【正文】 3 機(jī)架的有限元分析 Solidworks Simulation插件簡(jiǎn)介 SolidWorks Simulation 是一個(gè)與SolidWorks 完全集成的設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)。各構(gòu)件之間如有干涉，solidworks將報(bào)告發(fā)生干涉的部位及區(qū)域大小，以便重新設(shè)計(jì)構(gòu)件或者重新裝配。在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的裝配，就是將現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的情況映射到計(jì)算機(jī)上的虛擬環(huán)境中，現(xiàn)實(shí)環(huán)境中零件之間的裝配關(guān)系映射到虛擬環(huán)境就是零件模型之間的約束關(guān)系或連接關(guān)系，兩者之間是一一對(duì)應(yīng)。需要再軸上畫孔，其具體的步驟如下：首先建立一個(gè)孔位置所在的基準(zhǔn)面，然后在基準(zhǔn)面上孔的位置畫一個(gè)點(diǎn)，退出草圖，點(diǎn)擊“異型孔向?qū)А?，設(shè)置好參數(shù)后點(diǎn)擊軸的表面，然后用只能尺寸將點(diǎn)和孔心的距離設(shè)為0， 所示。具體過程如下：，退出草圖。零件的繪制，一般首先要構(gòu)思一下零件的形狀，用最優(yōu)化的方法進(jìn)行建模，在建模的過程中盡量保持尺寸之間的關(guān)系，這樣能保證三維圖形良好的修改性，也方便“尺寸驅(qū)動(dòng)”的應(yīng)用，減少錯(cuò)誤的發(fā)生。有對(duì)稱關(guān)系的用“鏡像”，或者添加幾何關(guān)，主意轉(zhuǎn)換實(shí)體引用的運(yùn)用，還有圓角、倒角、筋等命令的合理應(yīng)用。選擇“筋”命令，在選項(xiàng)里，選擇兩側(cè)對(duì)稱形式，長(zhǎng)度設(shè)為“10mm”，確認(rèn)退出。（3）繪制側(cè)面筋。（2) 在底板上繪制肋板端面，同樣繪制過程中注重鏡像的應(yīng)用。 常用鋼板規(guī)格尺寸 （1)繪制底板草圖如圖所示。對(duì)主要承載的材料應(yīng)采用Q235C或16Mn。 對(duì)于具有彈性的零件，比如彈簧和石棉板，在生產(chǎn)實(shí)際中裝配前后的尺寸有變化，但在工程圖中卻應(yīng)表示初始狀態(tài)下的尺寸。 2）配合關(guān)系 配合關(guān)系確定了零件在裝配體中的位置。當(dāng)式中條件成立時(shí)，取值為參數(shù)1，否則取值為參數(shù)2。被方程式所驅(qū)動(dòng)的尺寸無法在模型中以編輯尺寸值的方式來改變。 4）完整設(shè)計(jì)信息產(chǎn)品模型的建立 可以將表面粗糙度、尺寸公差、形位公差和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等符號(hào)直接標(biāo)注到幾何實(shí)體模型上，形成包含完整設(shè)計(jì)信息的產(chǎn)品模型。 3）快捷鍵的使用 在注解中的使用 特殊符號(hào)如：直徑“Ф”、度數(shù)“。在草圖繪制過程中要充分使用約束關(guān)系，減少不必要的草圖尺寸，從而使草圖的構(gòu)思更加清晰。在進(jìn)行工程圖設(shè)計(jì)時(shí)，可以自動(dòng)生成詳細(xì)，準(zhǔn)確的工程圖樣，且這種工程圖樣是全相關(guān)的，即在修改圖樣時(shí)，三維模型，各個(gè)視圖，裝配體都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行更新，也即“尺寸驅(qū)動(dòng)”。 單吊點(diǎn)無開式齒輪的卷揚(yáng)式啟閉機(jī)圖 單吊點(diǎn)有開式齒輪 的卷揚(yáng)式啟閉機(jī) 啟閉機(jī)三維建模 三維建模軟件Soliworks介紹Solidworks是由美國SolidWorks公司開發(fā)的三維機(jī)械CAD軟件，問世于1995年。一般情況下，當(dāng)啟閉機(jī)不需要很大的傳動(dòng)比時(shí)可采用第一種傳動(dòng)方式，即不采用開式齒輪，而是將卷筒的中心軸直接連接在減速器的輸出軸上。對(duì)于集中驅(qū)動(dòng)的雙吊點(diǎn)啟閉機(jī)，可通過機(jī)械同步軸保證吊點(diǎn)的同步。 啟閉機(jī)總體方案比較與確定 卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的整機(jī)布置固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī)的整機(jī)布置對(duì)整臺(tái)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、工作方式等都有重大影響，因此，確定整機(jī)的總體布置是啟閉機(jī)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。