磨抛机结构设计

摘要

石材既是人类历史上最古老的建筑材料，又是全球最具艺术价值和经济价值的建筑装饰材料。随着科学技术的进步，特别是机械设备及金刚石工具在石材产业中的大量应用，使得世界石材产业迅速发展为国际化产业。对其发展中石材行加工设备扮演者不可或缺的角色。

本课题来源于石材磨抛送料机，石材磨抛机是指毛板石材进行整平、磨抛的一种大型高功效专业机器设备。因石材本身较重、运输定位难等特征导致石材磨抛必须需要一套对应的特殊送料设备才可更好的完成相关抛磨工作。

本文运用大学所学知识，设计了一款磨抛送料机构，本送料机通过送料机构的旋转或翻转可更好的适应不同抛磨加工要求，并避免了石材加工过程中运输、翻转、定位等诸多麻烦。

关键字：机械设备、石材加工，送料机，磨抛机

Abstract

Stone is not only the history of mankind's oldest building materials, and is the world's most artistic and economic value of building decoration materials. With the progress of science and technology, particularly mechanical equipment and diamond tools in the stone industry in the large number of applications, so that the world stone industry developed rapidly into an international industry. An integral role in its development of stone processing equipment line actor.

The subject comes from the feeder grinding and polishing stone, stone grinding and polishing machine means leveling stone wool board, a large, professional-efficient grinding and polishing equipment. Because the stone itself is heavy, difficult to transport positioning characteristics leading to stone grinding and polishing must be a corresponding need special feeding device can be better to complete the relevant work polishing.

I have learned with university paper proposes a simple and easy to use Grinding and polishing machine, designed a grinding and polishing feeding mechanism, this feeder through the feeding mechanism can be rotated or flipped polishing better adapt to different processing requirements, and avoids the transportation of stone processing, flip, positioning a lot of trouble.

Key words: Equipment,Stone processing,Feeder ,Grinding and polishing machine

目录

摘要 ............................................................. I Abstract ........................................................ II 1 引言. (1)

1.1 课题的来源与研究的目的和意义 (1)

1.2 磨抛机送料机构的用途 (2)

1.3 磨抛机送料机构的特点 (1)

1.4 本课题研究的内容 (3)

1.5 proe设计基础 (4)

1.5.1 草图绘制 (5)

1.5.2 基准特征，参考几何体的创建 (6)

1.5.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建 (7)

1.5.4 工程图的设计 (10)

1.5.5 装配设计 (11)

2 磨抛机送料机构的总体设计 (12)

2.1 磨抛机送料机构的总体方案图 (12)

2.2 磨抛机送料机构的工作原理 (15)

2.3 磨抛机送料机构的设计计算 (17)

2.3.1齿轮的设计计算 (18)

2.3.2联轴器的选型 (19)

2.3.3液压缸的选型计算 (19)

3 磨抛机送料机构的三维建模 (24)

4.1总体结构三维建模 (25)

4.2齿轮系三维建模 (25)

4.3液压缸的三维建模 (27)

5 三维软件设计总结 (29)

结论 (30)

致谢 (31)

参考文献 (32)

1 引言

1.1课题的来源与研究的目的和意义

石材既是人类历史上最古老的建筑材料，又是全球最具艺术价值和经济价值的建筑装饰材料。人类利用大理石、花岗石作建筑装饰材料的历史可谓源远流长：我国万里长城北京南口段的城楼、城墙是利用南口花岗石块砌成的，历经千百年的风雨侵蚀，至今仍巍然屹立；坐落在古罗马元老院门前的古罗马第一位国王——罗莫洛之墓，始建于公元前六世纪，该墓所用材料即为黛色大理石。古往今来，花岗岩、大理石等石材建筑装饰的各种建筑物遍及全球各地，以坚固朴实、雄伟壮丽的英姿载入了人类史册。以北京房山出产的汉白玉为例，数百年前曾用于故宫、圆明园、颐和园的建设，后来又用于建造人民英雄纪念碑、人民大会堂、毛主席纪念堂，均显示出庄严、肃穆、美观大方的不凡气象。

