多晶硅破碎機設(shè)計

1、學(xué)士學(xué)位論文引言多晶硅是半導(dǎo)體工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)的最主要、最基礎(chǔ)的功能性材料，多晶硅太陽能電池生產(chǎn)需要多晶硅材料，集成電路用硅單晶生產(chǎn)同樣需要多晶硅，其重要性不言而喻。因此，對多晶硅的基本定義、生產(chǎn)工藝技術(shù)、國內(nèi)外多晶硅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的充分了解和和相關(guān)信息的掌握，對多晶硅產(chǎn)業(yè)感興趣的政府、財團等投資者是致關(guān)重要亦是極其必要的。多晶硅產(chǎn)品的主要用途如下：可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；高純的晶體硅是重要的半導(dǎo)體材料；金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料；光導(dǎo)纖維通信，最新的現(xiàn)代通信手段；性能優(yōu)異的硅有機化合物。從現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析，至2010年太陽能電池用多晶硅至少在30 000 t以上，

2、據(jù)國外資料分析報道，世界多晶硅的產(chǎn)量2005年為28 750 t，其中半導(dǎo)體級為20 250 t，太陽能級為8 500 t，半導(dǎo)體級需求量約為19 ooo t，略有過剩；太陽能級的需求量為15 000t，供不應(yīng)求，從2006年開始太陽能級和半導(dǎo)體級多晶硅需求均有缺口，其中太陽能級產(chǎn)能缺口更大。世界多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢主有以下兩點：多種生產(chǎn)工藝路線并存，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)封鎖、壟斷局面不會改變；新一代低成本多晶硅工藝技術(shù)研究空前活躍。2005年全球太陽能電池用多晶硅供應(yīng)量約為10448噸，而2005年太陽能用硅材料需求量約為22881噸，如果太陽能電池用多晶硅需求量按占總需求量的65%計，則太陽能電池用多

3、晶硅需求量約為14873噸，這樣全球太陽能電池用多晶硅的市場缺口達4424噸。2005年半導(dǎo)體用多晶硅短缺 6000噸，加上太陽能用多晶硅缺口4424噸，合計10424噸，供給嚴(yán)重不足，導(dǎo)致全球多晶硅價格上漲。目前多晶硅市場的持續(xù)升溫，導(dǎo)致各生產(chǎn)廠商紛紛列出了擴產(chǎn)計劃，根據(jù)來自國際光伏組織的統(tǒng)計，至2008年全球多晶硅的產(chǎn)能將達49550噸，至2010年將達58800噸。預(yù)計到2010年全球多晶硅需求量將達85000噸，缺口26200噸。從長遠來看，考慮到未來石化能源的短缺和各國對太陽能產(chǎn)業(yè)的大力支持，需求將持續(xù)增長。根據(jù)歐洲光伏工業(yè)聯(lián)合會的2010年各國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃預(yù)計，屆時全球光伏產(chǎn)量

4、將達到15gw（1gw=1000mw），設(shè)想其中60%使用多晶硅為原材料，如果技術(shù)進步每mw消耗10噸多晶硅，保守估計全球至少需要太陽能多晶硅5萬噸以上中國多晶硅工業(yè)起步于20世紀(jì)50年代，60年代中期實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，到70年代，生產(chǎn)廠家曾經(jīng)發(fā)展到20多家。但由于工藝技術(shù)落后，消耗大，成本高等原因，絕大部分企業(yè)虧損而相繼停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。進入21世紀(jì)以來，強大的需求和豐厚的利潤刺激著多晶硅產(chǎn)業(yè)的迅速膨脹。多晶硅現(xiàn)貨價7年內(nèi)上漲了10倍，高峰時利潤率超過800%。截至08年12月，已有超過10家上市公司投資多晶硅項目，已公告的投資額近60億元，總投資額高達300多億元。2009年新春伊始，有兩件事情令多

5、晶硅-光伏產(chǎn)業(yè)振奮。首先是能源法已經(jīng)提交到國務(wù)院法制辦，這將直接影響“十二五”期間國家能源政策的整體規(guī)劃。隨后，無錫尚德、賽維ldk、常州天合、林洋新能源、csi阿特斯、南京冠亞等在內(nèi)的太陽能電池生產(chǎn)巨頭們已將“1元/度”光伏發(fā)電成本的方案上交給科技部。這標(biāo)志著光伏發(fā)電入網(wǎng)已經(jīng)不再那么遙遠，這兩大利好無疑給予多晶硅-光伏企業(yè)一劑興奮劑。2009年1月，國家發(fā)改委已正式批復(fù)，同意在洛陽中硅建設(shè)多晶硅材料制備技術(shù)國家工程實驗室，并安排1500萬元國家投資補助資金，這表明海外對中國高純多晶硅產(chǎn)業(yè)的技術(shù)壁壘正在被一一打破，對緩解中國多晶硅需求主要依賴進口現(xiàn)狀具有標(biāo)志性意義。由于多晶硅硬度大，這就給破碎

6、帶來不便，而且在破碎過程中不能使多晶硅受污染。我們最常想到的是用破碎機進行高效率的破碎。破碎機應(yīng)用市場非常廣泛，包括化工、礦山、建筑等各個行業(yè)。在中國最重要的應(yīng)用領(lǐng)域是水泥行業(yè)、鋪路和礦山，應(yīng)用在這兩個行業(yè)的破碎機各約占整個行業(yè)的30%左右。常用的破碎機械有顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐式破碎機、輥式破碎機、錘式破碎機和反擊式破碎機等幾種。1 課題提出背景1.1課題設(shè)計分析多晶硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎(chǔ)材料。是生產(chǎn)太陽能電池的主要原料。多晶硅也可生產(chǎn)出不同型號的太陽能電池組，把太陽能轉(zhuǎn)化為電能

