絡通信環(huán)境等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 件環(huán)境 操作系統，各種標準和支撐軟件，有的還有網絡通信軟件等。 3 件 幫助設計人員去完成各種設計任務的計算機應用軟件。 4 設計人員 與 統的軟硬件一起組成的能協同完成設計任務的人機系統。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 章 術的發(fā)展 術的產生和發(fā)展 20 世紀 50 年代初 ,術誕生并處于被動式的圖形處理階段 ,也是 術的準備和醞釀時期。進入 20 世紀 60 年代 ,提出了計算機圖形學、交互技術、分層存儲符號的數據結構等新思想 ,從而為 術的發(fā)展和應用打下了理論基礎 ,同時也相繼出現了許多商品化的 備。 1970 年美國 司第一個推出完整的 統 ,出現了全面向中小企業(yè)的 品化系統 ,同時也意味著 術進入廣泛使用時期。 20 世紀 80 年代 ,術進入了突飛猛進的發(fā)展時期 ,在這個時期 ,術從大中企業(yè)向中小企業(yè)擴展 ,從發(fā)達國家向發(fā)展中國家擴展 ,從用于產品設計發(fā) 展到用于工程設計和工藝設計。 到了 20 世紀 90 年代 ,術進入了開放式、標準化、集成化和智能化的發(fā)展時期 ,微機加視窗 95/98/2000/作系統與工作站加 作系統 ,在以太網的環(huán)境下構成了 統的主流工作平臺。因此現在的 術和系統都具有良好開放性 ,圖形接口、圖形功能日趨標準化 ,在 統中 ,綜合運用正文、圖形、圖像、語音等多媒體技術和人工智能、專家系統等技術 ,從而大大提高了自動化設計程度 ,出現了智能 學科。 目前各種機械 件開發(fā)和應用層出不窮 ,顯示出強大 的生命力和廣闊的發(fā)展前景。 眾多 商的成敗無一不與其技術發(fā)展密切相關。溫故而知新 ， 一不帶動了 體技術的提高以及制造手段的更新。技術發(fā)展，永無止境。沒有一種技術是常青樹， 術一直處于不斷的發(fā)展與探索之中。正是這種此消彼長的互動與交替，造就了今天 進了工業(yè)的高速發(fā)展。今天，越來越多的人認識到 一種巨大的生產力，不斷加入到用戶行列之中。愿 術的發(fā)展伴隨著人們對它認識及應用水平的提高，日新月異，更上層樓。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 我國 術的發(fā)展現狀 我國各企業(yè)之間 術的應用水平參差不齊。在中小型企業(yè)中， 術的應用是建立在以 “甩掉圖板 ”為目標的計算機輔助繪圖與設計系統之上，應用國外或國內開發(fā)的一些計算機繪圖軟件，用計算機繪圖來代替?zhèn)鹘y的手工繪圖。而另一部分企業(yè)在實現了 “甩圖板 ”工程之后，建立以資源共享、權限控制為目標的產品信息管理系統。除了要 “甩圖板 ”，還要 “甩圖紙 ”，實現了設計生產和管理信息的集成。對于具有相當實力的大型企業(yè)，引進了先進的計算機輔助設計、分析、模擬仿真、加工集成系統。 目前 術 在我國有三種基本形式： 1 直接采用二維 件。達到了 “甩圖板 ”的目的，使產品設計的效率有一定程序的提高。 2 二次開發(fā)。在二維 件的基礎上，采用編程的方法，為特定的產品專門開發(fā)具有參數化設計功能的軟件，雖然編程的工作量較大，但應用起來十分方便，加快了特定產品的開發(fā)速度。 3 參數化設計。隨著微機版三維 件的相繼推出，以三維 件作為工作平臺，運用三維軟件的各種基本繪圖方式和三維造型功能生成所需的幾何模型，再直接利用參數化尺寸驅動和約束功能，建立產品及零部件的標準參數化模塊，較快地完成了 統軟件的開發(fā)工作。 