长期以来，由于石材产品量产困难，世界石材业发展缓慢。直到20世纪60年代，随着科学技术的进步，特别是石材加工机械设备及金刚石工具在石材产业中的大量应用，世界石材产业迅速发展为国际化产业。近年来，国际社会对建筑材料出现追求环保和反璞归真的热潮，世界石材产品的需求迅猛增加，更加快了石材产业的发展。我国石材产业在改革开放后依靠资源丰富的优势获得了蓬勃发展，目前，全国石材企业近五万家，其中中型以上企业超过三千家。这些企业不仅利用国内石材资源，还从世界各地大量引进优质荒料和半成品加工成各种石材制品，供国内消费并部分销往国外。相关数据表明，我国石材产量、消费量、进出口贸易量均位于世界首位，已成为名副其实的石材工业大国。但是，客观地说，我国石材行业总体上仍处于粗放发展阶段，生产加工企业大多是在乡镇企业甚至是家庭作坊的基础上发展起来的，前店后厂式的企业在我国石材行业中占有相当大的比例。这些企业大多具有“小、土、散、乱”的特点，生产工艺和技术装备落后，缺乏核心竞争力，不利于形成规模优势和产业集群。企业技术创新能力不高，产品档次总体偏低，产品同质化现象严重，出口的产品往往是“好货践卖”。总之，在成为石材大国之后，我国距离石材强国的道路还很漫长。究其根本我国石材加工机械设备与国外先进生产线用相当大的差距，这也依赖于我国石材加工设备及相关制造产业的大力发展才可得到根本性的改变。

机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大

服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。

不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。

研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。

机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。

机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。

这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、

内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。

由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。

机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。

人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。

人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展

和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。

由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。

1.2磨抛机送料机构的用途

石材磨抛过程中根据加工要求对石材加工件进行搬运、旋转、翻转等大量操作，其中旋转和翻转操作尤为多见。因石材本身较重无法用人工翻转和旋转操作，石材磨抛机需一个可有效翻转和旋转石材加工件的机构与之配合才可完成相关较复杂的加工。本文所涉及送料机通过送料机构的旋转或翻转可适应不同抛磨加工的要求。

1.3 抛磨机送料机构工作特点

磨抛机送料机构是用液压马达通过齿轮系作用于与底座固定的中心轴，从而使得反作用力下带动整个旋转工作台达到工件的0到360度的自由旋转，工作台的翻转由液压杆伸缩的推力实现。

本文所提磨抛机的送料机构有以下特点：

1、通过顶面夹具板可轻松、牢固固定各类石料板材从而避免加工过程滑动及脱落。

2、通过液压驱动，结构合理、安装维修简单、牢固耐用。

3、根据加工要求送料机构可旋转0到360度、可翻转0到85度。

4、旋转及翻转速度通过液压系统可控制，更加适合各种要求。

1.4本课题研究的内容

本论文主要研究运用proe对抛磨机送料机构进行设计。在设计过程中，了解proe

的各种功能。并更灵活的运用大学所学机械相关专业知识结合实际生产制造过程设计出合格的抛磨机送料机构。

Pro/ENGINEER（简称Pro/e）是由美国PTC公司推出的一套博大精深的三维CAD/CAM 参数化软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成品的全过程，其中还包含了大量的电缆及管道布线、模具设计与分析等实用模块，应用范围涉及航空、汽车、机械、数控（NC）加工、电子等诸多领域。由于Pro/ENGINEER具有强大而完美的功能，因此几乎成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和标准。

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美元的高额市值将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。SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。

Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

1．参数化设计

相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。

2．基于特征建模

Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。

3．单一数据库（全相关）

Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的

设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。

在目前的中国市场应用上，pro-e的应用主要集中于消费电子、高科技领域和玩具的产品设计和模具设计，因此也决定了用户的关注热点比较集中于零件建模、曲面造型、工程图、优化设计方法、分模和模具设计和逆向造型等模块。而随着国内用户三维软件技术应用水平的不断提高，关注软件数据管理和产品生命周期（PLM)的用户也越来越多。

Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。

3.PRO/CABLING折叠

Pro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能，它为在Pro/ENGINEER的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。Pro/CABLING功能包括：

4.PRO/CAT折叠

Pro/CAT是选用性模块，提供 Pro/ENGINEER与 CATIA的双向数据交换接口，CATIA 的造型可直接输入 Pro/ENGINEER软件内，并可加上 Pro/ENGINEER的功能定义和参数工序，而 Pro/Engineer也可将其造型输出到 CATIA软件里。这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。

5.PRO/CDT折叠

Pro/CDT是一个Pro/ENGINEER的选件模块，为CADAM 2D工程图提供PROFESSIONALCADAM与 Pro/ENGINEER双向数据交换直接接口。CADAM工程图的文件可以

直接读入Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。Pro/CDT避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户在转入 Pro/ENGINEER后，仍可继续享用原有的 CADAM数据库。

6.PRO/COMPOSITE折叠

Pro/COMPOSITE是一个Pro/ENGINEER的选件模块，需配用Pro/ENGINEER及Pro/SURFACE环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。Pro/COMPOSITE在Pro/ENGINEER的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术．适用于整个设计工序的每个环节。

7.PRO/DEVELOP折叠

Pro/DEVELOP是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER软件环境下。Pro/IDEVELOP包括‘C’语言的副程序库，用于支援 Pro/ENGINEER的交接口，以及直接存取Pro/ENGINEER数据库。

8.PRO/DESIGN折叠

Pro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析．以及3D部件平面布置。Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。它必须在Pro/Engineer环境下运行。其功能有：

9.Pro/ENGINEER提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图，Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGINEER这些基本功能，允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品按ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图。

10.PRO/DIAGRAM折叠

Pro/DIAGRAM，是专将图表上的图块信息制成图表记录及装备成说明图的工具。应用范围遍及电子线体、导管、HVAC、流程图及作业流程管理等。

11.PRO/DRAFT折叠

Pro/DRAFT是一个功能二维绘图系统，用户可以直接产生和绘制工程图，丽无需光进行三维造型。Pro/DRAFT允许用户通过 IGES及 DXF等文件接口接收一些其它CAD系统产生的工程图。

12.PRO/ECAD折叠

参数化印刷线路板（PCB）的设计图可以通过 Pro/ENGINEER生成，或者经由ECAD系统输入。PCB的组成元件可以经由 Pro/ENGINEER的元件库取得，并自动装组到 PCB里。元件造型亦可以传送到Pro/ENGINEER以制作实体元件，然后自动组装到 PCB上，还包括此PCB组件的卡笼（CardCage）及结构设计（Housing Designs）可以作为修订、“度身订造”、群体特性及风格等等之评估。

13.PRO/FEATURE折叠

Pro/Feature扩展了在 Pro/ENGINEER内的有效特征，包括用户定义的习惯特征，如各种弯面造型（Profited Domes）、零件抽空（Shells）、三维式扫描造型功能（3D Sweep）、多截面造型功能（Blending）、薄片设计（Thin一Wa）等等。通过将Pro/ENGINEER任意数量特征组台在一起形成用户定义的特征，就可以又快又容易地生成。Pro/FEATURE 包括从零件上一个位置到另一个位置复制特征或组合特征能力，以及镜像复制生成带有复杂雕刻轮廓的实体模型。

14.PRO/HARDNESS-MFG折叠

Pro/HARDNESS-MFG是一套功能很强的工具，在电子线体及电缆生产工序上，专用以生成所需的加工制造数据。Pro/DIAGRAM及 Pro/CABLING提供的功能贯彻了整个由设计至加工制造过程。Pro/HARDNESS- MFG亦提供了指板（NAIL BOARD）、数字工程图（Stick-figure dravings）、零件表（Parts Lists）以及线体方位表（From—To Wire List）。设计者只需通过一个快速“触按式”界面，就可以将三维的电缆拉直生成一个弄平的电缆。Pro/HARNESS-MFG具备完整的关联性，它可以改变三维电缆的长度或形状，从而自动生成一张弄平的电缆。Pro/HARDNESS- MFG的效益包括：大量节省初始的生成，以及因变动对指板（Nail Board）进行的人工重整工作。