7、。該產(chǎn)品廣泛用于航天、航空以及城市建設(shè)、交通、通訊等領(lǐng)域。當(dāng)前，晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場占有率在90以上,而且在今后相當(dāng)長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。從還原爐成形完成后的硅棒首先要進行破碎，目前國內(nèi)的破碎方法依然維持在人工破碎，一般3個人10分鐘能夠破碎200kg，大小在10*10cm 的。也有機械空氣錘砸的。拿下來后都會先鋸成2030cm長一段一段的。人工破碎方法包括直接用碳化鎢錘砸，有人提到用不銹鋼墊著，試想不銹鋼會污染多晶硅；機械方法需要用鍍硅的錘子，掌握錘的力度，可控制砸出來的塊度，由于多晶硅硬度高，并且不能污染多晶硅，所以所用錘子要求高，

8、是一種特殊材料做的，錘子的價格是很高貴的。 可想而知用人工破碎的效率是很低的，并且人的工作時間是有限制的，所以現(xiàn)在急需設(shè)計出多晶硅破碎機，這個設(shè)計的提出在破碎機行業(yè)產(chǎn)生很大的轟動。它不僅彌補了中國多晶硅破碎機械的空白，還起到了推動科技進步的作用。1.2國內(nèi)破碎機械的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢隨著國內(nèi)基本建設(shè)和國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國 破碎機械市場已經(jīng)成為國際設(shè)備制造商關(guān)注的焦點， 破碎機械行業(yè)也不例外，外資的進入，進一步加劇了市場的競爭程度，其首要問題就是要提高現(xiàn)有破碎設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)含量，盡快縮小與國外先進水平的差距，創(chuàng)造自己的品牌，爭取市場主動。1、圓錐式破碎機圓錐式破碎機往往作為砂石場的二級和三級破

9、碎設(shè)備。圓錐式破碎機以圓錐底圓直徑尺寸作為規(guī)格的劃分標(biāo)準(zhǔn)。常見為底部單缸和（外部）多缸2種型式。國內(nèi)目前主流產(chǎn)品為彈簧圓錐破碎機)（即用彈簧來代替外部油缸），歸屬于多缸式。1、1使用性能圓錐式破碎機)的性能主要體現(xiàn)在允許進料粒度、處理能力和排料粒度等3個方面。 目前，國內(nèi)市場上的彈簧圓錐式破碎機產(chǎn)品與國際上先進水平相比，性能上的差異主要有進料小、排料大、處理能力低和機器重等幾個方面，這主要是設(shè)計理念落后造成的。 20世紀(jì)50年代，原蘇聯(lián)的西蒙斯式圓錐式破碎機技術(shù)進入我國，80年代我國又直接引進國錢60年代技術(shù)水平的西蒙斯彈簧圓錐機，至今雖經(jīng)過不少改進，但主體結(jié)構(gòu)基本上沒有大的變化。因此，在腔形

10、設(shè)計、動力學(xué)與運動學(xué)的設(shè)計等方面，運落后于國際先進水平。1、2技術(shù)差距設(shè)計上的落后主要表現(xiàn)在機構(gòu)實現(xiàn)層壓破碎原理（或稱料層破碎）的程度上。20世紀(jì)50年代實驗室試驗證明，物料的單顆粒粉碎與多顆粒（形成料層）粉碎。其功耗和粉碎后的機械理盡可能實現(xiàn)層壓破碎，因而可以擺脫完全依靠排礦口來控制出料粒級的情況，從而實現(xiàn)較大的進料粒度、較小的排料粒度和較大的處理能力。因此，設(shè)計的先進性在于盡可能為層壓破碎創(chuàng)造條件，采用腔形設(shè)計和加大破碎力就是有效的措施。以主軸擺動速度和偏心距為例，不同發(fā)展階段的3種圓錐式破碎機性能也不同。2、復(fù)擺顎式破碎機復(fù)擺顎式破碎機是砂石場的初級破碎設(shè)備。以下主要從3個方面來分析國內(nèi)

11、外產(chǎn)品差異。(1)產(chǎn)品的品種規(guī)格復(fù)擺顎式破碎機以進料口的長度和寬度來標(biāo)定機器的規(guī)格，國內(nèi)制造商基本上按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造約8種規(guī)格粗碎系列產(chǎn)品。國際上主要制造商的產(chǎn)品有更多的規(guī)格。例如：美卓集團的諾德伯格公司，有c、vb和重型3個系列合計22種規(guī)格；特雷克斯集團的錫達公司有28種規(guī)格；愛斯太克集團的先鋒公司有15種規(guī)格。 (2)產(chǎn)品的性能復(fù)擺顎式破碎機(介紹 價格 圖片)的主要技術(shù)參數(shù)是處理能力和最大允許進料尺寸。同一規(guī)格的復(fù)擺顎式破碎機由于設(shè)計不同，其最大允許進料尺寸也不相同，我國參照采用原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，進料口寬度以固定齒板齒尖（齒底）與活動齒板齒底（齒尖）距離為計算標(biāo)準(zhǔn)，而國際上不少企業(yè)以固定齒板

12、和活動齒板之間距離計算，由此，標(biāo)明相同規(guī)格的產(chǎn)品，國內(nèi)產(chǎn)品與國外企業(yè)的產(chǎn)品相比實際上往往小一個齒深的距離，大規(guī)格的破碎機齒深 為60-100mm，因而國內(nèi)產(chǎn)品的允許進料尺寸往往偏小50-80mm。復(fù)擺顎式破碎機)的排礦口可以調(diào)整，不同排礦口對應(yīng)有不同的處理能力。因此，在比較處理能力時，應(yīng)確定排礦口尺寸相同。(3)產(chǎn)品的設(shè)計與制造工藝近20年來，針對復(fù)擺顎式破碎機運動方法的四連桿機械(介紹 價格 圖片)設(shè)計理論有很大進展。例如：破碎腔的雙向嚙角，短肘板大擺角，減少傳動角與偏心距等，國外公司所提供的產(chǎn)品往往已采用這些經(jīng)過驗證的先進設(shè)計理論來提高產(chǎn)品性能和使用可靠性。我國國內(nèi)制造商由于種種原因采用先