統的發(fā)展趨勢 1 統應用面向產品的整個生命周期 要求產品信息模型能夠容易地在產品生命周期的不同環(huán)節(jié)（從概念設計、結構設計，詳細設計到工藝設計和數控編程）間進行轉換。要求能支持集成地、并行地設計產品及其相關的各種過程（包括制造過程和支持過程），而以往的 2 統應充分考慮產品信息的繼承性 要求能方便地獲取全部歷史數據，最充分地利用已經生產實踐考驗過的產品信息。在用 統進行新產品的開發(fā)設計時，只需 對其中很少一部分零部件進行重新設計和制造，而絕大部分零部件的設計都將繼承以往產品的信息。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 統應具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的產品。這不僅大大縮短了產品周期、還提高了產品的一次成熟性。 3 統應滿足并行設計的要求 產品可以容易地被分解為一些模塊，通過計算機網絡，組織分散在各地的產品設計人員分工進行產品各零部件的設計和制造，然后進行組裝和集成。這種系統包括： （ 1） 提供以網絡為基礎的會議系統，使開發(fā)組成員易于實現半結構化通信及在一個異構網絡中實現分布計算； （ 2）建立及維持 產品過程及源數據的統一模型，以使用戶能透明地提取及瀏覽分布在企業(yè)各個不同地方的數據庫內的信息； （ 3） 對產品開發(fā)過程提供動態(tài)管理，使虛擬產品開發(fā)組容易討論和制訂決 （ 4）使工具和服務在并行工程中易于集成。 4 統與產品信息標準化相結合 要求把產品信息標準化作為 統應用的基礎和前提。產品信息標準化的結果將為 統提供配套的、實用的產品信息基因庫（數據庫、知識庫），這樣才能使 統發(fā)揮出巨大的作用。大容量存儲技術的發(fā)展已為產品信息基因庫的建設提供了較好的條件。產品信息基因庫的內容包括各種標 準化了的零件功能特征、典型零件、功能模塊和典型產品信息。 5 產品模型的可轉換性特別是二維和三維產品模型間的互相轉換可滿足不同的需要 如在某種基于特征造型的 采用特征建模法完成新零件設計后，并當類似的零件變型不斷出現時，應自動將零件功能特征模型轉為典型零件模型，利用變型設計功能較強的 統軟件進行設計。 6 面向全國乃至全球的產品信息編碼系統 產品信息代碼化可以方便地進行產品信息檢索和利用，方便地進行并行設計和變型設計，并為敏捷制造創(chuàng)造必要的條件。 7 軟件系統要具有很好的可移植性和自組 織性 在 統中，用戶可以根據自己的需要隨時加入運行文件和模塊，還可重新裝配各個模塊中的子模塊，或者按照自己的要求修改系統中的不足之處。而這種修改不會影響這個 統。 8 增能化 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 未來的 統將引入知識工程，從而產生智能 統，這種智能具有推理能力，使不熟練的設計人員也能做出好的設計來。 9 虛擬現實技術 設計人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產品，可以從人機工程學角度檢查設計效果、設計人員可直接參與操作模擬，移動部件和進行各種試驗，以確保設計的準確性，這種技術的特點是：及早看到新產品的外形，以便從多 方面觀察和評審所設計的產品；可以使用不同的虛擬工具來扭曲、擠壓和拉伸物體；可以虛擬地切削或擠壓材料，無需耗費材料或占用寶貴的加工設備；及早發(fā)現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題；直接觀察數控加工中刀具的運動軌跡是否正確。