15.PRO/INTERFACE折叠

Pro/INTERFACE是一个完整的工业标准数据传输系统，提供 Pro/Engineer与其它设计自动化系统之间的各种标准数据交换格式．它可用于 Pro/ENGINEER几何的输入和输出。剖面可以参数化并被构造 Pro/ENGINEER内的任意特征种类。

16.PRO/LANGUAGE折叠

Pro/LANCUAGE是一个选件模块，为 Pro/ENGINEER的菜单及求助说明提供语言翻译功能，目前可支援的其他语言包括德文及日文（Kanji）。除此之外，所有客户在支援日文（Kanji）字符及日文键盘作业之硬件平台上，均可以用日文为 Pro/ENGINEER的工程图加上附注或文字。同时，德文版及日文版的 Pro/ENGINEER用户基本操作说明书．亦一并提供。

17.PRO/LIBRARYACCESS折叠

Pro/LIBRARYACCESS提供了一个超过2万个通用标准零件和特征的扩展库，用户可以很方便地从菜单里拾取任意工业标准特征或零件，并将它们揉台进零件或部件的设计中，使用更方便、快速、并能提高生产力。

1．标准零件包括：方形和六角形螺帽、平面垫圈、弹簧垫圈、半月销、机制螺母，内藏凸台和止动螺钉，大小固铆钉，开口销和叉杆销等等。

2．标准特征包括：孔、槽、凸台、镗孔，同轴凸台，通风格栅．金属片偏置，金属片弯管特征，管状特征等等。

18.PRO/MESH折叠

Pro/MESH提供了实体模型和薄壁模型的有限元网格自动生成能力。也就是它自动地将

实体模型划分成有限元素，以便有限元分析用，所有参数化应力和范围条件可直接在实体模型上指定，即允许设计者定义参数化载荷和边界条件，并自动生成四边形或三角形实体网格。载荷/边界条件与网格都直接与基础设计模型相关联，并能象设计时一样进行交互式修改。

20.PRO/MANUFACTURING折叠

Pro/MANUFACTURING将产生生产过程规划．刀路轨迹并能根据用户需要产生的生产规划做出时间上及价格成本上的估计。Pro/MANUFACTURING将生产过程生产规划与设计造型连接起来，所以任何在设计上的改变，软件也能自动地将已做过的生产上的程序和资料也自动地重新产生过，而无需用户自行修

正。它将具备完整关联性的 Pro/ENGINEER产品线延伸至加工制造的工作环境里。它容许用户采用参数化的方法去定义数值控制（NC）工具路径，赁此才可将Pro/ENGINEER 生成的模型进行加工。这些信息接着作后期处理，产生驱动NC器件所需的编码。

Pro/MANUFACTURING为下列机器操作产生自动化的工具路径：

1．铣削加工（Mitting)

2．车削加工（Turning)

3．线体电子释放机械技术

4．钻床加工（Dritting)

21.PRO/NC-CHECK折叠

1．Pro/NC-CHECK提供图型工具．用以对铣削加工及钻床加工操作所产生的物料，作模拟清除。Pro/NC-CHECK内选定的工具．会依照 Pro/MANUFACTURING定义的切割路径移动，用户亦可以清楚看到物料清除的进度。加工制造组件以阴影显示，装组线上各个组件可以由用户设定不同的颜色。它亦让用户可以在整个加工制造过程，定义夹层平面（Clipping Plane）特定的深度。夹层平面（Clipping Plane）对物料清除摸拟过程提供纵切面的阅视功能。这项独一无异的功能．再加上颜色的设定，选定工具路径、内置参考模型、工具及任何夹具（Fixture）均能一目了然．不生混淆。此外，Pro/NC- CHECK 能让用户对工具及夹具（Fixture）进行快速验证及评佑。从而防止严重的损失。