13、進設(shè)計理論甚少，其主流產(chǎn)品幾乎都是20世紀(jì)70年代之前定型的產(chǎn)品，采用耐磨材料，（如高錳鋼）和重要配套件（如調(diào)心滾子軸承）等國產(chǎn)基礎(chǔ)件，使用壽命低于國際先進水平的同類產(chǎn)品。此外，主機廠的加工和裝配工藝上多年來也較少有改變，例如軸承孔、軸承座的加工的裝配工藝及機架的加工與裝配等等。3、立軸沖擊式破碎機（vsi）作為20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的破碎機型，已在砂石場廣泛應(yīng)用，被用戶公認(rèn)為最有效的制砂設(shè)備，通常直稱為制砂機。 立軸沖擊式破碎機以葉輪直徑作為規(guī)格的劃分標(biāo)準(zhǔn)，按葉輪形式分為開式和閉式。按外殼是否裝有反擊板可分為石打石和石打鐵2種破碎方式，從而組合為4種基本形式。（1）技術(shù)性能開式葉輪將允許1

14、00-150mm的進料粒級，而國內(nèi)至今沒有商品化的開式葉輪立軸立軸沖擊式破碎機提供給市場。因此在砂石場國內(nèi)立軸沖擊式破碎機僅能作為三級或四級破碎設(shè)備而不能如國外那樣作為二級破碎設(shè)備。 （2）耐磨材料和零件設(shè)計 由于在立軸沖擊式破碎機上設(shè)計了物料的料墊來取代襯板作為易損件，因而，提高耐磨件的使用壽命可分解為零件設(shè)計和耐磨材料應(yīng)用2個方面，例如，第二代葉輪設(shè)計曾采用外徑堆焊耐磨材料進行保護，現(xiàn)在先進的零件設(shè)計已采用料墊保護方式，取消了價格昂貴的鉻合金鋼堆焊。4、反擊式破碎機以往中小型砂石場常采用細碎顎式破碎機作為二級破碎設(shè)備，目前，大中型砂石場以圓錐式破碎機為主。在一些特殊場合，例如要求礦石產(chǎn)品的

15、顆粒狀立方形特別嚴(yán)格（即針片狀顆粒比較少）時，往往采用反擊式破碎機作為二級或三級破碎設(shè)備，例如我國高等級公司建設(shè)的路面石料場普遍采用該類型的設(shè)備。在國外由于城市建設(shè)廢棄物的鋼筋混凝土再生十分普及，因此，采用反擊式破碎機為主要設(shè)備十分常見。 反擊式破碎機以轉(zhuǎn)子的直徑和有效長度作為規(guī)格劃分標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外典型產(chǎn)品的差距主要是產(chǎn)品設(shè)計和耐磨材料兩個方面。（1）產(chǎn)品設(shè)計 同一規(guī)格的反擊式破碎機國內(nèi)外產(chǎn)品的主機質(zhì)量相似，然而，國產(chǎn)產(chǎn)品機殼質(zhì)量小，轉(zhuǎn)子的反擊架質(zhì)量大，而國內(nèi)產(chǎn)品機殼和轉(zhuǎn)子質(zhì)量大，反擊架質(zhì)量較小。由于轉(zhuǎn)子的質(zhì)量小，轉(zhuǎn)動慣量小，拖動的電機功率也小，特別在破碎硬巖用希望獲得小顆粒時的處理能力低。 （

16、2）耐磨材料 作為二級或三級破碎的反擊式破碎機，在破碎硬物料時基主要抗磨零件板錘采用高鉻鑄鐵制造，我國的高鉻鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)（抗磨白口鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)）適用于小型零件。 國內(nèi)外破碎機械存在差距的原因很多，其中市場需求不同是造成差距的客觀原因，由于國際市場上優(yōu)秀的破碎設(shè)備制造商集中在歐美地區(qū)，那里大規(guī)模的基本建設(shè)階段已過去，市場對砂石料的需求不多，且環(huán)保要求又高，勢必形成砂石場高度集中以大規(guī)模生產(chǎn)來實現(xiàn)環(huán)境保護，幫所需破碎設(shè)備規(guī)格大、自動化程試想高、機動性強。 目前國內(nèi)的破碎機械制造商無論國有企業(yè)還是民營企業(yè)，在科技開發(fā)上的投入不足是產(chǎn)品差距的主觀原因，既缺乏科研手段（例如幾乎沒有一家制造商具備巖石實險室），又

17、缺少先進技術(shù)支撐，自主產(chǎn)權(quán)的開發(fā)力量十分薄弱。盡管國內(nèi)外破碎設(shè)備差距很大，但縱觀國外的破碎設(shè)備制造商由于本土市場日漸縮小，生產(chǎn)成本高，紛紛開拓本國以外的市場，而且作為傳統(tǒng)工業(yè)在資金、人才等方面獲得新的投入甚少，因此，近來年兼并重組頻繁，這種局面給國內(nèi)破碎機械制造商以很大的發(fā)展機遇，畢竟我國的制造成本較低，又有較好的重工業(yè)基礎(chǔ)，通過引進國際上先進技術(shù)，產(chǎn)學(xué)科研投入，一定能克服技術(shù)上的差距，使我國的破碎設(shè)備產(chǎn)品更好的進入國內(nèi)外市場。1.3破碎機械的工作原理及其分類破碎機械物料破碎的方法雖然類型繁多，但按照施力方法不同，有擠壓、彎曲、沖擊、剪切和研磨等方法。在破碎機械中，往往是幾種施力同時存在,施力

18、情況很復(fù)雜，在某一臺破碎機械中也只有一種或二種主要施力。由于物料顆粒的形狀不規(guī)則，而且物性不同，所以采用的粉碎方法也不同，利用機械力粉碎物料按施加外力不同有如下幾種方法：1、壓碎 破碎機械將物料置于兩塊工作面之間，施加壓力后，物料因壓應(yīng)力達到其抗壓強度而破碎，這種方法一般使用于破碎大塊物料。2、劈碎 破碎機械將物料置于一個平面及一個帶尖棱的工作平面之間，當(dāng)帶尖棱的工作平面對物料擠壓時，物料將沿壓力作用線的方向劈碎。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉應(yīng)力達到或超過物料拉伸強度極限。物料的拉伸強度極限比抗壓強度極限小很多。3、折碎 物料受破碎機械彎曲應(yīng)力作用而破碎。被破碎物料承受集中載荷作用的二支點簡

