【導(dǎo)讀】在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，零部件的裝配是極為重要的一步。研發(fā)速度的瓶徑。本文基于Pro/ENGINEER軟件，研究了裝配的相關(guān)技術(shù)，主要工。列規(guī)劃、裝配路徑規(guī)劃、裝配過(guò)程中的干涉檢查、零件庫(kù)的建立與應(yīng)用。立了液壓缸裝配體的層次模型，完成了液壓缸各個(gè)零件實(shí)體的詳細(xì)設(shè)計(jì)。干涉檢查的過(guò)程。

　　

【正文】 在水平方向上除了摩擦力沒(méi)有其它外力，所以湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 可以忽略不計(jì)，現(xiàn)在只考慮其豎直方向上的受力就可以了。經(jīng)過(guò)分析桿 3 的受力情況如圖： 計(jì)算其最大彎矩及軸向力： 經(jīng)力學(xué)分析，當(dāng)升降臺(tái)處于最低位置， 5?? 時(shí)，所受彎矩最大，如圖。 2 2 2 2562 78m ax W l lc os W c osM l . N ml? ?? ? ? 當(dāng)升降臺(tái)處于 最高位置， 30?? 時(shí)，軸向力最大，如圖 12254D 39。 B WN sin N???， 1225BA39。NN?? （正值為拉力，負(fù)值為壓力）。 桿 4 受力情況同桿 3。 下面再分析一下桿 1,對(duì)桿 1 作受力分析，如圖 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 對(duì) D 點(diǎn)做力矩分析： 4 2 2 2 3Ax PW W l lF l s in l c o s c o s s in ( )? ? ? ? ?? ? ? ?，可得 AxF = 。 計(jì)算彎矩，由上圖可轉(zhuǎn)化成下圖來(lái)分析： 根據(jù)以上條件畫彎矩圖，如下： 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 由此圖可知，桿 1 的最大彎矩在 C 點(diǎn)。經(jīng)計(jì)算當(dāng) 5?? 時(shí)， cR 有最大值，即擁有最大彎矩，同樣此時(shí)也擁有最大的軸向力。首先將 5?? ， W=9800N， P=（ P 與 W 的關(guān)系值根據(jù)上述的公式 2 c o ss in ( ) s in ( )lPWal ?? ? ? ?? ? ? ?求得）代入以上各式，求得的值如下圖： 則 21 511236m a x A BM ( R R )l N m? ? ? ? ?。 計(jì)算軸向力，同樣將桿 1 的受力分析圖再轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如圖： 經(jīng)分析計(jì)算， CD 段受到的軸向壓縮力最大， 54929CDTN? 。由于剛剛計(jì)算出的桿 3 與桿 4 的最大彎矩和最大軸向力都小于桿 1 的值，故不對(duì)桿 3 桿 4 計(jì)算工作應(yīng)力。計(jì)算桿 1 該狀態(tài)下的工作應(yīng)力，設(shè)叉桿橫截面積 A=bh,如圖： 則 該 狀 態(tài) 下 的 工 作 應(yīng) 力 為 m a x 226 5 1 1 2 6 5 4 9 2 9 [ ] , [ ]CsN hM b h A b h n?? ? ???? ? ? ? ? 其中， ? —— 叉桿實(shí)際工作應(yīng)力 , []? —— 材料許用應(yīng)力， 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 s? —— 材料的極限應(yīng)力，對(duì)于 45 號(hào)鋼，為 340Mpa n—— 安全系數(shù) ,一般為大于 1 的值，這里取 n=2。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選 h=。 由此式可 以看出彎矩對(duì)工作應(yīng)力 ? 的影響較軸向力要顯著的多，所以在計(jì)算時(shí)應(yīng)以最大彎矩為主要計(jì)算對(duì)象。桿 1 所承受的最大工作應(yīng)力。桿 1 的 C 截面擁有最大彎矩，即可以認(rèn)為 C 截面擁有最大的工作應(yīng)力。我們按照最大工作應(yīng)力來(lái)選取合適的叉桿截面。將 h= 代入上式： 最大工作應(yīng)力 36165 1 7 0 2 1 . 30 . 0 1 M P a b m mb? ? ? ? ?。這里取 25b mm? ，即叉桿的橫截面為 hb??100? 25 2mm 。 橫軸的選取 選取套聯(lián)在活塞桿端部的橫軸，根據(jù)總體結(jié)構(gòu)布局確定橫軸長(zhǎng)度需要220mm，由于是單耳環(huán)聯(lián)接，其內(nèi)徑 CD=50，橫軸的外徑也應(yīng)為 50mm,但考慮到二者需要相對(duì)滑動(dòng)，應(yīng)使橫軸的外徑略小于 50mm,這里取 d=48mm。單耳環(huán)的寬度值 EW=60mm。