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 3 章 用的設計軟件 國外軟件 1 列軟件是 司的產品，也是最早進入國內市場的 最早的 到以后的 2000 直到如今的 2006 版， 最早期的 作命令到現在的 口式的操作界面，是大家所最熟悉的 件。 件最早是針對二維設計繪圖而開發(fā)的，隨著其產品的日益成熟，在二維繪圖領域該軟件已經比較的完善，而且隨著產品設計的發(fā)展需要，越來越多的產品設計已經不在停留在二維的設計領域，正在越來越多的朝著三維的產品設計發(fā)展。 006 年發(fā)布的 的主要強化和改進之處是提高了二維制圖功能的易用性。具體而言，新增功能有 ： （ 1）顯示線條的長度和角度等制圖和編輯中各要素的相關信息，可實現更直觀的制圖功能； （ 2）當移動鼠標、以矩形框選擇要素時，可以動態(tài)地高亮度顯示所選要素、以便確認目標要素是否被選中的功能； （ 3）放大和縮小圖形時，可以連續(xù)顯示放大和縮小的過程、輕松把握哪些部分被放大或縮小的功能； （ 4）提取座標值、角度和長度等畫面上的現有要素的某個屬性值，將其用于計算中、并將計算結果 用于其它要素的制圖和編輯的電子計算功能 等 。 2 稱 ）是由美國 司推出的一套 博大精深的三維數化軟件系統，其內容涵蓋了產品從概念設計、工業(yè)造型設計、三維模型設計、分析計算、動態(tài)模擬與仿真、工程圖輸出，到生產加工成產品的全過程。它改變了傳統的機械設計觀念，這種概念已成為世界 域的新標準。該軟件還包括了大量的電纜及管道布線、模具設計與分析等實用模塊，該軟件的應用領域涉及航空航天、汽車、機械、數控加工、電子等諸多領域。開發(fā)的第三代機械 品 件將設計到生產全過程集成買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 到一起 3 司的 身起源于航空、汽車企業(yè)（美國麥道航空公司），它的應用范圍基本和 相似，它以 何造型核心為基礎，采用基于約束的特征建模技術和傳統的幾何建模為一體的復合建模技術。在三維實體造型時，由于幾何和尺寸約束在造型的過程中被捕捉，生成的幾何體總是完全約束的，約束類型是 3D 的，而且可用于控制參數曲面。在基于約束的造型環(huán)境中支持各種傳統的造型方法，如布爾運算、掃描、曲面縫合等。該軟件的主要缺點是不允許在零件之間定義約束。但 有統一的數據庫，實現了 間無數據交換的自由轉換，實現了 ， 35 軸聯動的復雜曲面加工和鏜銑加工，該軟件的功能也非常的強大，一般認為 業(yè)界最好、最具有代表性的數控軟件，它提供了功能強大的刀具軌跡生成方法。包括車、銑、線切割等完善的加工方法。 國內軟件 1. 開目 開目 華中理工大學機械學院開發(fā)的具有自主版權的基于微機平臺的圖紙管理軟件，它面向工程實際，模擬人的設計繪圖思路，操作簡便，機械繪圖效率比 得多。開目 持多種幾何約束種類及多視圖同時驅動，具有局部參數化的功能，能夠處理 設計中的過約束和欠約束的情況。開目現了 集成，適合我國設計人員的習慣，它采用面向對象的編程技術，基于 用全 32 位的 語言重寫了全部程序，使開目 經推出，就成了搶手的熱門軟件。 2 華正 X 意味著擴充 )是北京華正模具研究所 (北京航空航天大學 721 研究所 )面向我國工業(yè)界推出的包括數控加工、工程繪圖、注塑模具設計、注塑工藝分析及數控機床通訊等一系列 件的品牌名稱。它包括 個系列，其中子圖板 )已經通過我國機械 件標準化審查。子圖板是一個高效、方便、智能化的通用中文設計二維繪圖軟件，可幫買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 助設計人員進行零件圖、裝配圖、工藝圖表及平面包裝等設計。 子圖板全面采用國標設計，幾乎所有的圖形功能都支持直觀的拖畫方式，它還擁有智能化和預顯示的工程標注以及參量化國標機械零件圖庫。 