19、支梁或多支點梁。當(dāng)物料的彎曲應(yīng)力達到物料的彎曲強度時，即被折斷而破碎。4、沖擊破碎 物料受破碎機械沖擊力作用而破碎，由于其破碎力是瞬時作用的，其破碎效率高、破碎比大、能量消耗少沖擊破碎有如下幾種情況：(1) 運動的物體對物料的沖擊(2) 高速運動的物料向固定工作面沖擊(3) 高速運動的物料互相沖擊(4) 高速運動的工作體向懸空的物料沖擊5、磨碎物料與運動的工作表面之間受一定的壓力和剪切力作用后，其剪切應(yīng)力達到物料的剪切強度極限時，物料便粉碎，或物料彼此之間摩擦?xí)r的剪切、磨削作用而使物料破碎。按照構(gòu)造與工作原理的不同，常用的破碎機械有如下幾種類型(1) 鄂式破碎機是依靠活動顎板作周期性的往復(fù)運動

20、，把進入兩鄂板間的物料壓碎。(2)錘式破碎機 物料受高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊和物料本身以高速向固定襯板沖擊而使物料破碎。(3) 圓錐破碎機(旋回破碎機）靠內(nèi)錐體的偏心回轉(zhuǎn)，使處在兩錐體間的物料受到彎曲和擠壓而破碎(4) 反擊式破碎機 物料受高速運動的板錘的打擊，使物料向反擊板高速撞擊，以及物料之間相互撞擊而破碎。(5) 輥式破碎機物料落在兩個相互平行而旋回相反的輥子間（相向轉(zhuǎn)動），物料在輥子表面的摩擦力作用下，被扯進轉(zhuǎn)輥之間，受到輥子的擠壓而破碎。1.4錘式破碎機的優(yōu)點常用的五大類破碎機械中，錘式破碎機屬于以沖擊作用為主來破碎脆性物料的機器，故常被稱為沖擊式破碎機。沖擊式破碎機與以擠壓作用為主的破

21、碎機，如顎式、園錐和輥式破碎機等相比，有以下的特征： 1、破碎比大。沖擊式破碎機的破碎比可達到50以上，而顎式、園錐和輥式破碎機很難超過20。于是，在需要單段破碎的場合，例如水泥工業(yè)的石灰石破碎，沖擊式破碎機使用十分普遍。 2、產(chǎn)品顆粒好。在沖擊作用下，被破碎物料往往沿著其最脆弱層面碎裂，這種選擇性破碎法，其顆粒呈立方體形態(tài)的概率較高，故沖擊式破碎機產(chǎn)品的針片狀百分比含量可低于10，而顎式、園錐和輥式等破碎機產(chǎn)品的針片狀百分比含量會高于15。于是，在需要立方體顆粒的場合。例如，高等級公路的防滑路面，通常采用沖擊式破碎機來作為終破設(shè)備，生產(chǎn)混凝土骨料。3、構(gòu)造簡單，尺寸緊湊，自重較小，單位產(chǎn)品的

22、功率消耗少。4、工作連續(xù)可靠，維護修理方便，易損零部件容易檢查和更換。1.5設(shè)計方案的選取 多晶硅棒料的尺寸是直徑150mm,長2500mm的圓柱，硬度非常高，而且在破碎的過程中必須保證不能污染多晶硅，這給設(shè)計帶來一些難度。經(jīng)過反復(fù)的設(shè)計，最終確定了方案，破碎機類型為錘式破碎機，模仿工人的錘擊方式。1、第一種方案：將破碎部的原動系統(tǒng)放在設(shè)計好的箱體上，相對于地面是固定的，多晶硅棒料放在v型槽內(nèi)，用氣動壓蓋壓緊，防止棒料竄動。當(dāng)棒料被破碎后，碎料沿著溜板落到傳送皮帶上。2、第二種方案將破碎部的原動系統(tǒng)放在設(shè)計好的箱體上，箱體上裝有滑道，通過齒輪、齒條傳動帶動錘體移動，多晶硅棒料放在托板上，托板用

23、氣缸推動，當(dāng)棒料被破碎后，托板翻轉(zhuǎn)將碎料倒在傳送皮帶上。3、方案對比 我選擇的是第一種設(shè)計方案，它相對于第二種方案的優(yōu)點如下：（1） 破碎后的棒料集中收集到一起，方便運送。（2） 破碎時錘體不需要移動，比較容易控制。 下圖是采用方案的示意圖。2 電動機的選取2.1電動機的分類1、按工作電源分類 根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。 其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。直流電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。永

24、磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。 2、按結(jié)構(gòu)及工作原理分類 電動機可分為異步電動機和同步電動機。 同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同電動機。 異步電動機可分為感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。 3、按起動與運行方式分類 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電動機、電容盍 式電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式電動機和分相式電動機。 4、按用途分類 電動機按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機。 驅(qū)動用電動機又

25、分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。 控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。 5、按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 電動機按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機）。 6、按運轉(zhuǎn)速度分類 電動機按運轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。 低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力

26、矩電動機和爪極同步電動機等。 調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無極變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機2.1電動機的設(shè)計理想設(shè)計是破碎錘在3.5秒中從水平位置逆時針旋轉(zhuǎn)90，從這個要求出發(fā)來選取電動機。為了保證錘體旋轉(zhuǎn)角度超過90后能夠順利的返回和錘頭下落后產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，在錘體旋轉(zhuǎn)60時加配重。首先確定破碎錘體，連接套和配重對旋轉(zhuǎn)軸心產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，求出所需的功率。為了更準(zhǔn)確的計算出轉(zhuǎn)矩的大小，運用ug三維軟件畫它們的圖紙，分析出了需要的數(shù)據(jù)，如圖：圖1 錘體圖2 錘體分析圖3 連接套圖4 連接套分析 圖5 配

