基于Solidworks的行星齿轮的三维建模与运动仿真
北京工业大学耿丹学院
毕业设计(论文)
基于Solidwork的行星齿轮的三维建模与运动仿真
所在学院
专业
班级
姓名
学号
指导老师
年月日
摘要
行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮的几何轴线绕着固定位置转动圆周运动的传动，变速器通常和若干行星轮和传递载荷的作用，为了使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点：传动比大，结构紧凑，体积小、质量小，效率高，噪音低，运转平稳，因此被广泛应用于冶金，工程机械，起重，运输，航空，机床，电气机械及国防工业等部门，作为减速、变速或增速的齿轮传动装置
NGW型行星齿轮传动机构的传动原理：当高速轴由电机驱动，带动太阳轮，然后带动行星轮转动，内齿圈固定，然后带动行星架输出运动的，在行星架上的行星轮既自转和公转，具有相同的结构。二级，三级或多级传输。NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳齿轮，行星齿轮，内齿圈，行星架，命名为基本成分后，也被称为zk-h型行星齿轮传动机构。
本设计是基于行星齿轮结构设计的特点，和SolidWorks三维建模和运动仿真。行星齿轮和各种类型的特性的比较，确定方案；其次根据输入功率，相应的输出转速，传动比的传动设计、总体结构设计；三维建模并最终完成了SolidWorks，和模型的装配，并完成了传动部分的运动仿真和运动分析。
关键词：行星齿轮减速器、运动仿真、装配、三维建模
Abstract
Planetary gear reducer is driving a at least one gear geometric axis rotated around a circular motion of fixed position, the transmission is usually and planetary gear and transfer load, in order to make the power split. Involute planetary gear transmission has the following advantages: large transmission ratio, compact structure, small volume, small mass, high efficiency, low noise, smooth operation, so it is widely used in metallurgy, engineering machinery, lifting, transportation, aviation, machine tools, electrical machinery and defense industry and other departments, as gear reducer, gear or the growth
The transmission principle of NGW type planetary gear transmission mechanism: when the high-speed shaft driven by a motor, to drive the sun gear, and the planet wheel is driven to rotate, the inner gear ring is fixed, and then drives the planetary frame outputting motion, on the planet carrier planet wheel both rotation and revolution, has the same structure. The two level, three level or multilevel transmission. The NGW type planetary gear transmission mechanism mainly consists of a sun gear, planet gear, inner gear ring, a planetary frame, named after the basic components, also known as the ZK-H type planetary gear transmission mechanism.
This design is the design of planetary gear structure based on SolidWorks, and 3D modeling and motion simulation. Comparison of characteristics of planetary gears, and various types of determination scheme; secondly according to the input power, the output speed of the overall design, transmission design, ratio; 3D modeling and finished SolidWorks, assembly and model, and the motion simulation and motion analysis of the transmission part.
Keywords: planetary gear reducer, assembly, motion simulation, 3D modeling
目录
摘要 (1)
Abstract (3)
第1章绪论 (6)
1.1 国内外的研究状况及其发展方向 (6)
1.2 SOLIDWORKS行星齿轮的选题分析及设计内容 (7)
1.3 主要的工作内容 (7)
第2章 NGW型行星轮减速器方案确定 (9)
2.1 机构简图的确定 (9)
2.2 周转轮系部分的选择 (9)
2.3 NGW型行星轮减速器方案确定 (9)
2.4 行星轮系中各轮齿数的确定 (12)
第3章 NGW型行星减速器结构设计 (14)
3.1 基本参数要求与选择 (14)
3.1.1 基本参数要求 (14)
3.1.2 电动机的选择 (14)
3.2 方案设计 (14)
3.2.1 机构简图 (14)
3.2.2 齿形及精度 (15)
3.2.3 齿轮材料及性能 (15)
3.3 齿轮的计算与校核 (16)
3.3.1 配齿数 (16)
