【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題目 : 基于 UG 的平面 四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 機(jī)電設(shè)備維修與管理 學(xué)生姓名 李小軍 指導(dǎo)教師 季祥 畢業(yè)時(shí)間 2021 年 7 月 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 指導(dǎo)教師：季祥 一、設(shè)計(jì)題目用 基于 UG 的空間四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 二、設(shè)計(jì)的目的 1）掌握 UG 的基本使用方法。 2）掌握四連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及虛擬裝配的方法。 3）掌握 UG 中運(yùn)動(dòng)仿真的方法。 三、設(shè)計(jì)要求 1）平面四連桿機(jī)構(gòu)的三維造型。 2）平面四連桿機(jī)構(gòu)的虛擬裝配 3） UG 中平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿 真 。 4）仿真結(jié)果的分析 四、完成的任務(wù) 要求說(shuō)明詳細(xì)，字跡工整，原理正確，圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。 （ 1）設(shè)計(jì)與繪制平面四連桿機(jī)構(gòu)，建立運(yùn)動(dòng)仿真的模型。 （ 2）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 8000 以上） 1）設(shè)計(jì)題目 2）四連桿機(jī)構(gòu)原理說(shuō)明 3）四連桿機(jī)構(gòu)的三維造型設(shè)計(jì)及虛擬裝配 4） UG 的四連桿運(yùn)動(dòng)仿真 5）設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)意見(jiàn) 6）主要參考資料 五、參考文獻(xiàn) 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 主編 濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械原理 高等教育出版社 主編 孫恒 陳作模 UG 中文版從入門(mén)到精通 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 胡仁喜、康士廷、劉昌麗 2 目 錄 摘要 .......................................................................................................... 4 第 1 章 緒論 ............................................................................................ 5 UG NX5 的功能模塊 ............................................................. 5 UG NX5 用戶(hù)界面 ...................................................... 5 主要功能 ......................................................................... 6 UG NX5 的工作環(huán)境 ............................................................. 9 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程 ........................................................... 12 三維 造型設(shè)計(jì)步驟 ............................................................... 13 第二章 平面連桿機(jī)構(gòu) .......................................................................... 15 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式 ................................................... 15 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件 ....................................... 16 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 ............................................................. 17 第三章 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 ...................................................... 20 四桿機(jī)構(gòu)的極位 ................................................................... 20 四桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的急回特性 ............................................... 20 平面連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性 ................................................... 20 死點(diǎn)位置 ............................................................................... 21 第四章 四連桿的三維造型 .................................................................. 22 機(jī)架的三維造型 ................................................................... 22 連架桿 1 的三維造型 ........................................................... 26 連架桿 2 的三維造型 ........................................................... 28 連桿的三維造型 ................................................................... 28 第五章 四連桿的虛擬裝配 .................................................................. 31 進(jìn)入裝配模塊 ....................................................................... 31 3 添加組件機(jī)架 ....................................................................... 31 裝配連架桿 1 ........................................................................ 32 裝配連架桿 2 ........................................................................ 34 裝配連桿 ............................................................................... 35 第六章 平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真 ................................................ 