27、重圖5 配重圖6 配重分析破碎錘體的數(shù)據(jù) ， ,；連接套的數(shù)據(jù) ,產(chǎn)生力矩分別為 則總轉(zhuǎn)矩為 錘體轉(zhuǎn)到60時的轉(zhuǎn)矩為配重，錘體和連接套產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和錘體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 連接套產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 配重的數(shù)據(jù) , 則總轉(zhuǎn)矩為 因為，所以取進行計算1、求低速級輸出軸受力f得 低速級輸出軸上線速度v得 低速級輸出軸所需有效功率 傳動裝置的總效率 滾動軸承效率 齒輪嚙合效率 聯(lián)軸器效率 離合器效率 則傳動總效率 由于傳動過程中有機械能損失，取安全系數(shù)k=6所需電動機功率 2、確定電動機的轉(zhuǎn)速低速級輸出軸的轉(zhuǎn)速 按工作條件選用三相異步電動機，電壓380v，依據(jù)整體的要求選用ys200w-4p型號電動機，數(shù)據(jù)見下表。

28、ys200w-4p數(shù)據(jù)電動機型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速頻率電動機質(zhì)量降速比ys200w-4p0.2kw1400r/min50hz1:803 傳動系統(tǒng)的設(shè)計3.1傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案 已知電動機轉(zhuǎn)速為1400r/min，通過自身的降速后轉(zhuǎn)速為17.5 r/min，由于錘體的轉(zhuǎn)速要求是0.45rad/s（約4.29 r/min）,所以必須進行降速，這里選擇最普遍的辦法解決，用圓柱直齒輪傳動降速，它的優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長。為了保證傳動的平穩(wěn)和提高使用壽命，采用二級齒輪降速，每級降速的傳動比i=2。這個齒輪組相當(dāng)于一個減速器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也比較簡單，三個傳動軸分別是高速軸，中間軸和低速軸。電動機

29、的輸出轉(zhuǎn)矩通過安全聯(lián)軸器傳遞到高速軸，經(jīng)過一對齒輪降速后將轉(zhuǎn)矩傳遞到中間軸，再經(jīng)過一對齒輪降速后將轉(zhuǎn)矩傳遞到低速軸，低速軸上配有離合器，將轉(zhuǎn)矩傳遞給破碎錘體。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，機械效率高，設(shè)計思路清晰。3.2低速級齒輪的設(shè)計 已知電動機轉(zhuǎn)速為1400r/min，通過自身的降速后轉(zhuǎn)速為17.5 r/min，由于錘體的轉(zhuǎn)速要求是0.45rad/s（約4.29 r/min）,所以必須進行降速，這里選擇最普遍的辦法解決，用圓柱直齒輪傳動降速，它的優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，傳動比準(zhǔn)確。為了保證傳動的平穩(wěn)和提高使用壽命，采用二級降速，每級降速的傳動比i=2。從電動機開始計算各軸的運動及動力參數(shù)0軸：0軸即電動機軸

30、軸：軸即減速機構(gòu)高速軸 軸：軸即減速機構(gòu)中間高速軸 綜合要求條件，小齒輪轉(zhuǎn)速,傳動比i=2,小齒輪t=21710每天2班，預(yù)期壽命20年。1、選擇材料 小齒輪材料選用40cr鋼，調(diào)制處理，齒面硬度250280hbs，大齒輪材料選用45鋼，正火處理，齒面硬度162217hbs。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n 查圖得 , (不允許有點蝕) 取 取 取 按齒面硬度250hbs和162hbs，取，。計算許用接觸應(yīng)力 因為，計算中取=526.24mpa。2、按齒面接觸強度確定中心距小輪轉(zhuǎn)矩t=21710初取，取，查表得，減速傳動。計算 計算中心距a 取中心距a=75mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5mm齒數(shù)齒輪分度圓直徑

31、 齒輪齒頂圓直徑 齒輪基圓直徑 圓周速度 選齒輪精度為9級3、驗算齒面接觸疲勞強度按電機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，取按9級精度和 得。齒寬 。按，因小齒輪相對軸承為非對稱布置，得根據(jù)機械設(shè)計手冊可查的.2計算載荷系數(shù)：計算端面重合度 齒頂壓力角 計算齒面接觸應(yīng)力，安全。4、校核齒根彎曲疲勞強度：按，查手冊得， 查手冊得，。由，。取，計算許用彎曲應(yīng)力： 計算齒根彎曲應(yīng)力： 安全。 安全。5、齒輪主要幾何參數(shù)， 4 安全聯(lián)軸器的選取4.1安全聯(lián)軸器的介紹安全聯(lián)軸器具有過載安全保護的功能。即當(dāng)其傳遞的轉(zhuǎn)矩超過預(yù)先設(shè)定的極限轉(zhuǎn)矩時，其連接件備剪斷、分離或打滑而使傳動中斷，保護了系統(tǒng)中重要的零部件。安全聯(lián)軸器分為

32、軟啟動型（如鋼球與鋼砂離心式軟啟動安全聯(lián)軸器）和硬啟動型（如剪銷式、lka型彈性塊和液壓安全聯(lián)軸器）兩大類，前者可以是工作機達到平穩(wěn)啟動、轉(zhuǎn)速逐步上升和節(jié)能的效果，避免或減少啟動時的沖擊和振動，可以通過控制鋼球的填充量調(diào)整啟動時間，運轉(zhuǎn)過程中無需維護，但不宜用于低速傳動系統(tǒng)。硬啟動型則無上述優(yōu)點。lka型彈性塊安全聯(lián)軸器具有一定的緩沖減振和補償所連兩軸相對偏移的能力。液壓安全聯(lián)軸器可以通過注入油的液壓，可在較大范圍內(nèi)調(diào)整極限轉(zhuǎn)矩。下面介紹一下四種安全聯(lián)軸器：1、鋼球和鋼砂離心式軟啟動安全聯(lián)軸器鋼球和鋼砂離心式軟啟動安全聯(lián)軸器通過鋼球或鋼砂離心壓力產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，通常將聯(lián)軸器裝在傳動鏈的高