子圖板還提供局部參數化設計和一個全開放的二維開發(fā)平臺。 3 統及系列軟件是中科院凱思軟件集團及北京凱思博宏應用工程公司開發(fā)的具有自主版權的 件。該軟件具有智能化、參數化和較強的開放性，對特征點和特征坐標可自動捕捉及動態(tài)導航；系統提供局部圖形參數化、參數化圖素拼裝及可擴充的參數圖符庫；提供交互環(huán)境下的開放的二次開發(fā)工具，用戶可以任意增加功能或開發(fā)專業(yè)應用軟件。 國內商品化最早、市場占有率最大的 撐平臺及交互式工程繪圖系統。 4 新的、易學易用的和價格平宜的 創(chuàng)的標準三 維設計軟件。沒有其它任何同類實體建模產品能象 樣即有創(chuàng)意又如此強勁 。下面就 些新功能進行介紹。 (1) 高級的圖像渲染 全集成在案 設計環(huán)境中，把高級的渲染手段直接引入 下拉菜單或圖形菜單條中即可方便地獲取具體的功能，更重要的是， 要求使用者有專門培訓和背景知識就可以為設計或產品制作出精美的展示圖片。 a. 渲染的控制 預覽帶有背景和材質紋理的上色渲染。如果需要， 對透明和反射的材質，可設置光源。通過自適應整理，對圖像進行高清晰地光順，消除圖像邊界的鋸齒形，從而改進圖像的質量。 b. 物體的材質 可從預定程式和紋理的材質庫中選擇金屬、石料、木材、塑料和其他材質類型。用戶可以定義新的材質，有關的屬性有表面顏色、透明度、粗糙程度和紋理等。材質可以附加在整個零件上，也可以附加在某個特征或某個表明上。在一個零件上允許有多種不同的材質。附加在幾何模型上的材質屬性是可修改的，如顏色、反射和紋理等。用獲取特性的方法，很容易得到和編排以前的材質設置。對材質、景象和光源選擇的預覽，提高了 渲染的速度。通過選擇材質的變形屬性，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 可改變規(guī)則的圖案而得到意想的效果。 c. 圖案 在產品和包裝上，生成和附加常規(guī)的標記和圖案。指定每個圖案的大小、位置和透明度。在零件的幾何模型、特征或表面上覆蓋多層圖案。 d. 幾何對象 能支持所有狀態(tài)的幾何模型，包括截面視圖和裝配爆炸圖 e. 光源 和陰影 可指定的光源類型有漫射光源、點光源和平行光源。光源的數量不受限制?？芍付ㄋ泄庠吹念伾蛷姸取？煞奖愕剡x擇和控制陰影的形式。光源和陰影的設置隨模型一起存儲。 f. 背景顏色和景象 像攝影室里加布景一樣設置零部件的背 景，以增強可視效果。可對背景進行預覽、尺寸和位置的調整。可產生單色、漸變顏色、隨機云紋和圖像等上色的背景。能附加大量的背景素材，并隨幾何模型一起存儲。背景可從標準格式的圖形文件輸入，這些格式是 h. 圖像輸出 在 窗口上進行圖像的渲染。按用戶定義的分辨率輸出到 24 位格式的文件中，或輸出到 件中。直接從 打印已渲染的圖像。為更有效地展示 設計、降低樣機制作成本和盡快將產品投放市場， 面中提供了出色的渲染功能。 （ 2） 特征識別和 第一個為 戶設計的特征參數識別軟件，集成在界面中。 對由標準數據格式文件轉換來的幾何模型進行特征識別，形成在 征管理器中的特征樹。所述的標準數據格式可以是 于識 別帶有長方形、圓錐形、圓柱形特征的零件和鈑金件最合適，可自動識別的特征主要有：拉伸特征，特征的輪廓由直線、圓或圓弧構成；圓柱形和圓錐形的旋轉特征；沿直線邊的倒角；沿直線邊和圓弧邊的等半徑倒圓。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 4 章 術在 機械設計 中的應用 術在機械產品設計中的應用現狀 我國 術起步于 60 年代 ,1985 年以后進行了大規(guī)模的 術的開發(fā)和研究。