2．Pro/NC-CHECK与 Pro/MANUFACTURING一并使用时，用户可用以仔细检定切割零件的每一部份，节省了用户不必要地在昂贵机器上试用及操作的时间。因此，将这些产品合并使用，不仅体现了贵重资源得以节省的好处，亦提供了一个加工制造的良好方案。

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1.5 Proe设计基础

通过本次毕业设计我对pre以下模块进行了熟悉并应用。并基本掌握了三维建模流程。

1.5.1草图绘制

掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘。

1.5.2 基准特征-参考几何体的创建

清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准点的方法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。

1.5.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建模

灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌握扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。

1.5.4工程图设计

灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图，断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。

1.5.5装配设计

灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用SolidWorks智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装配体中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。

2 磨抛机送料机构总体结构的设计

2.1 磨抛机送料机构的总体方案图

根据设计要求及自己确定的总体结构简图如图（1）。

图（1）

经过实际设计计算最终确定总体结构如下图（2）、（3），其中设备总体分4部分，1部分为夹具顶板、2部分旋转工作台、3翻转座、4基础座。各部分之间通过齿轮、轴、液压缸进行有效链接配合产生作用。

图（2）图（3）

2.2 抛磨机送料机构的工作原理

磨抛机送料机构是用液压马达通过齿轮系作用于与底座固定的中心轴，从而使得反作用力下带动整个旋转工作台达到工件的0到360度的自由旋转，工作台的翻转由液压杆伸缩的推力实现。

2.3 抛磨机送料机构结构的设计计算

2.3.1原始数据及基础数据的确定

1.磨抛机送料机构的原始数据如下表所示

两班制，使用年限15年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的%5±.

3.设计二级齿轮减速最终由液压马达驱动，液压马达选用800转每分钟。

（1）总减速机减速比为800/10=80

（2）高速级减速选为8

（3）低速级减速为80/8=10

（4）负载扭矩m 98001.08.91000101?=???=???N l f g m 扭（根据结构图力臂为1m ）

（5）克服负载马达所需功率 马达p =（负载T *负载n /9550）/总效率=液压T *液压n /9550

带入已知条件得液压T =135.5N*m

（6）选择柱塞液压马达 效率0.85

135.5/0.85=159.42N*m

根据机械设计手册选用略大扭矩的MFB29柱塞泵

2.3.2转动轴承的设计计算

（一）高速级齿轮设计

1. 选定齿轮类型、 精度等级、 材料及齿数：

1）根据如图选用圆柱齿轮传动。

2）磨抛机送料机构属于一般工作机器，速度不高选用7级精度（GB10095-88）。

3)材料选择：小齿轮选择材料为40Cr （调质）硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。

4)选小齿轮齿数 z 1 = 24,大齿轮齿数 z 2 = uz 1 = 8×24= 192,取 z 2 = 192。

2.按齿面接触强度设计

由设计计算公式(10 - 9a)进行试算,即

[]2

13

1132.2???? ??±?≥H E d t t Z T K d σμμφ 1) 确定公式内的各计算数值

(1) 试选载荷系数 K t = 1.3

(2) 计算小齿轮传递的转矩

1T =轴承联轴器马达马达ηηη???T =99.099.085.042.159???=m N ?145.134

(3) 由表 10 - 7 选取齿宽系数 d φ = 1

(4)机械设计手册查得材料的弹性影响系数 E Z = 189.8?MP

(5) 机械设计手册查得小齿轮的接触疲劳强度极限1lim H σ= 600 MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限

2lim H σ= 550 MPa;

(6) 参考文献[]2 计算应力循环次数 )1530082(1800606011??????==h jL n N =91088.2?