3.3.2 初步计算齿轮主要参数 (16)
3.3.3 按弯强度曲初算模数m (19)
3.3.4 齿轮疲劳强度校核 (20)
3.4 轴上部件的设计计算与校核 (26)
3.4.1 轴的计算 (26)
3.4.2 行星架设计 (31)
3.5 键的选择与校核 (35)
3.5.1 键的选择 (35)
3.5.2 键的校核 (36)
3.6 联轴器的选择 (37)
3.7 箱体尺寸及附件的设计 (38)
第4章 SOLIDWORKS的建模与运动仿真 (43)
4.1 建模软件的介绍 (43)
4.2 行星齿轮机构的建模 (43)
4.2.1 对行星齿轮的建模 (43)
4.2.2 行星齿轮其他部件的建模 (45)
4.3 行星齿轮机构的虚拟装配 (47)
4.4 装配体的实现 (58)
4.5 减速机的运动仿真 (60)
4.5.1 仿真一般步骤 (60)
4.5.2 机构运动分析的任务和方法 (61)
4.5.3 运动的生成 (62)
4.5.4 运动分析 (62)
总结 (64)
参考文献 (65)
致谢 (66)
第1章绪论
1.1 国内外的研究状况及其发展方向
国内对行星齿轮传动比较深入的研究最早开始于20 世纪60 年代后期，20 世纪70 年代制定了NGW 型渐开线行星齿轮减速器标准系列JB1799-1976。一些专业定点厂已成批生产了NGW 型标准系列产品，使用效果很好。已研制成功高速大功率的多种行星齿轮减速器，如列车电站燃气轮机（3000KW）、高速气轮机（500KW）和万立方米制氧透平压缩机（6300KW）的行星齿轮箱。低速大转矩的行星齿轮减速器已成批生产，如矿井提升机的XL-30 型行星齿轮减速器（800kW），双滚筒采煤机的行星齿轮减速器（375kW）。
世界上一些工业发达的国家，如：日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构化、传动性能、传递功率、转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代的机械传动设备中获得了成功的应用。
世界各先进工业国家，经由工业化、信息时代化，正在进入知识化时代，行星齿轮传动在设计上日趋完善，制造技术不断进步，使行星齿轮传动已达到较高的水平。我国与世界先进水平虽存在明显的差距，但随着改革开放带来设备引进、技术引进，在消化吸收国外先进技术方面取得很大的进步。目前行星齿轮传动正在向以下几个方面发展：1）向高速大功率及低速大转矩的方向发展。例如年产300kt 合成氨透平压缩机的行星齿轮增速器，其齿轮圆周速度已达150m/s；日本生产了巨型船舰推进系统用的行星齿轮箱，功率为22065kW；大型水泥磨中所用80/125型行星齿轮箱，输出转矩高达4150kN m。在这类产品的设计与制造中需要继续解决均载、平衡、密封、润滑、零件材料与热处理及高效率、长寿命、可靠性等一系列设计制造技术问题。
2）向无级变速行星齿轮传动发展。实现无级变速就是让行星齿轮传动中三个基本构件都传动并传递功率，这只要对原行星机构中固定的构件附加一个转动（如采用液压泵及液压马达系统来实现），就能成为变速器。
3）向复合式行星齿轮传动发展。近年来，国外将蜗杆传动、螺旋齿轮传动、圆锥
齿轮传动与行星齿轮传动组合使用，构成复合式行星齿轮箱。其高速级用前述各种定轴类型传动，低速级用行星齿轮传动，这样可适用相交轴和交错轴间的传动，可实现大传动比和大转矩输出等不同用途，充分利用各类型传动的特点，克服各自的弱点，以适应市场上多样化需要。
4）向少齿差行星齿轮传动方向发展。这类传动主要用于大传动比、小功率传动。
1.2 SOLIDWORKS行星齿轮的选题分析及设计内容
本设计以本设计基于Solidworks便于交互及强大的二维、三维绘图功能。先确定总体思路、设计总体布局，然后设置零部件，最后完成一个完整的设计。利用SOLIDWORKS 模块实现装配中零部件的装配、运动学仿真等功能。
行星齿轮减速器的体积、重量及其承载能力主要取决于传动参数的选择，设计问题一般是在给定传动比和输入转矩的情况下，确定各轮的齿数，模数和齿宽等参数。其中优化设计采用Solidworks自带的模块，，模拟真实环境中的工作状况进行运动仿真，对元件进行运动分析。
减速器作为独立的驱动元部件，由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计，以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输人功率和传动比的不同组合，可获得相应的减速器系列。在以往的人工设计过程中，在图纸上尽管能实现同一机座不同规格的部分系列表示，但其图形受到极大限制。采用Solidworks工具来实现这一过程，不仅能完善上述工作，，方便设计操作，而且使系列产品的技术数据库，图形库的建立、查询成为可能，使设计速度加快。在设计过程中，我利用互联网对本课题的各设计步骤与任务进行了详细了解。采用计算机辅助设计的技术，利用Solidworks参数化建模动态仿真。
1.3 主要的工作内容
1. 设计计算部分：分析行星齿轮机构传动方案；并通过计算分析，确定行星轮系齿轮的齿数、模数和轴、行星架的各项参数，校核齿轮的接触和弯曲强度；完成内外啮合齿轮、轴、行星架的设计计算；在整机设计开发背景下，结合运动参数完成建模。
2. 工程仿真分析部分：本论文利用三维软件Solidworks对行星轮减速器进行三维建模，并完成与整机的装配；利用Solidworks减速器机构模型进行全局运动仿真，对内
外啮合齿轮传动进行运动学分析。
四驱车三维建模及动画仿真
广东工业大学华立学院 本科毕业设计（论文） 玩具四驱车三维建模及动画仿真 系部机电工程学部 专业机械设计制造及其自动化 班级 09机械4班 学号 12010904033 学生姓名邹明珍 指导教师周艳琼 2013年06月
摘要 本次设计是基于solidworks 2010版本来进行四驱车的三维建模和工作状态的动画仿真的,其主要目的是为了开拓广大的玩具市场和满足爱车一族的珍藏喜好,。 本毕业设计主要内容是按真四驱车缩小对四驱车进行仿真设计造型,因考虑成本且实现运动和仿真，本设计简化了其结构而设计的四轮驱动模型车。本设计的材料选用塑料，以便减轻车子的负载和降低成本。把原本的动力源发动机改为电机驱动，通过简单的齿轮传动，改变运动方向和速度，使得轮轴的旋转，从而带动车轮的旋转，让车子运动起来，以达对真四驱车的运动仿真。最后一个部份则是对本次设计中所遇到的问题和解决方案进行的总结。 关键词：solidworks，三维建模，仿真，四驱车