在國家統一規(guī)劃下 ,以汽車、拖拉機、減速器、內燃機、電動機、變壓器、汽輪機、軸承、發(fā)電設備、組合機床、數控機床等 20 多種機械產品 為開發(fā)對象 ,開發(fā)上述產品的 用系統及 撐系統。在微機 面 ,也推出了許多軟件 ,其中包括機械零部件設計、傳動系統設計、有限元分析、優(yōu)化設計方法、數控加工、系統開發(fā)工具、結構形狀優(yōu)化、運動學動力學分析、三維實體造型、數據庫等模塊。進入 90 年代 ,我國的 術出現了快速發(fā)展勢頭。許多中小企業(yè)應用 術在保證產品質量、提高勞動率等方面也取得了顯著的經濟效益。 在機械產品設計中 ,術的應用主要集中在以下 2 個方面 ： 1 計算機二維繪圖和三維實體造型 術產生的初期 ， 由于受到計算機運算速 度和圖形功能的限制 ,只能進行一些簡單的二維圖形繪制 ,設計者的大部分思想無法表達。但是現在 ,術已經有了質的飛躍 ,已經由形成之初的計算機輔助繪圖 (發(fā)展成為了真正意義上的計算機輔助設計(據調查 ,目前在機械行業(yè)中應用比較廣泛的二維 圖軟件依次是 :子圖板、開目 械設計師 是 ,在多數設計人員思想里 ,由于沒有充分認識到 術的巨大潛在功能 ,一提起 先想到的還是簡單的利用計算機進行繪圖 ,而不是有效地、全面地進行計算機輔助設計。另一方面 ,工程圖紙的繪制確實是機械產品設計中的一項重要的工作 ,使用 術后 ,無論是繪圖的質量、速度、規(guī)范程度、標準化程度還是效率都比手工繪圖時代有了很大的提高。但值得注意的是 ,目前多數企業(yè)的圖形統只能將設計過程的最后階段 繪圖階段搬到計算機上 ， 設計過程仍在設計師的頭腦中完成 ,總的設計效率沒有提高到應有的高度。另外 ， 許多使用 對于圖形分析、圖紙資料的共享、信息集成化等較高層次的 術應用 ,則缺少必要的認識?？偟膩碚f ， 以上 術的應用買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 層次 ， 沒有充分地發(fā)揮 術的內涵和功能 ,基本上還停留在 術的初期水平。此類應用的另一形式為產品的三維實體造型。目前在機械行業(yè)中應用比較廣泛的三維 件依次是 :子圖板、 、 等。但實體造型技術的應用還局限在單個零件的造型設計、自由曲面設計等方面。建立實體模型的目的僅僅是求解產品的質量大小、質心位置、慣性矩大小 等物理量特性、進行交互的計算機模擬裝配、干涉檢查和三維機構運動檢查、為有限元和動力學計算提供物理模型等。計算機完成的工作仍屬于 “甩圖板 ”的層次 ,既僅僅減輕了設計人員的體力勞動 ,而不能精確、全面地表達產品的所有屬性和進行產品的性能分析 ,產品開發(fā)過程仍然是沿襲傳統的模式 ,離變量化的造型技術還有相當大的距離 。 2 性能分析和結構優(yōu)化 嚴格的說 ,術應該包括借助計算機進行產品的性能設計和結構優(yōu)化設計技術 ,即 算機輔助工程 (術 ,而不僅僅是代替簡單而重 復的人工勞動。如果說上述的 術應用的方式主要體現在機械設計人員上 ,那么這種應用方式則在產品工程特性尤其是力學專業(yè)設計人員中體現得較為明顯。 在進行產品設計過程中 ,產品設計人員應該進行產品的性能分析設計和結構優(yōu)化設計 ,并將產品的形體設計與產品性能設計結合起來 ,運用相關計算機輔助設計技術實現對產品各主要零部件的動、靜態(tài)分析和結構形體等的優(yōu)化。 目前 ,對于基于產品性能分析與優(yōu)化設計的 用 ,很多企業(yè)僅僅是用 態(tài)力學性能進行分析計算 ,將計算結果返回給產品零件結構設計人員 ,零件結構設計人 員根據計算結果進行優(yōu)化 ,然后再計算 ,再優(yōu)化 ,如此反復。