81

12106.3?==i n N (7) 参考文献[]2 由图 10 - 19 查得接触疲劳寿命系数95.090.021==H N H N K K ，

(8) 计算接触疲劳许用应力

计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献[2]式（10-12）得

MPa MPa S

K HN H 5406009.0][1lim 11=?=?=σσ MPa MPa S

K HN H 5.52255095.0][2lim 22=?=?=σσ 2）计算

（1）试计算小齿轮分度圆直径1t d ，代入[]H σ中较小的值 []213

1132.2???? ??+?≥H E d t t Z T K d σμμφ=2

35.5228.1898911341453.132.2??

? ??????mm=68.63mm （2）计算圆周速度

s m s m n d v t 87.21000

6080063.6814.31000601=???=??=I π （3）计算齿宽b 及模数nt m

67.10434

.663.68434.686.225.225.286.224

63.6863.6863.68111111===?======?=Φ=h b m m m m m h m m m m Z d m m m d b t t t t d

（5）计算载荷系数K

已知载荷平稳，由参考文献[2]表10-2选取使用系数取1A K =

根据s m v 87.2=，7级精度，由参考文献[2]图10-8查得动载系数12.1=v K ； 直齿轮,假设 mm N b F K t A /100/<。由表 10 - 3 查得 Fa Ha K K == 1.2;

由表 10 - 2 查得使用系数 A K = 1;

由表 10 - 4 查得 7 级精度、 小齿轮相对支承非对称布置时,

b K d H 321023.018.012.1-?++=φβ=1.316

由 b / h = 10.67, 316.1=βH K 查图 10 - 13 得 βF K = 1.25;故载荷系数

769.1316.12.112.11=???==βαH H v A K K K K K

(6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献[2]式（10-10a ）

得

mm mm K K d d t t 05.763

.1769.163.683311=?== (7)计算模数

mm mm Z d m n 17.324

05.7611=== 3．按齿根弯曲强度设计

由参考文献[2]式（10-5） []2

2113

232.2???? ??≥F Sa Fa d n Y Y z KT m σφ

1）确定计算参数

(1)计算载荷系数

68.125.12.112.11=???==βαF F v A K K K K K

(2)由参考文献[2]图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳极限1500FE a MP σ=，大齿轮的弯曲疲劳极限2380FE a MP σ=。

（3）由参考文献[2]图10-18，查得弯曲疲劳寿命系数85.01=FN K ，88.02=FN K ；

（4）取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由文献[2]式（10-12）得 M P a M P a S K M P a M P a S K FE FN F FE FN F 86.2384

.138088.0][57.3034.150085.0][222111=?=?==?=?=σσσσ （5）计算大，小齿轮的 []

Fa Sa F Y Y σ，并加以比较 01635.086

.23886.11.2][01379.057.30358.165.2][222111=?=?=?=?F Sa Fa F Sa Fa Y Y Y Y σσ 大齿轮的数值大。

（2）设计计算

mm mm m n 34.201635.024110145.13468.1232

3=?????≥ 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数n m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数 n m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所

决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数

2.34 并就近圆整为标准值 m = 2.5 mm,按接触强度算得的分度圆直径 1d = 76.05 mm,算出小齿轮齿数。于是由

305

.205.7611≈==n m d Z 取1Z =30，则240308112=?=?=Z i Z ，取2Z =240。

4．几何尺寸计算

（1）计算中心距 ()()mm mm m Z Z a n 5.3372

5.224030221

=+=+= 将中心距圆整为337.5mm 。

（2）计算大、小齿轮的分度圆直径

mm

m Z d mm m Z d n n 6005.2240755.2302211=?===?== （3）计算齿轮宽度

757511=?=Φ=d b d mm

圆整后取mm B 752=；mm B 801=。

（二）低速级齿轮的设计

设计参数：

2轴承

齿轮ⅠⅡηη??=P P =10.7kw 10

min 1005.10202==?=∏∏i r n m

N T

1．选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数。

1）按图1所示的传动方案，选用直齿轮圆柱齿轮传动。

2）磨抛机送料机构为一般工作机器，转速不高，故选用7级精度（GB10095-88）

3）材料及热处理：

选择参考文献[2]表10-1小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。

4）试选小齿轮齿数453=Z ，大齿轮齿数4504510324=?=?=Z i Z ，取4504=Z

2．按齿面接触强度设计

按参考文献[2]式（10-9a ）进行试算，即

32

11][132.2???