Abstract This design of which main purpose is to develop the toy market and satisfy the collection of motorists preferences, is based on solidworks 2010 version, feeder of the bottled embryo, 3d modeling and stimulation of the status of the animation. The main content of the graduation design is to design simulation modelling according to narrowing the raider buggies. Because of considering cost and realizing the simulation of motions, the design simplifies the structure and designs the four-wheel drive model car. The material selection of this design is plastic , so as to reduce the load and the cost of the car. The motor drive is instead of the source power engine. Through a simple gear transmission, changing the direction and speed of the car, making the rotation of the shaft, so that it can drive the rotation of the wheel, let the car move, and achieve the movement simulation of the true buggies .The last part is summarizing about the problems encountered and the solutions in this design. Keywords: solidworks , 3d modeling , simulation, four-wheel drive
SolidWorks三维建模的应用技巧
法。通过本工程的实践，体现在以下几点： 1．优化设计，优化总平，取消了110kV区域一侧道路，优化110kV区域平面及主变区域平面，110kV区域长宽方向尺寸均有较大压缩，在各台主变间设置防火墙，大大缩减了主变区域的宽度。站区围墙内占地面积2750平方米，比ZA-3（3363平方米）减少613平方米，相当于ZA-3的81.8%，大大减少了对资源（土地资源和建材等）的有效占用，降低了工程投资，施工范围紧凑。 2．在追求变电站的基本功能和核心功能的同时实现了工业性设施功能，剥离与变电站运行无直接影响的功能，将原来二层建筑改一层，取消了电容器室与开关室之间的隔墙，取消了辅助用房及电缆层，取消蓄电池室，蓄电池屏与直流充馈电屏并排安装，将电容器及接地变设备改为户外布置，建筑面积只有380平方米，相当于ZA-3（1015平方米）的37.5%。 3．改变电缆沟及围墙做法，改为预制装配式；改变电缆沟盖板做法，为工厂成品预制盖板，取消电缆支沟，采用直埋管结合电缆井做法；取消操作地坪及绿化，产地铺设碎石垫层；严格控制装修标准，取消吊顶。 4．建筑风格上体现了工业设施特点，改变了建筑结构形式，建筑结构上采用了预制装配式结构，门式钢结构形式，屋面采用预制大型屋面板，上做防水卷材。在建筑材料上，采用了技术上已经论证、工程已成功运用、市场已经成熟的环保、节能新型材料，如综合楼维护结构采用的木纤维复合墙板。 5．施工过程中，在工艺上推行工厂化生产，机械化环保施工，在零标高以上施工均采用装配式施工，各个前期环节可以并行施工，降低了粉尘、噪音等对环境造成的破坏，同时大大缩短了施工工期，降低了工程造价。本次施工实践整个施工周期为76日，比典型110kV变电所建设工期缩短近50%。 6．由于建筑面积降低，工期的缩短，对施工过程中的能耗降低近40%。 7．通过合理的施工安排和管理，项目的通过质量、安全和进度控制，降低工程消耗近5%。 三、结论 “装配式变电站”源于“两型一化”思路，它的特点就是“注重新技术、新材料、新工艺集成应用，注重先进管理方法应用”，“注重资源节约，环境协调，剥离冗余功能，注重系统优化、全局优化、费用优化”。同时， “可根据实际施工情况来并行施工，大大缩短施工工期”。通过110kV杨柳变装配式变电的实践探索，有效验证了其特点和优越性，明显缩短了施工工期，节约了资源，减少了施工实践，证明此种方法行之有效，为以后该类型变电站建设量奠定了良好的基础。 参考文献 [1]柳国良，等．变电站模块化建设研究综述[J]．电网技术，2008，32（14）． [2]2008年11月4日国网公司2009年基建工作思路及要点（征求意见稿）. [3]国家电网公司．“两型一化”试点变电站建设设计技术导则，2007． [4]国家电网公司．220kV和110kV变电站典型设计推荐方案，2005． [5]2008年11月4日国网公司输变电工程全寿命周期设计建设指导意见（征求意见稿）． [6]2008年11月4日在国网公司全寿命周期变电站试点建设现场会暨底三次重点工程建设协调会上的讲话． [7]2008年11月4日在国网公司全寿命周期变电站试点建设现场会暨底三次重点工程建设协调会上的总结讲话． 2009年第10期 （总第121期）Chinese hi-tech enterprises NO.10.2009（CumulativetyNO.121） 中国高新技术企业 一、定制个性工具栏 SolidWorks具有的CommandM anager，是一个上下文相关工具栏，它可以根据您要使用的工具栏进行动态更新，很好的将大量绘图命令分类存放。但是在调取相应命令时需要先单击分类，增加了鼠标点击的次数，降低了速度。鉴于大多数使用者都有自己单独的设计方向不需要使用很多绘图命令，因此可以在工具、自定义、工具栏标签中关闭CommandM anager，并选取经常使用的工具栏这样该工具栏将出现在界面中，通过拖拽操作可以编辑该工具栏，删除不经常使用到的命令，使工具栏更具有针对性，做到高效便捷。 二、指派快捷键 SolidWorks允许用户依据个人习惯指派所有命令的快捷键，这样可以减少了鼠标点取命令的次数从而加快了作图速度。可以通过单击工具、自定义、键盘标签找到自己的高频命令，并指派某单键或组合键为其快捷键。笔者推荐一些常用命令如：“正视于”、“剪裁”、“智能尺寸”、“中心线”等。至此SolidWorks的个性定制已经完成，利用鼠标查找选取特征、观察模型。使用快捷键快速建立草图、几何关系，利用定制的适合自己的工具栏建立新的特征最终完成三维模型的建立。在熟练了SolidWorks基本绘图命令后，通过以上个性的定制之 SolidWorks三维建模的应用技巧 李国志，程浪，郭克希 （长沙理工大学，湖南长沙410114） 摘要：SolidWorks已普遍应用于机械设计领域。通过自定义软件，巧妙利用中心线和基准面，快捷复制命令等一系列应用技巧，实现了软件使用效率的极大提高。 关键词：SolidWorks三维建模；应用技巧；个性工具栏；机械设计软件 中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）10-0027-02 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 27 --