33、速端。當(dāng)原動機啟動時，由于轉(zhuǎn)速低，離心力很小，其產(chǎn)生的摩擦力也很小，聯(lián)軸器打滑，主動側(cè)隨原動機旋轉(zhuǎn)，被動側(cè)靜止，原動機為近似空載啟動。隨著轉(zhuǎn)速的增加，摩擦力逐漸增大，聯(lián)軸器的被動側(cè)帶動工作機開始旋轉(zhuǎn)，直到與主動側(cè)同步旋轉(zhuǎn)，原動機的整個啟動過程是一個平穩(wěn)的逐漸加載的過程，實現(xiàn)原動機的軟啟動。當(dāng)工作機載或卡死時，由于轉(zhuǎn)矩超過了設(shè)計摩擦力可傳遞的轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器打滑，防止機械不見的損壞及電動機的燒毀。鋼球離心式軟啟動安全聯(lián)軸器的主要特點如下。（1）軟啟動性好。原動機啟動時，聯(lián)軸器處于打滑狀態(tài)，可將負(fù)載啟動轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)原動機的軟啟動（2）可靠的過載保護并可調(diào)節(jié)。當(dāng)工作機過載或卡死時，聯(lián)軸器打滑

34、，限制了功率的增加，當(dāng)異步電動機因過載導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降時，聯(lián)軸器可將傳遞功率隨轉(zhuǎn)速迅速下降，有效保護了電動機不被堵轉(zhuǎn)。（3）節(jié)省能源與設(shè)備費用。由于實現(xiàn)了軟啟動，降低了啟動電流，縮短了峰值時間 ，降低了消耗，同時，減小了設(shè)備的啟動沖擊，節(jié)省設(shè)備維修費用。（4）安裝拆卸方便，工作可靠，運行中無需維護，承載能力大，外形尺寸小，但長時間打滑發(fā)熱嚴(yán)重，不適頻繁啟動或頻繁換向的場合。2、剪銷式安全聯(lián)軸器 剪銷式安全聯(lián)軸器是破壞元件式安全聯(lián)軸器中應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)，過載時，銷被剪斷而終止傳動，起到了安全保護的功能。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，尺寸緊湊，可與各種非安全聯(lián)軸器組合。但受到制造精度及材質(zhì)的影響，過載時動

35、作精度不高，且精度隨銷子數(shù)量的增加而降低。此外，由于疲勞損傷的增加，銷的強度也隨時間增加而降低，它主應(yīng)用于偶然發(fā)生過載的場合。3、lka型彈性塊安全聯(lián)軸器lka型彈性塊安全聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器，彈性軟件為橡膠，無扭轉(zhuǎn)傳動間隙，通過改變橡膠配方可改變扭轉(zhuǎn)剛度，具有補償兩軸相對偏移以及減振、緩沖作用，結(jié)構(gòu)簡單，使用于大中功率、振動沖擊大的場合。4、液壓安全聯(lián)軸器 液壓安全聯(lián)軸器的核心部件有聯(lián)結(jié)套、剪切環(huán)、安全管和壓力油組成。液壓安全聯(lián)軸器工作是安全元件不受疲勞因素影響，設(shè)定傳動轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定；超載時脫開時間短，性能安全可靠；通過調(diào)整注入油壓的大小，可設(shè)置準(zhǔn)確的過載保護轉(zhuǎn)矩值，更換安全管方便，縮短了輔助工時

36、；結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，便與其他傳動件使用。4.2聯(lián)軸器的類型選擇 聯(lián)軸器的類型選擇就是根據(jù)機器工作的需要正確的選擇聯(lián)軸器類別、品種及其結(jié)構(gòu)形式。選擇適合某一傳動系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器并不容易，這是因為聯(lián)軸器工作的好壞，除與本身結(jié)構(gòu)、幾何尺寸和特征參數(shù)有關(guān)外，還與其所處軸系的動力特性、載荷情況、安裝和維護等因素有關(guān)。因此，某一種性能較好的聯(lián)軸器通常只能在某一特定的傳動情況下才能取得良好的工作效果。選擇聯(lián)軸器時需要考慮以下八方面因素。1、聯(lián)軸器所連接兩軸的相對偏移 聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造和安裝誤差、受載和溫差變形、運載磨損引起間隙以及兩軸設(shè)計的特殊要求等因素導(dǎo)致兩軸的相對偏移是難以避免的。因而聯(lián)軸器

37、對相對偏移的兩軸補償能力是選型時首先要考慮的事。2、聯(lián)軸器的載荷特性 動力機到工作機之間，通過數(shù)個不同形式或規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動端連接起來，形成軸系傳動系統(tǒng)，動力機和工作機的機械特性對整個傳動軸系有重大的影響。動力機由于工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，均將使傳動系統(tǒng)所承受的載荷有重大的差異，有的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩波動??；有的卻產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩波動，甚至嚴(yán)重的沖擊。因此有嚴(yán)重沖擊載荷和長期波動載荷時，選擇具有緩沖減振功能的聯(lián)軸器，以達到削減尖鋒載荷和扭轉(zhuǎn)振動以及調(diào)整系統(tǒng)的固有頻率，防止共振的目的。3、聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速的大小直接關(guān)系到聯(lián)軸器零件的離心力和彈性元件變形的大小，過大的轉(zhuǎn)速會導(dǎo)致磨損

38、增加、潤滑惡化、連接松動。聯(lián)軸器的需用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料強度所允許的線速度和最大外緣尺寸，經(jīng)計算確定的。4、聯(lián)軸器的傳動精度 對于精密傳動和伺服傳動，要求聯(lián)軸器所連兩軸在任何情況下均應(yīng)同步轉(zhuǎn)動，應(yīng)選用剛性聯(lián)軸器或金屬膜片聯(lián)軸器，大多數(shù)撓性聯(lián)軸器的傳動精度均低于剛性聯(lián)軸器。5、機器的啟動情況 對于帶重負(fù)載啟動的機器，例如大型風(fēng)機、球磨機、刮板運輸機、油田采油機等，可選用能將動力機重載啟動轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d啟動的軟啟動安全聯(lián)軸器，可以降低啟動電流，又可以減小所配電動機的容量，避免完成啟動后動力機的欠載情況，提高動力機的運轉(zhuǎn)效率，實現(xiàn)工作機軟啟動和過載安全保護的作用 。6、聯(lián)軸器的外廓尺寸、安