電動(dòng)機(jī) 定滑輪組 卷筒組 機(jī)架 減速器開式齒輪 負(fù)荷限制器 動(dòng)滑輪組（啟閉機(jī)下部） 固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī) 卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的構(gòu)成及工作原理固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī)一般由起升機(jī)構(gòu)、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、金屬機(jī)架、動(dòng)力傳動(dòng)部分和其他輔助設(shè)備等五部分組成。在電站廠房?jī)?nèi)用于起吊閘門或攔污柵的啟閉機(jī)多為固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī)[4]。2 啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維建模 卷揚(yáng)式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 啟閉機(jī)種類及特點(diǎn)按傳動(dòng)方式來分，啟閉機(jī)有機(jī)械式和液壓式兩種類型；從啟閉機(jī)的布置方式來分，啟閉機(jī)有固定式和移動(dòng)式兩種。 本課題的主要成果及其意義 （1）完成了固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)計(jì)算；（2）建立了固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī)的三維模型；（3）對(duì)啟閉機(jī)機(jī)架進(jìn)行了有限元分析分析；（4）生成固定式卷揚(yáng)機(jī)的二維工程圖；（5）完成畢業(yè)論文一份。而這些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法也必將給啟閉機(jī)設(shè)計(jì)注入新的生機(jī)和活力。許多跨學(xué)科的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。由于這些方法存在著很大的主觀性，缺乏細(xì)致的理論分析與足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)啟閉機(jī)在工作時(shí)出現(xiàn)的動(dòng)載荷和疲勞現(xiàn)象考慮不足或重視不夠，導(dǎo)致啟閉機(jī)機(jī)座變形、鋼絲繩斷裂等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了啟閉機(jī)的工作性能和產(chǎn)品質(zhì)量。m，相應(yīng)的啟門力為4500kN，閉門力為500 kN，最大工作行程為16m，最大液壓缸內(nèi)徑為4800mm，活塞桿直徑為400mm。一些中小型液壓?jiǎn)㈤]機(jī)已經(jīng)實(shí)行系列化，并有專業(yè)化制造廠定型生產(chǎn)，大型液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的系列標(biāo)準(zhǔn)正在擬定之中。 雙速鼠籠式電動(dòng)機(jī) 制動(dòng)器及帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器 減速器 齒輪聯(lián)軸器 立軸圓錐圓柱齒輪聯(lián)軸器 小齒輪 扇形齒輪 曲柄 推拉桿 門體 人字閘門連桿式啟閉機(jī)在國外，蘇聯(lián)伏爾加河水閘上的固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)啟閉力為2x9000KN。螺桿式啟閉機(jī)在小型平面閘門和弧形閘門上得到較廣泛的應(yīng)用， 所示。然而，國內(nèi)的這些采用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的方法大部分還是以二維平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的，他仍然有很大的局限性，因此采用solidworks進(jìn)行啟閉機(jī)的三維建模和有限元仿真分析是必要的。同時(shí)，在啟閉機(jī)的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模、分析及數(shù)字仿真等方面的研究也在不斷地進(jìn)步。而在中國，由于工業(yè)起步較晚，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他發(fā)達(dá)國家，現(xiàn)如今大部分設(shè)計(jì)和制造啟閉機(jī)的方法均采用平面設(shè)計(jì)計(jì)算。由于他們研制工作開始較早，積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)有了設(shè)計(jì)和制造啟閉機(jī)的一套完整的理論體系。