行星齿轮的三维建模与运动仿真
北京工业大学耿丹学院 毕业设计(论文) 基于Solidwork的行星齿轮的三维建模与运动仿真 所在学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日
摘要 行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮的几何轴线绕着固定位置转动圆周运动的传动，变速器通常和若干行星轮和传递载荷的作用，为了使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点：传动比大，结构紧凑，体积小、质量小，效率高，噪音低，运转平稳，因此被广泛应用于冶金，工程机械，起重，运输，航空，机床，电气机械及国防工业等部门，作为减速、变速或增速的齿轮传动装置 NGW型行星齿轮传动机构的传动原理：当高速轴由电机驱动，带动太阳轮，然后带动行星轮转动，内齿圈固定，然后带动行星架输出运动的，在行星架上的行星轮既自转和公转，具有相同的结构。二级，三级或多级传输。NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳齿轮，行星齿轮，内齿圈，行星架，命名为基本成分后，也被称为zk-h型行星齿轮传动机构。 本设计是基于行星齿轮结构设计的特点，和SolidWorks三维建模和运动仿真。行星齿轮和各种类型的特性的比较，确定方案；其次根据输入功率，相应的输出转速，传动比的传动设计、总体结构设计；三维建模并最终完成了SolidWorks，和模型的装配，并完成了传动部分的运动仿真和运动分析。 关键词：行星齿轮减速器、运动仿真、装配、三维建模
Abstract Planetary gear reducer is driving a at least one gear geometric axis rotated around a circular motion of fixed position, the transmission is usually and planetary gear and transfer load, in order to make the power split. Involute planetary gear transmission has the following advantages: large transmission ratio, compact structure, small volume, small mass, high efficiency, low noise, smooth operation, so it is widely used in metallurgy, engineering machinery, lifting, transportation, aviation, machine tools, electrical machinery and defense industry and other departments, as gear reducer, gear or the growth The transmission principle of NGW type planetary gear transmission mechanism: when the high-speed shaft driven by a motor, to drive the sun gear, and the planet wheel is driven to rotate, the inner gear ring is fixed, and then drives the planetary frame outputting motion, on the planet carrier planet wheel both rotation and revolution, has the same structure. The two level, three level or multilevel transmission. The NGW type planetary gear transmission mechanism mainly consists of a sun gear, planet gear, inner gear ring, a planetary frame, named after the basic components, also known as the ZK-H type planetary gear transmission mechanism. This design is the design of planetary gear structure based on SolidWorks, and 3D modeling and motion simulation. Comparison of characteristics of planetary gears, and various types of determination scheme; secondly according to the input power, the output speed of the overall design, transmission design, ratio; 3D modeling and finished SolidWorks, assembly and model, and the motion simulation and motion analysis of the transmission part. Keywords: planetary gear reducer, assembly, motion simulation, 3D modeling