39、裝和維護 聯(lián)軸器的外廓尺寸必須容納在機組允許的安裝和拆卸空間內(nèi)。在滿足使用要求的條件下，應(yīng)選擇制造工藝性好、裝拆方便、調(diào)整容易、維護簡單、更換易磨損件不需要移動所連兩軸的聯(lián)軸器。大型機組因難于調(diào)整所連兩軸的對中精度，應(yīng)選用使用壽命長、更換易損件方便的撓性聯(lián)軸器。7、工作環(huán)境 選擇聯(lián)軸器及其保護措施時必須考慮其工作環(huán)境，如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、酸堿、油、腐蝕介質(zhì)和輻射等。在高低溫、酸堿和腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，應(yīng)選用金屬彈性元件或者以尼龍、聚氨酯為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，而不宜選用易普通橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，這是因為前者的耐腐蝕性、耐高溫、耐磨性和強度等均高于橡膠，但彈性和阻尼性能不

40、及橡膠。8、經(jīng)濟性聯(lián)軸器的品種、形式、規(guī)格和材料、制工藝、精度和平衡等級的不同，其成本價格往往相差甚遠。結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝好、非金屬彈性元件、普通材料和一般精度的聯(lián)軸器的價格，低于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝要求高、金屬彈性元件、特殊材料和高精度的聯(lián)軸器。因此，在滿足工作要求的前提下，應(yīng)選用價格適當(dāng)、國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器。4.3安全聯(lián)軸器的設(shè)計4.3.1安全聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計聯(lián)軸器是各種機械傳動中常用的部件，它們用來連接兩個軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。用聯(lián)軸器的兩根軸只有在機器停車后用拆卸的方法才能把兩軸分離。聯(lián)軸器的種類很多，常用的聯(lián)軸器大多已標(biāo)準(zhǔn)化。一般可依據(jù)機器的工作條件選定合適的類型，然后按照計算轉(zhuǎn)矩、軸的

41、轉(zhuǎn)速和軸端直徑從設(shè)計手冊中選出所需的型號和尺寸，必要時還應(yīng)對其中某些零件進行驗算。由于設(shè)計的需要，我們要設(shè)計一個安全聯(lián)軸器，由內(nèi)轉(zhuǎn)套、外轉(zhuǎn)套、法蘭、螺栓、螺柱、彈簧絲、鋼球和彈簧構(gòu)成。內(nèi)轉(zhuǎn)套和高速軸連接，外轉(zhuǎn)套和電動機軸連接，法蘭通過螺栓把內(nèi)轉(zhuǎn)套和外轉(zhuǎn)套連接在一起，起到軸向固定的作用。內(nèi)轉(zhuǎn)套和外轉(zhuǎn)套之間的扭矩傳動是通過鋼球來實現(xiàn)的，鋼球的上面用彈簧壓住，起到保護和緩沖的作用。這個的聯(lián)軸器的特點就是在接合的部位嵌入彈簧裝置，它的作用是在承受的轉(zhuǎn)矩超出額定轉(zhuǎn)矩的時候，能夠保護聯(lián)軸器一端零件不受破壞，彈簧裝置均勻分布，并且用彈簧絲勒緊螺釘，防止螺紋松脫損壞內(nèi)部零件的同時也起到緊固的作用。整個聯(lián)軸器結(jié)

42、構(gòu)簡單，制造容易。（下圖是聯(lián)軸器示意圖）4.3.2安全聯(lián)軸器中彈簧的設(shè)計彈簧主要承受動載荷，其破壞形式主要是疲勞破壞。因此，彈簧材料必須具有較高的抗拉強度和耐疲勞能力、較好彈性、足夠的沖擊韌性及良好的塑性；經(jīng)熱處理后應(yīng)具有良好的穩(wěn)定彈性、淬透性好、過熱敏感性低、和不易脫碳，同時價格要低，易于購買。常用的彈簧材料有碳素彈簧鋼、合金鋼、銅合金、橡膠和塑料等。選用彈簧材料時，應(yīng)考慮彈簧的功能、重要程度、工作條件（包括載荷條件、大小及循環(huán)特性、工作持續(xù)時間、工作溫度和周圍介質(zhì)情況等）以及加工、熱處理條件等。同時還可以參考現(xiàn)有設(shè)備中使用的彈簧，進行類比分析，從而選出合適的材料。在綜合情況分析選用合金彈簧

43、鋼絲，型號是65si2mnwa,材料特性是耐高溫、高強度、高淬透性、彈性好，常用于耐熱、耐沖擊和高應(yīng)力的彈簧前面已經(jīng)求出總轉(zhuǎn)矩，在傳動過程中存在機械能損耗，所以。經(jīng)過齒輪降速后的轉(zhuǎn)矩因為聯(lián)軸器上有2個彈簧均布排列所以每個彈簧處的轉(zhuǎn)矩是 下圖是彈簧前端鋼球的受力示意圖，力矩產(chǎn)生力f，沿水平方向，回轉(zhuǎn)半徑r=30mm,力f1是彈簧產(chǎn)生反力的一個水平分力，大小與力f相等，則 彈簧指數(shù) ，是彈簧主要參數(shù)之一，它影響彈簧的剛度、強度、穩(wěn)定性及制造的難意。設(shè)計中，一般推薦,常用的初選范圍為，選擇時可參考下表彈簧直徑0.20.40.4511.12.22.567161842c=d/d7145125104104

44、846初選c=9，則 k曲度系數(shù)彈簧絲的強度表達式為 彈簧直徑的計算公式為 最大工作載荷，n； 許用剪應(yīng)力，查表。 取彈簧中徑，螺旋升角=5，則， 取彈簧自由高度,則， 為方便制造，當(dāng)計算時，取z為0.5的倍數(shù)，當(dāng)時，取z為整數(shù)。由上式結(jié)果確定彈簧工作圈數(shù)z=5。彈簧剛度c是彈簧產(chǎn)生單位軸向變形所需的載荷，即 g彈簧材料的剪切彈性模量，查表。設(shè)計的理想是在受到一定轉(zhuǎn)矩作用后，鋼球能從槽中擠壓出來，也就是彈簧近似變形5mm,那么彈簧剛度可以計算出來，有， 則彈簧直徑為， 對于兩端面磨平的彈簧， 彈簧絲展開長度 在彈簧受正常轉(zhuǎn)矩時的力為， 則彈簧的變形量， 下圖是彈簧的零件圖，彈簧的兩端有1/4圈