40 新建仿真 ............................................................................... 40 新建連桿 ............................................................................... 41 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副 ........................................................................... 43 第七章 平面四連桿的運(yùn)動(dòng)仿真分析 ................................................ 46 運(yùn)動(dòng)副圖表分析 ................................................................... 46 死點(diǎn)位置 ............................................................................... 49 結(jié) 論 .................................................................................................... 51 致 謝 .................................................................................................... 52 參考文獻(xiàn) ................................................................................................ 53 4 摘要 UG NX 是集 CAD\CAE\CAM 于一體的三維參數(shù)化軟件，也是當(dāng)今世界最先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，它廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)制造、機(jī)械電子等工程領(lǐng)域。還有在系統(tǒng)創(chuàng)新、工業(yè)設(shè)計(jì)造型、無(wú)約束設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)等方面的功能。 平面四 連桿機(jī)構(gòu)是由 低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副）聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是：由于低副為面接觸，壓強(qiáng)低、磨損量少，而且構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的表面是圓柱面或平面，制造方便，容易獲得較高精度；又由于這類(lèi)機(jī)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)及其轉(zhuǎn)換，所以獲得廣泛應(yīng)用 。 本課題詳細(xì)的介紹了 UG NX 的功能模塊、工作環(huán)境 、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程、三維造型設(shè)計(jì)步驟； 平面四桿機(jī)構(gòu) 的基本形式、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 ，以及使用 UG 對(duì)平面四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維造型 、 虛擬裝配及運(yùn)動(dòng)仿真的方法。 關(guān)鍵字： UG 四連桿 裝配 仿真 5 第 1 章 緒論 UG NX 是 Unigraphics Solutions 公司推出的 CAD/CAM/CAE 于一體的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，在汽車(chē)、交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械及電子工業(yè)等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了大規(guī)模的應(yīng)用。 UG NX5 的功能模塊 UG NX5 用戶(hù)界面 圖 11 UG 的用戶(hù)界面 6 圖 12 建模工作窗口 主要功能 UG NX5 軟件是由多個(gè)模塊組成的，主要包括 CAD、 CAM、 CAE、注塑模、鈑金件、 Web、管路應(yīng)用、質(zhì)量工程應(yīng) 用、逆向工程等應(yīng)用模塊，其中每個(gè)功能模塊都以 Gateway 環(huán)境為基礎(chǔ)，它們之間既有聯(lián)系又相互獨(dú)立。 UG/Gateway UG/Gateway 為所有 UG NX 產(chǎn)品提供了一個(gè)一致的、基于 Motif 的進(jìn)入捷徑，是用戶(hù)打開(kāi) NX 進(jìn)入的第一個(gè)應(yīng)用模塊。 Gateway 是執(zhí)行其他交互應(yīng)用模塊的先決條件，該模塊為 UG NX5 的其他模塊運(yùn)行提供了底層統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)支持和一個(gè)圖形交互環(huán)境。它支持打開(kāi)已保存的部件文件、建立新的部件文件、繪制工程圖以及輸入輸出不同格式的文件等操作，也提供圖層控制、視圖定義和屏幕布局、表達(dá)式和特征查詢(xún) 、對(duì) 7 象信息和分析、顯示控制和隱藏 /再現(xiàn)對(duì)象等操作。 CAD 模塊 1．實(shí)體建模 實(shí)體建模是集成了基于約束的特征建模和顯性幾何建模兩種方法，提供符合建模的方案，使用戶(hù)能夠方便地建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉(zhuǎn)實(shí)體、布爾運(yùn)算及其表達(dá)式。實(shí)體建模是特征建模和自由形狀建模的必要基礎(chǔ)。 2．特征建模 UG 特征建模模塊提供了對(duì)建立和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的支持，常用的特征建模方法包括圓柱、圓錐、球、圓臺(tái)、凸墊及孔、鍵槽、腔體、倒圓角、倒角等。為了基于尺寸和位置的尺寸驅(qū)動(dòng)編輯、參數(shù)化定義特征，特征可以相對(duì)于任何其他特征或?qū)ο蠖?位，也可以被引用復(fù)制，以建立特征的相關(guān)集。 3．自由形狀建模 UG 自由形狀建模擁有設(shè)計(jì)高級(jí)的自由形狀外形、支持復(fù)雜曲面和實(shí)體模型的創(chuàng)建。它是實(shí)體建模和曲面建模技術(shù)功能的合并，包括沿曲線的掃描，用一般二次曲線創(chuàng)建二次曲面體，在兩個(gè)或更多的實(shí)體間用橋接的方法建立光滑曲面。還可以采用逆向工程，通過(guò)曲線 /點(diǎn)網(wǎng)格定義曲面，通過(guò)點(diǎn)擬合建立模型。還可以通過(guò)修改曲線參數(shù)，或通過(guò)引入數(shù)學(xué)方程控制、編輯模型。 4．工程制圖 UG 工程制圖模塊是以實(shí)體模型自動(dòng)生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工程圖。在模型改變時(shí)，工程圖將 被自動(dòng)更新。制圖模塊提供自動(dòng)的視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖和細(xì)節(jié)視圖等），可以自動(dòng)、手動(dòng)尺寸標(biāo)注，自動(dòng)繪制剖面線、形位公差和表面粗糙 8 度標(biāo)注等。利用裝配模塊創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，包括快速地建立裝配圖剖視、爆炸圖等。 5．裝配建模 UG 裝配建模是用于產(chǎn)品的模擬裝配，支持“由底向上”和“由頂向下”的裝配方法。裝配建模的主模型可以在總裝配的上下文中設(shè)計(jì)和編輯，組件以邏輯對(duì)齊、貼合和偏移等方式被靈活地配對(duì)或定位，改進(jìn)了性能和減少存儲(chǔ)的需求。參數(shù)化的裝配建模提供為描述組件間配對(duì)關(guān)系和為規(guī)定共同創(chuàng) 建