而且很多結構設計人員和分析計算人員使用的是不同的計算機軟件 ,各自擁有自己的零件實體模型 ,產品設計的各個階段是一個個信息 “孤島 ”,沒有能夠把各階段的信息有機地結合起來 ,彼此脫節(jié) ,不能實現產品信息的共享 ,大大地降低了產品的設計效率和準確度。 術在玉米聯合作業(yè)機械 設計中的應用 術回顧與思考 通過 術建立的機械模型，可對產品進行運動機構分析和機械特性校核買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 等，具有直觀、可交互操作等特點。為此，將 用于非標件設計，采用特征造型建模的方法，建立玉米聯合作業(yè)機所有零部件模型，進而對工件進行各種特性計算，以適應當代機械設計行業(yè)需求。 圖 4玉米聯合作業(yè)機 程圖，體現了 術在大型農機具設計中各個環(huán)節(jié)上的應用，從而顯示出 強大功能。 圖 4米聯合作業(yè)機 計流程圖 計實例 1 零部件建模 圖 4玉米聯合作業(yè)機整機模型。，由于是大型新機具，可通用件少，非標零件多，設計特點為許多輔助零件隨關鍵零、部件改變而改變。若采用傳統方式逐一設 計，勢必需要許多人力，且修改麻煩，容易出錯。 本設計使用 建模， 采用參數化建模及自適應等輔助方式，使零件與部件間建立起相互聯系 ，即只需在一處改動關鍵零件模型尺寸和其它相關聯的輔助零件模型尺寸，部件中的零件模型將會自動更新。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 4米聯合機整機模型 以玉米聯合作業(yè)機傳動部件一處建模為例，該機構中地輪軸承座為一關鍵零件，它影響著許多相關零件模型尺寸，如圖 4示。地輪軸承座為截面旋轉生成 ,采用參數化設計，減少了反復修改時間，提高了設計效率及質量。 圖 4輪軸承座圖 2 零件結構分析 新產品設計中，計算（如強度校核等）常常占用設計人員大量時間，雖有公式可循，但計算過程繁瑣、復雜、工作量大、易出錯、不易發(fā)覺，常常在試驗中才暴露，造成損失，而若由計算機來完成， 就變得簡單了許多。 圖 4地輪軸強度校核施圖 使用的是 下簡稱 自帶的有限元分析和計算工具。因為 為 司開發(fā)的產品，數據模型可相互轉換，零件設計時只是 進行簡單的受力分析，所以用 帶工具已足夠 執(zhí)行命令 后選中地輪軸 ,得出三維有限元分析對話框（如圖 4示）。在該對話框中設置載荷與支撐的類型、材料性質、網格劃分的設置和計算結果的顯示輸出 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 4維有限元分析工具圖 圖 4地輪軸變形后網格圖（為明顯表達出變形量，軸的變形被放大）。 圖 4輪軸變形前后網圖 通過此方法可快捷地對零件進行多種校核計算，與人工校核相比，具有速度快、效率高、直觀、全面的特點。 3 部件模型裝配 在零件設計中，常由于考慮不周等原因造成各種失誤。部件模型裝配過程是一個檢驗零件過程，在模型裝配時可發(fā)現各種設計上的失誤，如零件干涉、欠自由度約束等，還可進行結構分析、運動機構分析及質量特性分析等。 圖 4兩零件干涉圖，其中黑色部分為兩零件干涉部分，對話框報告具體干涉體積。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 4零件干涉圖 圖 4一零件裝配后自由度圖 。 當某一零件欠約束時，會造成自由度過多，不能按設計軌跡運動，因此檢查零件自由度是不可缺少的一步。在圖 4，為達到使用目的，鎖片 (2)有意 欠約束，故可繞著 Z 軸轉動。 在設計時，都希望知道零部件的各種物理特性（如零件質量、質心等），但由于零件形狀各異，很難準確計算，但在計算機中建模后，計算機可自動對工件各種物理特性進行精確計算。圖 4一工件的物理特性對話框，在該對話框中列出了工件的各種物理特性，不僅方便、快捷，而且大大減少了設計人員的計算量。 