將叉桿要聯(lián)接到橫軸處的孔進(jìn)行加長(zhǎng)處理，使兩者接觸面積適當(dāng)?shù)脑龃笠詼p小彎曲應(yīng)力及及剪應(yīng)力。因此可按下圖分析橫軸所受應(yīng)力： 當(dāng) 5?? 時(shí)， P=113680N，可求得 568402AB PR R N? ? ? 。作用于橫軸上的力P 是均勻分布的，分布距離為 60mm，故集度為： 6113680 1 .8 9 1 0 /0 .0 6q N m? ? ?，截面 O 上的最大彎矩為 0 .0 30 .8 0 .0 3 5 4 0 2 .42AM R q N m? ? ? ? ? ?，截面 C 和 D 上的剪力 56840AQ R N?? （這里沒(méi)有考慮剪力與彎矩的正負(fù)）。 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 其彎曲應(yīng)力為 332 5 4 0 2 . 4 1 6 1 [ ]M M p ad???? ? ? ? 剪應(yīng)力2256840 31. 4 [ ]4844Q MPad????? ? ? ? 對(duì)于其它幾個(gè)銷軸，由于所受的應(yīng)力都小于上述值，在不改變材料的基礎(chǔ)上選擇直徑各為 35mm、 40mm 是完全可以的，這里就不一一校核了。 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第五章 液壓式剪叉升降機(jī)構(gòu)的仿真 對(duì)剪叉式液壓升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配，裝配結(jié)果如下圖。 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖裝配 制作機(jī)構(gòu)仿真 進(jìn)入 機(jī)構(gòu)應(yīng)用程序 ， 程序 應(yīng)用程序列表 得到如下 界面 ： 機(jī)構(gòu)仿真界面 點(diǎn)右邊界面條 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 工作條 添加伺服電機(jī) 單擊 添加伺服電動(dòng)機(jī) 出現(xiàn)如下界面 伺服電機(jī)定義 添加伺服電機(jī) 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 伺服電機(jī)定義 設(shè)置速度為 2 進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析 接下來(lái) 設(shè)置 機(jī)構(gòu)分析 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 分析定義 設(shè)置終止時(shí)間為 20 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 分析定義 設(shè)置兩個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí)間， ServoMotor1 時(shí)間從開(kāi)始至 10； ServoMotor2 時(shí)間從11 至終止 點(diǎn)擊運(yùn)行，液壓升降臺(tái)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。 單擊 回放圖標(biāo)，界面如下 回放界面 點(diǎn)擊 出現(xiàn)窗口 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 動(dòng)畫控制界面 點(diǎn)播放鍵，機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)關(guān)閉，退回回放界面，點(diǎn)擊保存 保存位置窗口 選擇路徑，單擊保存。 剪叉式液壓升降臺(tái)仿真結(jié)束。 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 總 結(jié) 本文是基于 Pro/ENGINEER 機(jī)構(gòu) /運(yùn)動(dòng)分析，對(duì) 升 降機(jī)構(gòu) 進(jìn)行組裝，運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。本人的設(shè)計(jì)步驟基本上按照傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)分析理論進(jìn)行，但同時(shí)具有很多自己的新異，主要是對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，進(jìn)行不同角度的分析研究。對(duì)有限元的分析和運(yùn)動(dòng)仿真進(jìn)行了示例和研究。 經(jīng)過(guò)四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們真正懂得了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，查找相關(guān)資料，讓我們體會(huì)到理論與實(shí)際還有很大差別。