基于Inventor葡萄酒开瓶器的三维建模与运动仿真设计说明书[带图纸].doc

中国地质大学长城学院2012届毕业设计11前言葡萄酒瓶起盖器已经经历了很长的发展史，从开始的笨拙不方便到现在的轻巧灵便，正一步步的走向完善。第一代：传统型开瓶器传统开瓶器主要以塑料手动开瓶器为代表。这种开瓶器缺点很明显：1、费劲；2、不适合女士和小孩使用；3、外官不美观。图1第一代开瓶器第二代：不锈钢开瓶器、蝴蝶开瓶器、海马开瓶器、金属开瓶器等；多功能开瓶器；气压开瓶器和电动开瓶器（雏形）。这一代开瓶器开始出现功能多样化，使用方便省力，比如不锈钢开瓶器中出现小刀，起到一个割破锡纸的作用；而金属开瓶器中开始利用杠杆原理，达到方便省力的效果；这一代的开瓶器的突破在于出现了第三代气压开瓶器和电动开瓶器雏形，为第三代气压和电动开瓶器奠定了基础。这一代开瓶器的缺点也很明显，首先没有摆脱费力的缺点，仍然不适合女士使用；金属的开瓶器开始利用一些物理原理，但是产品体积庞大，笨拙。气压和电动开瓶器在技术上还不成熟，外观上也不美观。图2第二代开瓶器中国地质大学长城学院2012届毕业设计2第三代：气压开瓶器电动开瓶器。这一代开瓶器包括气压开瓶器，电动开瓶器（干电电动开瓶器和充电电动开瓶器）是在第二代的基础上发展起来，以气压和电动开瓶器为代表，摆脱了一二代红酒开瓶器费力、笨拙的缺点，技术上臻于成熟，外观上时尚美观。这一代红酒开瓶器的显著特点是自动化操作，将现代科技完美运用到红酒开瓶器中，省时、省力、方便快捷，更适合女士使用。一般来说，开瓶器经历了这三个阶段的发展。虽然说第三代已经相对成熟，但仍然存在一些缺陷，比如：价格贵，携带不方便，有时得借助一些外界条件来使用。现在市场上第二代仍是主流，而且第二代中也有一些比较完善的作品，使用比较方便。因此，此次设计为基于Inventor软件，完成开瓶器的三维建模及运动仿真，使人们更加了解开瓶器运动的过程，使其更好地服务于我们的生活。2Inventor软件介绍Inventor是美国AutoDesk公司推出的一款三维可视化实体模拟、三维设计软件。AutodeskInventor提供了一个无风险的二维到三维转换路径。AutodeskInventor软件是一套全面的设计工具，用于创建和验证完整的数字样机；帮助制造商减少物理样机投入，以更快的速度将更多的创新产品推向市场。AutodeskInventor产品系列正在改变传统的CAD工作流程,简化了复杂三维模型的创建，通过快速创建数字样机，并利用数字样机来验证设计的功能，并能够加速概念设计到产品制造的整个流程。AutodeskInventorProfessional提供了一套全面、集成的设计工具，可用于创建完整的数字样机，以验证设计的外型、结构和功能。Inventor创建的模型是一种精确的三维数字样机，支持用户在工作过程中验证设计和工程数据，尽量减少对于物理样机的依赖，这将减少进入制造环节后代价高昂的原型设计变更。2.1零件设计Inventor可以帮助设计人员更为轻松地重复利用已有的设计数据，生动地表现设计意图。借助其中全面关联的模型，零件设计中的任何变化都可以反映到装配模型和工程图文件中。由此，设计人员的工作效率将得到显著提高。Inventor可以使经常使用的自定义特征和零件的设计标准化和系列化，从而提高客户的生产效率。利用Inventor中的iPart技术，设计公司可以轻松设置智能零件库，以确保始终以同种方式创建常用零件。2.2草图绘制在创建零件和装配模型之前对不同的结构方案进行评估。通过使用Inventor的草图环境，可以像使用二维布局一样快速表达设计构思。使用几何约束功能与草图修改工具，并结合颜色和线型的设置，更好地表达设计构思。中国地质大学长城学院2012届毕业设计32.3载荷定义可以添加不同的驱动载荷、扭矩以及基于时间的力函数。用于研究设计模型在不同载荷条件下的性能。2.4可视化全面体现设计模型的运行情况和性能。三维动画可以显示基于实体模型和施加载荷条件下的动态运动。2.5应力分析AutodeskInventorProfessional的应力分析功能是分析零件的应力应变，以确保零件的强度和刚度。应力分析工具与运动仿真工具全面集成，可以直接利用从运动仿真中计算出的准确载荷条件，执行零件的应力分析。2.6易用性AutodeskInventorProfessional能够帮助用户充分利用原有的AutoCAD技能和DWG设计数据，从而体验数字样机带来的种种优势。AutodeskInventorProfessional集成了业界领先的二维和三维设计功能。无需使用数据转换器，利用DWGTrueConvert就能直接读写DWG文件，同时还能保持与三维模型的关联性。使AutoCAD用户快速熟练掌握三维设计工作流程，减少相关培训。利用带有可识别图标、AutoCAD兼容快捷键、光标提示以及撤销命令的熟悉设计环境，简化从AutoCAD软件向Inventor的过渡。此外，用户可以将配置导出为XML文件，然后将其配置传输到另一台电脑上。DWG保存可将三维设计的结果表达保存为DWG格式。2.7运动仿真Inventor软件能够实现物体的运动仿真，借助其运动仿真功能，用户能了解机器在真实条件下如何运转。通过仿真机械装置和电动部件的运转以来确保您的设计有效，同时减少制造物理样机的成本。可以计算设计模型在其整个运转周期内的动态运行条件，并精确调整电动机和传动器的尺寸，以便承受实际的运转载荷。可以分析机械装置中每个零部件的位置、速度、加速度以及承受的载荷。2.8装配设计Inventor将设计加速器与易于使用的装配工具相结合，使用户可以确保装配设计中每中国地质大学长城学院2012届毕业设计4一个零部件的安装正确。精确地验证干涉情况和各种属性，以便一次性创建高质量的产品。Inventor提供的强大工具可有效控制和管理大型装配设计中创建的数据，因此用户只需专心工作在所关心的部分零部件上。快速装配独立的零件和子装配，以定义完整的产品结构并验证产品是否可以正确装配。在装配中插入和放置新部件，再使用约束定义固定部件和移动部件的位置关系。3模型的构建3.1木塞模型构建图3木塞实体模型现在市场上葡萄酒瓶木塞一般尺寸为，直径22.5mm高44mm。根据此尺寸在Inventor软件中进行建模过程。打开Inventor软件，点击新建，在草图模式下画出一直径为22.5mm的圆，然后单击“拉伸”按钮。将打开“拉伸”对话框，“选择”按钮已启用。图4拉伸指令选择图形窗口中的圆形，单击鼠标右键，然后从关联菜单中选择“继续”，这将松开“拉伸”对话框中得“选择”按钮而按下“基点”按钮。然后使用指针拉伸方式定义拉伸操作的基点和端点，在图形窗口中单击以设置拉伸操作的起始点。设置基点后，即开始动态预览，选定的圆形将连接到指针。在图形窗口中拖动指针，不用按住鼠标来拖动，状态栏将显示指针的绝对草图坐标。当移动指针时，图形窗口中的新位置和形状将不断更新。中国地质大学长城学院2012届毕业设计5动态预览将以虚线显示原始位置和形状，以实线显示新图形的位置和形状。然后单击鼠标左键提交圆形的位置。如果