基于内燃机气门机构及SolidWorks运动仿真
重庆理工大学机械设计专业课程设计 设计题目：内燃机配气门设计与仿真 指导老师：贾秋红 姓名：舒浩于 专业：机械设计制造及其自动化 学号：11104020617 学院：机械工程学院 中国 重庆 2014年6月
摘要 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程，其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭；压缩行程时，气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环. 关键词：构建模型零件装配运动仿真
目录 第一章设计要求 (1) 1.1 设计任务 (1) 1.2 设计思路 (1) 第二章内燃机各零件建模 (1) 2.1 内燃机的工作原理 (1) 2.2 内燃机运动循环图 (1) 2.3 内燃机各个零件的建模 (2) 2.3.1活塞的建模 (2) 2.3.2 汽缸的建模 (4) 2.3.3 曲轴建模 (5) 2.3.4 小带轮建模 (7) 2.3.5 大带轮建模 (8) 2.3.6 凸轮轴建模 (8) 2.3.7 凸轮建模 (9) 2.3.8 摆臂建模 (10) 2.3.9 弹簧座建模 (11) 2.3.10 气门头部建模 (11) 2.3.11 气缸盖建模 (11) 2.3.12 活塞销建模 (15) 2.3.13 连杆建模 (15) 第三章内燃机各零件的装配 (15)
三维建模与三维动画的仿真技术研究
摘要：随着科学技术的不断进步，在很多工程建筑和很多的媒体技术中，三维建模和三维动画的仿真技术被人们广泛运用，本文就三维建模和三维动画仿真技术的概念特点等进行分别介绍，集体研究。 关键词：三维建模；三维动画；仿真技术 中图分类号：j218.7 文献标识码：ａ文章编号：1005-5312（2012）17-0043-01 一、关于三维建模 （一）三维模型 所谓的三维模型就是一个物体用三维的多边形表示出来，然后用计算机或者其他的设备用视频的形式进行显示。现实的物体可以使在现实世界里存在的实际物体，也可以是设计者虚构出的，总之就是不管是有的没得，只要是能想出来的都能用三维模型表示出来。 （二）三维建模的应用范围 三维建模在现在这个科技发展迅猛的时代已经被运用在各个领域，其中在视频游戏中，三维建模是作为计算机和视频游戏中的资源被运用，而在医疗行业中，三维建模被使用于器官的制作模型等，在电影电视行业中，他们被用于特技手段和活动的人物制作，在建筑业中，三维建模用来展示所要表达的建筑物和地貌风景等。 （三）三维建模的方法 1、软件建模 现在市场上有很多比较先进的建模软件，比如3dmax、maya、autocad等等，这些软件的共性是用一些较基本的几何体，如长方体、正方体、立方体和球体等，构建一系列的平移、旋转、拉伸和一些较复杂的几何场景来实现的。能够用团建来进行三维建模的主要是屋里建模、几何建模和行为建模等等，而其中尤几何建模的创建和描述是三维建模之间的重点。 2、仪器设备测量建模 三维建模中重要的工具就是三维扫描仪，又被叫做三维数字化仪。这种仪器能够将现实世界中的彩色努力提的信息快速的转换成计算机能够识别和处理的数字信号，并且能够为三维建模实现数字化提供了有效的方法。 3、图像或者视频建模 在现在的计算机图形学的研究领域，用图像或者是视频来进行三维建模是很多学者比较感兴趣的，这种方法同那些比较传统的建模方法相比，具有很多特别的优势，比如，用图像或者视频创建的模型会比别的方法更加真实和自然，并且，运用这种方法创建模型会变得更方便，速度也会大大提升。质量和速度的提高，是图像或视频建模最大的特色。 二、关于三维动画的仿真技术 （一）动画 借用人的视觉暂留原理，一系列的静态图像播出之后，会在人的视网膜上留下动态的效果，而利用计算机设计的动画效果，就是用计算机中比较高效的图像处理的功能，用一连串的关键帧来对物体的关键时刻进行描述，准确的几率物体关键时刻的位置结构和其他的参数，并且自动的形成中间的图像，然后创建出一幅流畅的画面。 （二）三维动画的的仿真应用 三维动画的仿真技术能够将真实的物体模拟成一个虚拟的动画，但是这个动画会产生一定的价值。三维动画的真实和精确，可操作性，三维动画在教育、军事、建筑和医学、娱乐等领域都有很大的发展性。 在影视制作方面，三维动画能够制作出比较有创意的特效和3d动画，还能够制作出精良的后期效果和特效动画，应用这项技术，吸引了越来越多人的眼球，得到很多客户的青睐，剧中的爆炸，烟雾，下雨和光效还有撞车，变形和很绚丽的片头片尾等等的出现，都得益于
基于Solidworks的机械手运动仿真设计
2012年8月第24期 科技视界 SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界0引言 机械手对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步 发展起着重要作用。工业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，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，更能提高劳动生产率和自动化水平。随着现代生产的机械化和自动化的发展对机器人的需求越来越大因而对机器人的末端执行机构机械手的研究尤为重要。一些软件的发展为机械手的设计分析提供了方便降低了生产成本，本设计是基于S olidworks 软件，使得设计效率大大提高[1]。 本文是为普通车床配套而设计的上料机械手。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设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。 1机械手工作原理 上料机械手直接与工件接触的部件,它能执行人手的抓 握功能。手抓取物体以物体为中心,用两根手指包络物体。根据抓取物体时的相对状态,靠手指与工件之间的摩擦力来夹持工件。本上料机械手采用二指平动手爪,属于夹持式手爪,手指由四杆机构带动,当上料机械手手爪夹紧和松开物体时, 手指姿态不变,作平动。机械手手爪的结构见图1，①为支架、 ②气动杆、③和④为大螺钉、⑤和⑥为三孔连杆、⑦为小螺 钉、⑧短连杆、⑨和⑩为手指。 通过气动杆②来传动力的，气缸带动气动杆②使之向上移动时,其它的杆件共同运动,此时手爪是处于握紧工件的过程;反之,当气缸带动气动杆②向下移动时,手爪是处于张开的过程。这样,用气缸带动连杆②做往复平动，从而使其它杆件运动,带动手爪张合，手指上的任意一点的运动轨迹为一弧摆动。 