圖 4件物理特性圖 4 整機模型裝配 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 當各部件裝配好后，便可進行整機模型裝配。當整機模型裝配好后， 即可對整機進行運動機構分析，查找設計不合理處，也可以就某一部分功能進行 仿真運動。 圖 4米聯合作業(yè)機中滅茬功能部分仿真演示圖 5 二維工程圖輸出 雖然三維模型經過數據轉換可直接用于數控機床加工，但目前機械行業(yè)中一般仍以二維工程圖作為生產加工標準圖紙，所以還要將三維模型轉化為二維工程圖。 維技術在液壓挖掘機設計中的應用 掘機零部件的三維造型 挖掘機三維實體造型包括所有零件的三維實體造型，總成和整機裝配仿真。挖掘機是由金屬結構、回轉機構、動力裝置、傳動操縱機構、液壓系統和輔助設備等組成。零、部件共計一千多個。盡管挖掘機 零、部件結構形式各不相同，但在計算機上進行三維實體造型有一些規(guī)律可循，一般過程如下：創(chuàng)建草圖 根據零件的基本特征和附加特征生成零件的三維模型 依照裝配關系裝配零部件 形成整機裝配仿真。 維造型應用軟件和基本方法 世界上著名的幾家公司的三維 件產品， ，在主要工程機械企業(yè)中都已采用。無論采用那家的三維 可以較好地完成挖掘機零部件的三維造型，三維造型時常用以下方法： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 對形狀比較規(guī)則的簡單零件，利用三 維軟件自帶的標準幾何體（方形、圓柱、圓管、圓錐和球、溝槽）庫，直接生成零件實體，如方板、光軸、軸套等。 2 繪制最能反映零件基本特征的幾何草圖，經拉伸、旋轉生成三維實體。 3 沿路徑配置的二維幾何圖形經掃描，蒙皮生成曲面形實體。 4 從草圖入手建模 設計者根據設計的要求用手勾畫出理想的結構形狀，然后賦予每一條曲線以尺寸約束或幾何約束，使曲線按照設計者的意圖去更新交換，生成參數化特征的實體建模。從草圖入手建模很容易實現參數化、標準化、系列化設計，是挖掘機最理想的建模方式。 5 利用三維實體間的布爾運算（ 交、并、補），將多個簡單零件組合成一體，生成新的實體等等，且生成的實體模型均采用參數化特征造型。 掘機金屬結構的三維造型 一臺液壓挖掘機的零部件有一千多個，全部采用三維造型設計工作量很大。實際設計挖掘機時，也可以只制作與整機外形仿真、運動分析有關和影響主要性能的金屬結構件、標準件、司機室和機罩等。挖掘機三維造型設計的關鍵是金屬結構件的三維造型，如動臂、斗桿、鏟斗、回轉平臺、回轉支承、行走機構和行走架等，這些金屬結構件都是由多個零件焊接成形，結構較為復雜。如動臂本體由上板、下板、側板、加強筋 板、連接耳板和軸套等十多個零件焊接而成，這些單個零件結構一般比較簡單。設計者根據零件的具體結構畫出反映零件特征的二維草圖，草圖一般由直線、多邊形、圓弧線和圓等構成封閉的圖形。將二維截面草圖進行拉伸、旋轉、放樣、倒角，生成三維圖形。最后將這些零件組裝并通過布爾運算等操作，形成動臂的三維實體模型其它結構件制作方法類同，圖 4 4圖 4挖掘機動臂、平臺和行走架本體的三維實體造型。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 4掘機動臂 三維實體造型 圖 4回轉平臺 三維實體造型 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 4 走架本體三維實體造型 三維造型最好采用參數化的草圖建模方法，這樣可以方便地實行零件的修改及變形設計，只要發(fā)現某一尺寸和結構不合理，可以容易地修改。而且可以通過尺寸等修改形成其它挖掘機的建模，無須重新建模，為以后其它挖掘機的設計建模打下基礎。零件模型不僅包含零件的幾何信息，還包含材料、