機(jī)架在使用過程中承受很大的力，機(jī)架的設(shè)計(jì)包括對(duì)機(jī)架在外載荷作用下的應(yīng)力、變形及撓度的校核計(jì)算和分析。其中，卷揚(yáng)式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行速度較快，能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，對(duì)外界工作條件要求較低，適用于多種工作環(huán)境，性能可靠，并且維護(hù)方便，價(jià)格便宜，是大、中型水利水電工程廣泛采用的一種閘門啟閉機(jī)。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，水電站在水利發(fā)電、防洪排澇、農(nóng)田灌溉及生產(chǎn)生活供水等方面都發(fā)揮著重要作用。水電站卷揚(yáng)式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 緒論 論文寫作的目的、現(xiàn)實(shí)意義“水電站卷揚(yáng)式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”論文寫作的主要目的是培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識(shí)和技能去分析解決有關(guān)卷揚(yáng)式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題的能力；培養(yǎng)自己建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法；進(jìn)一步鞏固、擴(kuò)展和深化自己所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，提高自己設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件，正確使用技術(shù)資料、文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書的獨(dú)立工作能力；培養(yǎng)自己嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，從而為自己走向社會(huì)適應(yīng)工程技術(shù)工作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了解決電力不足、緩解用電壓力，國家充分利用水資源，大力發(fā)展水利電力事業(yè)，各種大大小小的水電站星羅密布、遍布全國。 水電站的啟閉機(jī)種類繁多。水電站卷揚(yáng)式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指機(jī)架的設(shè)計(jì)。 國內(nèi)外啟閉機(jī)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 國內(nèi)外啟閉機(jī)的研究現(xiàn)狀很多年來，在國外的一些發(fā)達(dá)國家尤其是美、英國家，在工業(yè)革命后都對(duì)水電站啟閉機(jī)進(jìn)行了大量的分析和研究，采用先進(jìn)的技術(shù)方法相繼研制出了一批高質(zhì)量、高性能的啟閉機(jī)。這些水電站啟閉機(jī)無論是在他們國內(nèi)還是國外都有很好的競(jìng)爭(zhēng)力。例如：武漢水利電力大學(xué)的李純教授面向方案的啟閉機(jī)優(yōu)化建模、優(yōu)化方法、啟閉機(jī)CAD；原電力部中南勘測(cè)設(shè)計(jì)院薛瑞寶教授等對(duì)啟閉機(jī)的體系進(jìn)行了研究確定；中國礦業(yè)大學(xué)孫幼蘭教授研究了啟閉機(jī)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1]；國家電力公司鄭州機(jī)械研究所采用變頻器來控制啟閉機(jī)，以免啟閉機(jī)在制動(dòng)時(shí)因受沖擊而損壞。例如：武漢大學(xué)袁策武教授CAD開發(fā)工具開發(fā)出了水工閘門啟閉機(jī)智能CAD系統(tǒng)；太原重型機(jī)械學(xué)院的陶遠(yuǎn)芳開發(fā)了啟閉機(jī)起升機(jī)構(gòu)的CAD軟件[3]。 國內(nèi)外啟閉機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著大大小小的水電站不斷興建，各種類型的啟閉機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，如：卷揚(yáng)式啟閉機(jī)、鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)、螺桿啟閉機(jī)及連桿啟閉機(jī)，還有液壓式啟閉機(jī)等[15]。鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)采用片式關(guān)節(jié)鏈，國內(nèi)上個(gè)世紀(jì)50 年代建成的佛子嶺水庫溢洪道的雙扉門使用這種啟閉機(jī)，但至今未能廣泛應(yīng)用。液壓式啟閉機(jī)是利用液體