【正文】 濟源職業(yè)技術(shù)學院 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目 基于 SolidWorks 的手壓閥的仿真 設(shè)計 系別 機電工程系 專業(yè) 機電一體化技術(shù) 班級 機電 0909 班 姓名 任團結(jié) 學號 09010919 指導(dǎo)教師 苑成友 日期 2021 年 08 月 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 I 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目： 基于 SolidWorks 的手壓閥的模擬仿真 設(shè)計要求： 手壓閥零件建模設(shè)計； 手壓閥裝配設(shè)計； 手壓閥機構(gòu)仿真設(shè)計； 設(shè)計進度要求： 第一周：收集查閱資料，確定設(shè)計題目。 第二周：寫任務(wù)書并列出大 綱。 第三周：用 solidworks 進行 手壓閥 的零件建模及裝配體建模。 。 第 四 周：做電子稿并進行論文的排版和編輯。 第 五 周：修改論文、定稿、打印。 第 六 周：提交論文并準備答辯。 第 七 周：參加答辯 指導(dǎo)教師（簽名）： 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 II 摘 要 SolidWorks 軟件是 美國 Solidworks 公司開發(fā)的三維 CAD產(chǎn)品 ， 是一套 機械設(shè)計自動化軟件， 功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的 、主流的三維 CAD 解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量 。 Solidworks 市場份額增長最快、技術(shù)發(fā)展最快、市場前景最好、性能價格比最優(yōu)的軟件。 SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學易用。 本文探究了計算機模擬仿真技術(shù)的概念、特點和分類、關(guān)鍵技術(shù)以及在現(xiàn)實生活中的幾個典型應(yīng)用， 基于 SolidWorks 對 手壓閥 各零件進行三維建模，充分利用 SolidWorks 的參數(shù)、關(guān)系式、零件庫等知識對各組成零 、部件進行建模，再完成各部件裝配和總裝配，最后對總體機構(gòu)進行運動仿真。通過一系列操作的完成，真實再現(xiàn) 手壓閥 的工作，對零部件的設(shè)計有很大的幫助 。 關(guān)鍵詞 : 模擬仿真 ， 手 壓 閥， SolidWorks 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 1 目 錄 設(shè)計任務(wù)書 ............................................................. I 摘 要 ................................................................ II 1 緒論 ................................................................. 2 2 仿真技術(shù)的 概述 ....................................................... 3 3 仿真模擬技術(shù)的特點與分類 ............................................. 4 仿真模擬的分類 .................................................... 4 仿真模擬與虛擬現(xiàn)實技術(shù) ............................................ 4 4 仿真模擬中的關(guān)鍵技術(shù) ................................................. 6 動態(tài)環(huán)境建模技術(shù) .................................................. 6 .................................................... 6 .................................................. 7 ...................................................... 7 ...................................................... 7 5 仿真模擬技術(shù)的幾個典型應(yīng)用 ........................................... 8 制造工業(yè)中的模擬仿真技術(shù) .......................................... 8 作戰(zhàn)演習的仿真模擬 ................................................ 8 6 基于 SOLIDWORKS 的手壓閥的模擬仿真 ................................... 10 SOLIDWORKS概述 .................................................... 10 手壓閥的基本工作原理 ............................................. 11 手壓閥組成零件的實體建模 ......................................... 11 零件的實體建模 ............................................... 12 手壓閥的裝配 ..................................................... 18 手壓閥的爆炸演示的制作過程 ................................... 19 手壓閥的模擬仿真運動演示的制作過程 ........................... 20 結(jié) 論 ................................................................ 23 致 謝 ................................................................ 24 參考文獻 .............................................................. 25 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 2 1 緒論 計算機仿真技術(shù)是世界各國十分重視的一項高新技術(shù)。仿真是以計算機系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶的要求，建立實際系統(tǒng)的數(shù)學模型，并使之轉(zhuǎn)換為仿真模型，在不同的工況下，在計算機系統(tǒng)中運行演示，從而真實地展現(xiàn)實際系統(tǒng)運行狀態(tài)的過程。它是涉及計算數(shù)學、工程控制、各種實際系統(tǒng)的專業(yè)知識、計算機軟硬件技術(shù)等多學科領(lǐng)域的一項綜合性高科技技術(shù) 。是科學工作者、工程技術(shù)人 員、運行操作人員進行系統(tǒng)分析、優(yōu)化設(shè)計、性能評估、運行試驗、教育培訓、操作訓練的有力工具。