图1 机械手装配简图 基于Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的机械手运动仿真设计 郑向华 （成都工业学院机电工程系 四川成都611730） 【摘 要】本文在上料机械手设计与研究的基础上，具体进行了机械手仿真动画设计。完成基于S olidworks 的机械手运动仿 真，利用仿真动画来描述其工作原理。设计结果表明该设计可大大提高设计效率，收到良好效果。 【关键词】机械手；运动仿真；Solidworks The Design of Manipulator ’s Motion Simulation Based on the Solidworks Z HENG Xiang-hua （Electromechanical Engineering Department,Chengdu Technological University,Chengdu Sichuan ，611730,China)【Abstract 】In this paper,the design of manipulator on the basis of the design and study,specific for manipulator simulation ani - mation https://www.360docs.net/doc/a92797050.html,pleted based on SolidWorks manipulator motion simulation,simulation animation to describe its working principle.The result indicates that this design can greatly improve the design efficiency,received good results. 【Key words 】Manipulator ；M otion simulation ；Solidworks ※基金项目：四川省教育厅项目（基金号10ZC035）。 作者简介：郑向华（1977—），女，黑龙江嫩江人，讲师，硕士研究生毕业，主要从事机电设计、CAD\CAE\CAM 及材料的研究 。 项目与课题 17
SolidWorks三维建模的应用技巧
SolidWorks三维建模的应用技巧 发表时间：2012-1-18 作者: 李国志*程浪*郭克希来源: 万方数据 关键字: SolidWorks三维建模应用技巧个性工具栏机械设计软 本文介绍了Solidworks已普遍应用于机械设计领域。通过自定义软件，巧妙利用中心线和基准面，快捷复制命令等一系列应用技巧，实现了软件使用效率的极大提高。 一、定制个性工具栏 SolidWorks具有的CommandManager，是一个上下文相关工具栏，它可以根搌您要使用的工具栏进行动态更新，很好的将大量绘图命令分类存放。但是在调取相应命令时需要先单击分类，增加了鼠标点击的次数，降低了速度。鉴于大多数使用者都有自己单独的设计方向不需要使用很多绘图命令，因此可以在工具、自定义、工具栏标签中关闭CommandManager，并选取经常使用的工具栏这样该工具栏将出现在界面中，通过拖拽操作可以编辑该工具栏，删除不经常使用到的命令，使工具栏更具有针对性，做到高效便捷。二、指派快捷键 SolidWorks允许用户依据个人习惯指派所有命令的快捷键，这样可以减少了鼠标点取命令的次数从而加快了作图速度。可以通过单击工具、自定义、键盘标签找到自己的高频命令，并指派某单键或组合键为其快捷键。笔者推荐一些常用命令如：“正视于”、“剪裁”、“智能尺寸”、“中心线”等。至此SolidWorks的个性定制已经完成，利用鼠标查找选取特征、观察模型。使用快捷键快速建立草图、几何关系，利用定制的适合自己的工具栏建立新的特征最终完成三维模型的建立。在熟练了SolidWorks基本绘图命令后。通过以上个性的定制之后一定能让你的操作摆脱繁杂快捷。 三、使用中心线和基准面 很多教程在讲解创建草图时并没有强调具体创建草图的步骤，只要所创建的草图满足形位尺寸要求即可。草图是创建特征的基础，中心线隶属草图的范畴，在草图中起参考的作用，对模型的形状并不起作用。由于SolidWorks具有参数化造型的特点，如果我们在创建草图时使用中心线配合几何关系来约束所创建的二维草图的形状，利用智能尺寸约束整个草图的形位尺寸，表面上看这样做增加了建模步骤，但对以后零件的修改是非常有益的。因为机械零件有很大一部分是具有对称结构的，建立中心线和基准面能很好的保证零件的对称性，同时方便特征建立。下面以汽车起重机的前挂钩(如图1所示)建模为例，阐述学习中心线和基准面建模的思想带来的便利。 图1 汽车起重机前挂钩 接到一个模型我们首先就是要分析模型的几何特点以及可能会出现修改的尺寸。由图1将该零件分解为1侧板、2底板两部分，他们可以通过绘制草图拉伸构建；不同型号的汽车起重机所选材料的厚度不同、安
三维建模及运动仿真
三维建模及运动仿真 Pro/Engineer 软件集产品的三维造型设计、加工、分析、仿真及绘图等功能于一体，是一套使用方便、参数化造型精确的软件，其强大的造型功能及仿真分析功能受到众多工程人员的青睐。本节将采用Pro/E 软件，完成少齿数齿轮传动机构中所有零件的参数化建模，并对少齿数齿轮减速器进行虚拟装配，在此基础上，对传动机构进行运动仿真。 3.1 齿轮的参数化建模 3.1.1 零件分析 齿轮建模的操作步骤如下： (1)添加齿轮设计参数 (2)添加齿轮关系式 (3)创建齿轮的齿廓曲线 (4)创建螺旋线方程 (5)实体生成： 1)创建螺旋线线方程 2)）拉伸 3)）阵列 3.1.2 绘制齿轮 (1)新建文件： 启动PROE Wildfire4.0，单击工具栏新建工具，或单击菜单“文件/新建”。出现如图3.1所示对话框。选择系统默认“零件”，子类型“实体”方式，“名称”栏中输入“canshuhuachilun ”，同时注意关闭“使用缺省模板”。选择公制模板mmns-part-solid ，如图3.2所示，然后单击“确定”。 (2)创建齿轮程序。 选择菜单栏“工具/程序”命令，出现如图3.3所示对话框。单击“编辑设计”， 依次添加齿轮设计参数及初始值，添加完毕单击“确定”。选择工具菜单“工具/程序”命令，出现如图3.4信息窗口，在其中输入程序如下： Y0=(1/4)*PI*MT+XT*MT*TAN(α t) Xc=(HANX+CNX-XN)*MN-ρ
Yc=(1/4)*PI*MT+HANX*MN*TAN(αt)+ρ*COS(αt) (3)添加齿轮四个圆的关系式。 1)选择“插入/模型基准/ 草绘”特征工具，或单击工具栏 草绘命令，出现如图3.5所示对话框。单击“草绘”确认，进入二维草绘模式如图3.6所示。
基于proe的液压挖掘机三维建模与运动仿真..