? ??±?Φ?≥H E d t Z u u KT d σ （1）确定公式内的各计算数值

1）试选K t =1.3

2）由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数Φd =1

3）小齿轮传递的转距mm N T T .105.102031?==∏

4）由参考文献[2]表10-6查得材料的弹性影响系数E Z = 189.8?MP

5）由参考文献[2]图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600H a MP σ=；大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550H a MP σ=

6）由参考文献[2]式（10-19）计算应力循环次数

8111032.4)1530082(11006060?=??????==h jL n N

78

21032.410

1032.4?=?=N 7）由参考文献[2]图10-19查得接触疲劳寿命系95.09.021==H N H N K K ，；

8）计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献[2]式（10-12）得

MPa MPa S

K HN H 5406009.0][1lim 11=?=?=σσ MPa MPa S

K HN H 5.52255095.0][2lim 22=?=?=σσ （2）计算

1）试计算小齿轮分度圆直径1t d ，有计算公式得

32

11][132.2???

? ??±?Φ?≥H E d t Z u u KT d σ m m 97.1335.5228.189********.10203.132.2323=??? ?????= 2）计算圆周速度

s m s m n d v t 7.01000

6010097.13314.31000601=???=???=I π 3) 计算齿宽b

mm d b t d 97.13397.13311=?=Φ=

4)计算齿宽与齿高之比h

b 模数 mm mm Z d m t t 977.245

97.13331=== 齿高 mm mm m h t 7.6997.225.225.2=?==

00.207

.697.133==h b 5)计算载荷系数K

已知载荷平稳，由参考文献[2]表10-2选取使用系数取1A K =； 根据s m v 7.0=，7级精度，由参考文献[2]图10-8查得动载系数02.1=v K ； 直齿轮，1==ααF H K K ；

由参考文献[2]图10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承对称布置时， b K d H 321023.018.012.1-?++=φβ=1.316； 由

20=h

b ，316.1=βH K 查参考文献[2]图10-13得28.1=βF K ，故载荷系数 342.1316.1102.11=???==βαH H v A K K K K K 6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献式（10-10a ）

得

mm mm K K d d t t 4.1353

.1342.197.1333311=?== 7）计算模数

mm mm Z d m 00.345

4.13531=== 3. 按齿根弯曲强度设计

由参考文献[2]式（10-5）

3211][2???

? ??Φ≥F Sa Fa d Y Y Z KT m σ （1）计算公式内的各计算数值

1）由参考文献[2]中图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa FE 5001=σ，大齿轮的弯曲疲劳极限MPa FE 3802=σ；

2）由参考文献[2]图10-18，查得弯曲疲劳寿命系数85.01=FN K ，86.02=FN K ；

3）计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由参考文献[2]式（10-12）得

M P a M P a S K M P a M P a S K FE FN F FE FN F 86.2384

.138088.0][57.3034.150085.0][222111=?=?==?=?=σσσσ 4）计算载荷系数

31.128.1102.11=???==βαF F v A K K K K K

5）查取齿型系数 由参考文献[2]表10-5查得35.21=Fa Y ；1.22=Fa Y 。

6）查取应力校正系数 由文献[2]表10-5查得68.11=Sa Y ；86.12=Sa Y 。

7）计算大，小齿轮的 []

Fa Sa F Y Y σ，并加以比较 01635.086

.23886.11.2][013.057.30368.135.2][222111=?=?=?=?F Sa Fa F Sa Fa Y Y Y Y σσ 大齿轮的数值大

(2) 设计计算

mm mm m 78.201635.045

1105.102031.12323=?????≥ 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲疲劳强度的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.78并就近圆整为标准值mm m 3=，并按接触疲劳强度算出的分度圆直径1d =133.97mm ，算出小齿轮齿数

66.443

97.13313===m d Z 取3Z =45，则4504510324=?=?=Z i Z ，取4Z =450。