45、與鄰圈并緊，僅起支撐和固定作用，不參與彈簧變形，稱為支撐圈或死圈。支撐圈的數(shù)目和彈簧段部結(jié)構(gòu)有關(guān)。重要場合應(yīng)采用yi型，保證兩支撐面與彈簧的軸線垂直，以便彈簧受壓縮時不致歪斜。彈簧各圈之間在自由狀態(tài)下應(yīng)有適當(dāng)間隙，以便在彈簧受壓時，能產(chǎn)生相應(yīng)的變形。壓縮后彈簧各圈之間應(yīng)保留一定的間隙，以保證最大載荷作用下仍能保持一定的彈性。ug三維建模ug的概述ug最早應(yīng)用于美國麥道飛機公司。它是從二維繪圖、數(shù)控加工編輯、曲面造型等功能發(fā)展起來的軟件。20世紀(jì)90年代初，美國通用汽車公司選中ug作為全公司的cad/cae/cam主導(dǎo)系統(tǒng)，這進一步推動了ug的發(fā)展。1997年10月，unigraphics so

46、lutions公司與intergergraph公司簽約，合并了后者的機械cad產(chǎn)品，將pc版的solidedge軟件統(tǒng)一到parasolid平臺上，由此形成了一個從低端到高端，兼有unix工作站版的較完善的企業(yè)級cad/cae/cam/pdm集成系統(tǒng)。ug于1991年并入美國eds公司，2001年9月和sdrc公司一同并入ugs公司，于2005年推出ug nx 4.0最新版本軟件，它在原版本的基礎(chǔ)上進行了300多處的改進。例如，在特征和自由建模提供了更加強大的功能，使得用戶可以更快速、更高效、更高質(zhì)量的設(shè)計產(chǎn)品；在制圖方面也做了重要的改進，使得制圖更加直觀、快速和精確，并且更加貼近工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它

47、集成了美國航空航天、汽車工業(yè)的經(jīng)驗，成為機械集成化cad/cae/cam主流軟件之一，是知識驅(qū)動自動化技術(shù)領(lǐng)域中的領(lǐng)先者，實現(xiàn)了設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與基于產(chǎn)品和過程的知識工程的結(jié)合，在航空航天、汽車、通用機械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械，以及其他高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機械設(shè)計和模具加工自動化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，顯著地改進了工業(yè)勞動生產(chǎn)率。它采用基于約束的特性建模和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)，在曲面制造、數(shù)控加工方面是強項，在分析方面較為薄弱。但ug提供了分析軟件nastran、ansys、patran接口，機構(gòu)動力學(xué)軟件idams接口，注塑模分析軟件moldflow接口等。ug具有以下優(yōu)勢：1、 ug可以

48、為機械設(shè)計、模具設(shè)計及電器設(shè)計單提供一套完整的設(shè)計、分析和制造方案。2、 ug是一個完全的參數(shù)化軟件，為零部件的系列化建模、裝配和分析提供強大的基礎(chǔ)支持。3、 ug可以管理cad數(shù)據(jù)及整個產(chǎn)品開發(fā)周期中的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)逆向工程（reverse engineering）和并行工程（concurrent engineering）等先進的設(shè)計方法。4、ug可以完成包括自由曲面在內(nèi)的復(fù)雜模型的創(chuàng)建，同時在圖形顯示方面運用了區(qū)域化管理方式，節(jié)約系統(tǒng)資源。5、ug具有強大的裝配功能，并在裝配模塊中運用了引用集的設(shè)計思想。為節(jié)省計算機資源提出了行之有效的解決方案，可以極大地提高設(shè)計效率。 隨著ug版本的

49、提高，軟件的功能越來越強大，復(fù)雜程度也越來越高。對于汽車設(shè)計者來說，ug是使用的最廣泛的設(shè)計軟件之一。目前國內(nèi)的大部分院校、研發(fā)部門都在使用該軟件，如上海汽車工業(yè)集團總公司、上海大眾汽車公司、上海通用汽車公司、泛亞汽車技術(shù)中心、同濟大學(xué)等都在教學(xué)和研究中使用ug作為工作軟件。ug的特點unigraphics cad/cam/cae系統(tǒng)提供了一個基于過程的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造。ug面向過程驅(qū)動的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。在面向過程驅(qū)動技術(shù)環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而

50、有效地實現(xiàn)了并行工程。ug不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計功能，而且在設(shè)計同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)控機床。另外。它所提供的二次開發(fā)語言ug/open grip、ug/open api簡單易學(xué)，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用cad系統(tǒng)。具體來說，該軟件具有以下特點：1、具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了cad/cae/cam等各模塊之間的無數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實施并行工程。2、 采用復(fù)合建模技術(shù)，可將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。3、 用基于特性（如孔、凸臺、型腔、槽溝、倒角等）的

51、建模和編輯方法作為實體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計方法，并能用參數(shù)驅(qū)動。4、 曲面設(shè)計采用非均勻有理b樣條作為基礎(chǔ)，可用多種方法生成復(fù)雜的曲面，特別適合于汽車外型設(shè)計、氣輪機葉片設(shè)計等復(fù)雜曲面造型。5、 出圖功能強，可十分方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖。能按iso標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注尺寸、形位公差和漢字說明等，并能直接對實體做螺旋剖階梯剖和軸測圖挖切生成各種視圖，增強了繪制工程圖的實用性。6、 以parasolid為實體建模核心，實體造型功能處于領(lǐng)先地位。目前著名的cad/cae/cam軟件均以此作為實體造型基礎(chǔ)。7、 提供了界面良好的二次開發(fā)工具grip（graphical interactive programing）和ufunc（user functon），并能通過高級語言接口，使ug的圖形功能與高級語言的計算功能緊密結(jié)合起來。8