****************学校 毕业设计说明书 设计题目：基于Pro/E的液压挖掘机三维建模与运动仿真 系部：****** 专业：****** 班级：****** 学生姓名：****** 学号：****** 指导教师：****** ****年**月**日
摘要 工作装置是液压挖掘机的重要组成部分，为研究工作装置在挖掘机整个作业循环时间里的运动情况，运用Pro/E软件的运动仿真模块对挖掘机工作装置进行运动仿真。采用传统的运动分析方法存在工作量大、不精确和不直观等缺点。利用Pro/E对液压挖掘机反铲工作装置进行建模和装配,首先分析了挖掘机的运动过程和各工况位置,然后用Pro/ E中的Mechanism模块进行了机构运动学仿真,通过对挖掘机各连接轴的设置,找到挖掘机动臂、斗杆和铲斗的各极限位置，以及确定各部件的运动关系和时间安排。结果表明该方法简单、可靠、为挖掘机整机设计及性能评估提供一定的理论依据。 关键字：液压挖掘机；Pro/E；运动仿真 ABSTRACT The work device is an important part of a hydraulic excavator.To start the motion process of hydraulic excavator work device in the whole operation cycle time, Pro/E sofortware is used to simulat. The traditional design methods to draw the envelope diagram have many shortcomings, such as the heavy workload,imprecision and less intuition. Pro/ E software was used to model and assemble for backhoe working equipment of the hydraulic excavator. Above all , the excavator movement process and work conditions were analyzed. Then mechanism kinematics simulation was carried on by Mechanism module in the Pro/ E software. The limit positionsof movable arm, bucket arm and bucket were found through setting joint shafts of the excavator. Keywords：excavator；Pro/E；dynamic simulation
solidworks(第五章 混合建模)
SolidWorks三维造型范例教程 第五章 混合建模
5.1 造型设计范例一 n造型思路：在“前视基准面”上分别作出带拔模斜度的圆柱体和三角形体，然后用旋转除料的方式切出顶面，最后倒圆角，完成造型，如图5-1所示。
5.1 造型设计范例一 n绘图步骤： n(1)单击“新建”图标，新建一“零件”文件，并单击“保存”图标，保存文件。n(2)在“前视基准面”上创建“草图1”，绘制出直径为46的圆。 n注意：“草图1”的圆心与坐标原点重合。 n(3)拉伸“草图1”，选择特征工具栏里的“拉伸”命令，打开对话框，如图5-2所示，单击“确定”按钮后结果如图5-3所示。 n(4)在“前视基准面”上创建“草图2”，如图5-4所示。拉伸结果如图5-5所示。 n(5)在“右视基准面”上创建“草图3”，如图5-6所示。 n(6)切除实体。单击特征工具栏里的“切除-拉伸”图标，打开如图5-7所示对话框，选择“草图3”，再单击“确定”按钮，完成造型，如图5-8所示。 n(7)对实体倒圆角，具体过程如图5-9、图5-10和图5-11所示，最后造型结果如图5-12所示。
5.2 造型设计范例二 n造型说明：如图5-13所示，本例主要使用“拉伸-切除”、“曲面-填充”、“使用曲面切除”等命令对正方体进行裁切，具体过程见绘图步骤。
5.2 造型设计范例二 n绘图步骤： n(1)单击“新建”图标，新建一“零件”文件，并单击“保存”图标，保存文件。 n(2)在“前视基准面”绘出“草图1”，即40×40的方体，并拉伸至高度40。 n注意：“草图1”的中心在坐标原点。 n(3)在方体的左侧面作草图线，如图5-14所示。然后使用特征工具栏里的“拉伸-切除”命令作出倾斜面，如图5-15所示。 n“草图2”的直线的下端点与方体的右下角点重合，直线的上端点与方体的一条上边线重合。直线与一条垂直边线成5°角。 n保留实体上部 n(4)在方体的后面作草图线，如图5-16所示。然后使用特征工具栏里的“拉伸-切除”命令裁切实体，结果如图5-17所示。 n“草图3”的直线水平，且左、右端点分别与方体直边和斜边重合，直线与底边相距12。
基于CAD的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真设计
基于CAD的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真设计
基于CAD的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真 1 绪论 1．1 选题背景 目前汽车半轴模锻生产线存在的问题是：工人劳动强度大；生产过程不连续，生产流程无序；工作环境存在着安全隐患；产量不能稳定；故需要对汽车半轴模锻生产线进行设计和改造。目前，国内外很多科研单位和企业都已经开始着手从事小型自动生产线的研究，并已经取得了一些研究成果，如物流运输类小型自动生产线、装箱 类小型自动生产线等。但是，这些所谓的小型自动生产线基本上只能完成一个工序的动作，无法完整地实现机械加工过程这样复杂的连续性动作，与工程实训的实际需要有很大的差距[1,2]。因此，研究并开发出一套针对汽车半轴模锻加工过程、融合各种工种和工序的自动生产线是非常重要的。 1．2 汽车半轴模锻自动生产线技术综述 1.2.1 汽车半轴模锻自动化生产技术现状 我国对汽车半轴制造的研究开展的较晚，还有许多问题需要探讨。国内半轴自动制造生产线技术比较落后，生产加工环境恶劣，生产效率比较低，环境污染情况比较严重。大多数生产厂家还没有实现生产的自动化，如图1.1~1.2所示是某汽车半轴制造工厂车间的实际作业情况，从图中可以看出该厂待加工零件和已加工零件随意摆放，严重影响生产环境和效率，在非自动化的生产车间里，工件的运输完全依靠工人，劳动强度大，生产效率地下。
(a) 零件摆放情况 (b) 工人工作环境 图1.1 生产车间现状图 在汽车半轴生产车间生产环境恶劣，设备破旧，通风系统不完善，工作过程完全出于人工操作，如图1.2所示。 (a) 摆
送料机械手毕业设计及Solidworks运动仿真
目录 摘要 (1) 第一章机械手设计任务书 (3) 1.1毕业设计目的 (3) 1.2本课题的内容和要求 (3) 第二章抓取机构设计 (6) 2.1手部设计计算 (6) 2.2腕部设计计算 (9) 2.3臂伸缩机构设计 (10) 第三章液压系统原理设计及草图 (13) 3.1手部抓取缸 (13) 3.2腕部摆动液压回路 (14) 3.3小臂伸缩缸液压回路 (15) 3.4总体系统图 (16) 第四章机身机座的结构设计 (18) 4.1电机的选择 (18) 4.2减速器的选择 (20) 4.3螺柱的设计与校核 (20) 第五章机械手的定位与平稳性 (22) 5.1常用的定位方式 (22) 5.2影响平稳性和定位精度的因素 (22) 5.3机械手运动的缓冲装置 (23) 第六章机械手的控制 (25) 第七章机械手的组成与分类 (26) 7.1机械手组成 (26) 7.2机械手分类 (27) 第八章机械手Solidworks三维造型 (29) 8.1上手爪造型 (30) 8.2螺栓的绘制 (34)