這次設(shè)計(jì)正是將它們有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，給我們一次在面對(duì)工作前最好的鍛煉機(jī)會(huì)。同時(shí)我們也體會(huì)到了每一件事靠一個(gè)人是無(wú)法完成的，要集思廣益才 會(huì)讓設(shè)計(jì)更加完美。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的理論，自動(dòng)控制原理及應(yīng)用有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，對(duì)升降機(jī)構(gòu)系統(tǒng)有了一定了解。總之，這次設(shè)計(jì)為我們打開(kāi)了以后面向?qū)嶋H應(yīng)用的大門，為我們以后做各項(xiàng)工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。它好比一個(gè)燈塔，為我們指明了遠(yuǎn)行的航向；好比一顆啟明星，為我們指明了前進(jìn)的道路。 短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣在緊張有序中度過(guò)了。衷心的感謝各位老師在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中的精心指導(dǎo)，尤其是肖新華老師，他在每一個(gè)階段都認(rèn)真的教導(dǎo)和耐心的講解，使我們能順利的走到現(xiàn)在。 湖北 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 參考文獻(xiàn) [1] 王凱 ,曹西京 .基于 Pro/E 的機(jī)械產(chǎn)品機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的仿真設(shè)計(jì) [J].輕工機(jī)械 ,2021 [2] 鄭伯學(xué) ,吳俊海 . 基于 Pro/E 的三維機(jī)械設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 [J].煤礦機(jī)械 , 2021 [3] 葛建兵 ,翟雪琴 . 基于 Pro/E 的直擺凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真 [J].輕工機(jī)械 , 2021 [4] 劉春景 . 基于 PRO/E 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 [J]. 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) , 2021 年 [5] 劉振宇 ,譚建榮 . 面向過(guò)程的虛擬環(huán)境中產(chǎn)品裝配建模研究 [J]機(jī)械工程學(xué)報(bào) , 2021 年 [6] 楊福增 ,傅向華 ,楊芳 ,薛惠嵐 ,李新廣 ,王鵬飛 . 基于 Pro/E 的播種機(jī)零部件參數(shù)化造型 [J]農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) , 2021 年 [7] 劉仕良 .方建軍 .機(jī)械動(dòng)態(tài)仿真與工租分析 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2021年 [8] 冷晟 ,魏孝斌 ,王寧生 . 基于 Pro/E 的虛擬設(shè)計(jì)與制造環(huán)境的研究與開(kāi)發(fā) [J]機(jī)械與電子 , 2021 年 [9] 和青芳 .徐征 .Pro/ENGINEER 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年 [10] 王凱 ,曹西京 . 基于 Pro/E 的機(jī)械產(chǎn)品機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的仿真設(shè)計(jì) [J]輕工機(jī)械 , 2021 [11] 蘭勇 ,文懷興 ,白路 . 基于 Pro/E 的工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 [J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械 , 2021 年 [12] 吳婷 , 張禮兵 . 基于 Pro/E 的屏蔽電泵三維造型與機(jī)構(gòu)仿真 [J]. 機(jī)電工程 , 2021 年 [13] 鄭伯學(xué) ,吳俊海 . 基于 Pro/E 的三維機(jī)械設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 [J]煤礦機(jī)械 , 2021 [14] 楊方飛 ,閻楚良 ,林洪義 . 水泵葉片三維造型原理與工程應(yīng)用 [J]農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) , 2021 年