它在國防、能源、交通、航空航天等重要的軍事與非軍事領(lǐng)域，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。美國 1992 年提出的 22 項國家重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)報告中，計算機仿真技術(shù)被列為第 16 項。同年提出的 21 項國防及軍事重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)報告中，被列為第 6 項。充分說明了模擬仿真技術(shù)在現(xiàn)代科學技術(shù)領(lǐng)域中的重要地位。 Solidworks 軟件是一種強大的虛擬樣機設(shè)計和仿真平臺 , 具有方便易用、直觀簡單、功能豐富等優(yōu)點。利用該項技術(shù)可以快速地 發(fā)現(xiàn)機械系統(tǒng)設(shè)計中的缺陷 , 并可以直接更改模型 , 大大地減少了設(shè)計中的錯誤 , 縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期 。同時基于該軟件的模擬仿真可以在教學上直觀形象的演示給學生，使學生通過通俗易懂的畫面，快捷、高效地接受新知識 。 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 3 2 仿真技術(shù)的概述 仿真是指用一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) ,來全部或部分地模仿某一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) ,使得模仿的系統(tǒng)能像被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)據(jù) ,執(zhí)行同樣的程序 ,獲得同樣的結(jié)果。模擬 (有時也譯作仿真 )是指用一個數(shù)字處理系統(tǒng)表達某個物理系統(tǒng)或抽象系統(tǒng)中選取的行為特征。但在習慣上我們總是將仿 真模擬兩個詞連用 ,有時也簡稱為仿真 ,以 simulation來表示 ,是用模型 (物理模型或數(shù)學模型 )來模仿實際系統(tǒng) ,代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究 ,是產(chǎn)品設(shè)計和制造中的常用技術(shù)手段。 確切地說 ,仿真模擬技術(shù)是以數(shù)學理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ) ,以計算機和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具 ,利用系統(tǒng)模型對實際或者設(shè)想的系統(tǒng)進行試驗研究的一門綜合性技術(shù)。它綜合了計算機、信息處理、自動控制等等多個高新領(lǐng)域的技術(shù) ,已經(jīng)成為科學研究中 除理論研究和科學實驗以外的第三種方法 。 目 前的廣泛應(yīng)用不僅 有力地推動了計算機、電子和控制技術(shù)等相關(guān)學科的發(fā)展 ,其應(yīng)用成果也產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。用仿真模擬系統(tǒng)進行試驗 ,不受氣候、場地和時間等客觀條件限制 ,具有經(jīng)濟、靈活、可多次重復(fù)使用的優(yōu)點 ,尤其適用于航空、航天、國防、航海及其他大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的分析、設(shè)計、試驗和評估過程 ,已經(jīng)成為許多復(fù)雜系統(tǒng)必不可少的輔助設(shè)計手段 。其中著名的有美國 NASA 在航天器外的空間活動和哈勃天文望遠鏡修復(fù)的地面仿真模擬訓練系統(tǒng) 。因 此 ,美國國防部將建模和仿真技術(shù)列為 21 世紀保證美軍優(yōu)勢地位的七大關(guān)鍵技術(shù)之一 。國 外產(chǎn)業(yè)界也將其視為一項 參與新世紀競爭的重要技術(shù)。 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 4 3 仿真模擬技術(shù)的特點與分類 傳統(tǒng)上 ,仿真模擬技術(shù)是探討系統(tǒng)、模型、仿真三者之間的關(guān)系 ,仿真就是對模型的實驗 ,模型是系統(tǒng)的抽象 ,仿真建模就是對不同形式的系統(tǒng)模型研究其求解算法 ?，F(xiàn) 代的仿真技術(shù) ,更多的是根據(jù)物理規(guī)律通過計算機的程序計算 ,建模方法和手段更為豐富 ,如通過基于模型庫的結(jié)構(gòu)化建模 ,采用面向?qū)ο蠼７椒?,在類庫的基礎(chǔ)上實現(xiàn)模型拼合與重用等軟件工程技術(shù)。由此涌現(xiàn)出來的眾多的新算法和新軟件 ,大大加快了仿真模擬過程 。 要想通過仿真模擬得出正確、有效地結(jié) 論 ,必須對仿真結(jié)果進行科學的分析。 現(xiàn)代仿真軟件廣泛采用了可視化技術(shù) ,通過圖形、圖表 ,甚至動畫生動逼真地顯示出被仿真對象的各種狀態(tài) ,使模擬仿真的輸出信息更加豐富、更加詳盡、更加有利于對仿真結(jié)果的科學分析。 仿真模擬的分類 仿真模擬技術(shù)在不同的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用中 ,具有不同的實現(xiàn)形式 ,主要體現(xiàn)在系統(tǒng)模型或者仿真模型的不同實現(xiàn)形式 ,根據(jù)系統(tǒng)模型中是否包含隨機因素 ,可分為隨機型和確定型模型 。根據(jù)模型是否具有時變性 ,可分為動態(tài)模型和靜態(tài)模型 。從仿真模擬的形態(tài)區(qū)分 ,通常有實物仿真和半實物仿真甚至全軟件仿真 等形式 。從系統(tǒng)狀態(tài)來區(qū)分主要可以分為離散事件仿真、 Monte Carlo 仿真和連續(xù)仿真等形式。 仿真模擬與虛擬現(xiàn)實技術(shù) 在有關(guān)文獻中 ,我們經(jīng)常可以看到仿真模擬技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)等表達方式密切相關(guān) ,虛擬現(xiàn)實和仿真模擬是從不同的角度、不同的對象或者不同的應(yīng)用范圍來闡述實物虛化和虛物實化的控制操作過程間的研究目標和實現(xiàn)手段等大部分是相似的。虛擬現(xiàn)實從用戶感受角度分為桌面級虛擬現(xiàn)實和沉浸式虛擬現(xiàn)實兩種類型 ,從研究對象角度分為仿真虛擬現(xiàn)實和假想性虛擬現(xiàn)實 ,還有其他依據(jù)不同的背景和要求對虛擬現(xiàn)實研究方法和 表現(xiàn)形式的各種分類。通常我們要求虛擬環(huán)境滿足三要素 :沉浸感、互動性和構(gòu)想性 ,但是對于不同的應(yīng)用目標 ,虛擬現(xiàn)實技術(shù)對三個要素的實現(xiàn)要求也有很大的不同。仿真模擬技術(shù)按照技術(shù)交互手段和實現(xiàn)目的不同分為濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 5 過程仿真和結(jié)果仿真 ,前者側(cè)重在系統(tǒng)行為過程活動的真實性驗證 ,它與虛擬現(xiàn)實技術(shù)聯(lián)系更為緊密 ,后者側(cè)重在對系統(tǒng)模型計算結(jié)果的驗證 ,通常借助于高性能計算機等設(shè)備獲得數(shù)據(jù) ,再對