毕业设计感想 (39) 参考资料 (40)
送料机械手设计及Solidworks运动仿真 摘要 本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，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设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业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、放射性和其他有毒、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。 本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。 关键字机械手，AutoCAD，Solidworks。
基于蜗轮蜗杆的三维建模与运动仿真
……………………. ………………. ……………… 山东农业大学 毕 业 论 文 基于Pro/E 的蜗轮蜗杆参数化建模及运动仿真分析 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 机械电子工程专业 届 次 2013届 学生姓名 冯海明 学 号 20091192 指导教师 张开兴 老师 二O 一三 年 六 月 十 日 装 订 线 ……………….……. …………. …………. …
目录 摘要 (3) 1绪论 (5) 1.1课题研究意义 (5) 1.2课题研究CAD发展概述 (5) 1.2.1CAD技术发展历程 (5) 1.2.2CAD的发展趋势 (6) 1.3本课题研究的内容 (7) 2蜗轮蜗杆参数化设计基础 (7) 2.1蜗杆传动机构简介及类型 (7) 2.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 (8) 2.3参数化特征造型技术简介 (9) 3 基于PRO/E的蜗轮参数化建模 (10) 3.1P RO/E的参数化建模简介 (10) 3.2蜗杆的参数化建模 (12) 3.2.1零件分析 (12) 3.2.2创建蜗杆 (13) 3.3蜗轮的参数化建模 (19) 3.3.1零件分析 (19) 3.3.2蜗轮的参数化建模 (20) 4蜗轮传动机构的运动仿真 (30) 4.1P RO/E运动仿真简介 (30) 4.2P RO/E平台机构运动仿真的步骤 (30) 4.3蜗轮蜗杆机构运动仿真的具体步骤 (31) 4.3.1蜗轮蜗杆机构的虚拟装配 (31) 4.3.2蜗轮蜗杆机构的运动仿真 (32) 5总结 (33) 参考文献 (34) 致谢 (34)
Contents Abstract (4) 1Introduction (5) 1.1The significance of this research (5) 1.2Development of research on CAD project (5) 1.2.1 CAD technology development (5) 1.2.2 The development trend of CAD (6) 1.3The contents of this research project (7) 2 Basic worm gear parametric design (7) 2.1Introduction and type of worm gear (7) 2.2The main parameters and geometric dimensions of a cylindrical worm drive (8) 2.3The parametric feature modeling technology (9) 3 Modeling of worm gear parameters based on PRO/E (10) 3.1 Parametric modeling of Pro/E (10) 3.2Parametric modeling of worm (12) 3.2.1 Part analysis (12) 3.2.2 Create a worm (13) 3.3Parametric modeling of worm gear (19) 3.3.1 Part analysis (19) 3.3.2 Parametric modeling of worm gear (20) 4 Motion simulation of worm gear transmission mechanism (30) 4.1 Introduction the Pro/E motion simulation (30) 4.2 Exercise Pro/E platform simulation steps (30) 4.3The specific steps of mechanism movement simulation of worm gear worm (31) 4.3.1 The virtual assembly of the worm gear (31) 4.3.2 Motion simulation of worm gear (32) 5 Summary (33) Reference documentation (34) Convey thanks (34)
滚珠丝杠副的三维建模及仿真要点
滚珠丝杠副的三维建模及仿真 1 滚珠丝杠副的结构 滚珠丝杠副由滚珠、丝杠和螺母组成，其结构如图1所示 图1 滚珠丝杠副的结构 2 滚珠丝杠的建模 在这里我建立模型只是为了更方便看清楚滚珠与丝杠和螺母之间的关系，并不能直接用这个建模后的模型仿真，但这个建模在一定程度上也为后来的仿真做了一些准备工作。 2.1 螺母的建模 启动pro/e软件，在文件菜单下设置工作目录，选择方便使用的文件夹作为工作目录。设置工作目录是为了方便存取文件，以后新建文件系统也会自动指向这个文件夹。 选择【文件】——【新建】，在“类型”里选择“零件”，在“子类型”中选择“实体”，在“名称”里输入“螺母”，不适用缺省模板，选择mmns-part-solid 模板，这种符合国家标准，单击“确定”随后进入pro/e零件建模模块。 选择【拉伸】进入实体操作状态按住右键选择“定义内部草绘”进入草绘状
态后，绘制直径110mm、厚度15mm的螺母的凸缘造型，再【拉伸】以相同草绘平面绘制直径71mm、厚度65mm拉伸方向与上一步相同的螺母体的造型。如图2所示 图2 螺母体的造型 在此选择【拉伸】命令，按住右键选择“移除材料”，接着定义内部草绘，草绘平面选择“使用先前的”进入草绘后在螺母体的一侧面绘制直径为49.5mm 的同心圆草图，在信息栏中选择改变拉伸方向，然后选择穿透；然后确定应用，完成通孔的造型；最后选择【插入】——【螺旋扫描切口】，完成螺母螺纹孔的造型。 在应用拉伸移除材料绘制螺母凸缘上一个阶梯孔的造型，用阵列命令完成六个空的造型。为了方便观察用拉伸移除材料将螺母四分之一切掉，形成半刨视图。螺母的三维建模完成，如图3所示 特别指出这里切除四分之一的螺母只是为了后面建模成滚珠丝杠后能清楚的看清里面的结构。