基于ProE液压阀体结构建模及仿真

毕业设计任务书设计题目： 基于Pro/E液压阀体结构建模及仿真 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 102012208学生： 郝建玲 指导教师（含职称）： 李 烨 (讲师) 专业负责人：张焕梅1设计的主要任务及目标本设计通过Pro/E完成液压阀体的结构建模和仿真。具体的目标如下:（1）以Pro/E对液压阀体进行三维建模；（2）对各种阀体进行装配；（3）在Pro/E环境下进行液压阀体仿真。2设计的基本要求和内容（1）理论 复习并掌握液压传动基本原理，在此基础上重点掌握各种液压阀体的结构作用。（2）实践 实践运用Pro/E三维建模软件，对各种阀体进行结构建模并进行运动学仿真。（3）毕业设计说明书及答辩用资料一份。3. 主要参考文献 1左健明.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社，2007 2张利平.液压阀原理使用与维护M.北京：化学工业出版社，2005.4 3陈愈.液压阀M.北京:中国铁道出版社，1982 4林勇志，黄朝瑜，黄圣洁.Pro/ENGINEER野火版基础教程M.人民邮电出版社，20044进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅资料，准备开题报告和开题答辩2014年3月12日前2液压阀体各个零部件建模2014年3月12日-2014年4月10日3液压阀体装配2014年4月11日-2014年5月01日4液压阀体爆炸图动画2014年5月02日-2014年5月21日5液压阀体机构仿真2014年5月22日-2014年6月10日6撰写论文，定稿装订，毕业答辩2014年6月11日-2014年6月20日诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日基于Pro/E液压阀体结构建模及仿真 摘要：本文在Pro/E软件环境下完成了液压阀体的结构建模及运动仿真。通过对单向阀，溢流阀，减压阀的结构以及工作原理的分析，完成各个零部件的三维建模，阀体装配，阀体装配爆炸图以及各个液压阀体的运动学仿真等一系列过程，使原本很抽象的工作原理转换为直观的动画演示，采用Pro/E软件所设计的仿真动画还可以保存为AVI格式,这样在常用播放器上就可以进行动画效果演示。通过几种典型液压阀体的三维结构建模及机构运动仿真，证明Pro/E软件在进行阀类元件的建模及仿真过程中具有易学、好用、方便、快捷等特点，同时AVI格式的动画播放不需要专门的播放器，提高了动画演示的推广和应用。关键词：液压阀体, Pro/E软件，机构仿真，动画Based on Pro / E hydraulic valve structure modeling and simulationAbstract: The paper completed the structure modeling and motion simulation of hydraulic valve in Pro/E software environment. By analyzing the structure and working principle check valve, relief valve, pressure reducing valve,to complete a three-dimensional modeling of various components of the valve assembly, valve assembly exploded diagram and kinematics simulation, such as an individual hydraulic valve series of processes, so that the original abstract works convert intuitive animation,using simulation animation Pro / E software design can be saved as AVI format，so it can do animation demo in common player.Through the three-dimensional structure modeling and mechanism simulation of several typical hydraulic valve,the Pro/E software in valve components modeling and simulation process is easy to learn, easy to use, convenient, fast and other characteristics. while the AVI format animation does not need a special player,improve the promotion and application of animation.Key words：Hydraulic valve, Pro/E software, Mechanism simulation， animation 目 录1前言11.1液压传动课程的特点11.2结构建模及仿真的现状与发展21.3结构建模及仿真软件的选择31.4液压阀体介绍61.5液压阀体的分类61.6主要研究内容82工作原理、结构建模及仿真过程92.1 溢流阀的设计过程92.1.1溢流阀的结构组成及工作原理92.1.2零件的创建102.1.3溢流阀的装配242.1.4溢流阀的装配爆炸图动画262.1.5溢流阀的机构仿真272.2 单向阀的设计过程292.2.1单向阀的结构组成及工作原理292.2.2零件的创建302.2.3单向阀的装配332.2.4单向阀的装配爆炸图动画342.2.5单向阀的机构仿真342.3减压阀的设计过程352.3.1减压阀的结构组成和工作原理362.3.2零件的创建372.3.3减压阀的装配422.3.4减压阀的装配爆炸图动画432.3.5减压阀的机构仿真44结 论45参考文献46致 谢471 太原工业学院毕业设计1前言回顾教育发展的历史，我们可以发现，教育的每一次重大发展都与教育手段的变革分不开。在传统的教学过程中，老师主要通过一维方式，依靠语言、文字、数据来表示、传递和处理信息。在这种方式下，学校的教学活动，主要是培养和训练学生的抽象思维能力，教师的教与学生的学主要是通过语言和文字进行。在人类进入了信息社会以后，这种一维的教与学的方式无法适应社会的发展需求。为了改善表达信息的形式与能力，缩短传递信息的时间与途径，提高处理信息的速度和质量，就必须寻求一种最佳的多维的表示、传递和处理信息方法的技术途径。多媒体技术的产生与发展，为人类进行多维化的思维和学习提供了一种理想的技术手段。多媒体的应用使学生进入视听、抽象思维和具体形象思维共同参与学习过程的多维动态，同时，能够使人的思维活动突破抽象逻辑思维的难点与局限，使教学活动更加符合人的自然思维习惯，从而获得更好的教学效果和学习效果。计算机辅助教学系统，简称CAI(Computer Assisted Instruction),是计算机辅助教育中最具教学特征的核心部分，它不但有明确的教学目标，能直接反映教材结构和教学内容，而且还可以辅助教学策略实现个别化指导型教学，将传授知识和培养能力紧密结合起来。CAI的兴起是教育领域中信息革命的最有代表性的产物，标志着为适应信息社会的需要在教育领域中进行的又一次教育革命的开始。而多媒体技术的发展对CAI产生了巨大的影响，在原有的任何CAI模式中运用多媒体技术，使得教学信息更为丰富，教学过程更加生动有趣，教学效果更趋明显。随着多媒体的发展，多媒体教学的应用已成为现代教育技术的重要组成部分，而多媒体的教学应用离不开多媒体教学软件，因此，研制开发高质量的多媒体教学软件是开展现代教育技术工作的重要内容。本文主要从液压阀工作原理的Pro/E结构建模及仿真着手来进行阐述。1.1液压传动课程的特点液压传动具有传动平稳，操作方便，作用力大等突出的特点，在机械行业得到了广泛使用。但是，由于液压元件体积小，结构复杂，不便甚至不可能直接观察液压元件的结构和工作过程。液压传动控制调节元件主要是指各类阀，他们的功能是控制和调节流体的流动方向、压力和流量，以满足执行元件所需要的启动、停止、运动方向、力或力矩、速度或转速、动作顺序和克服负载等要求，从而使系统按照指定的要求协调地工作。它涉及到空间机构运动、介质的流动及结构装配等内容。传统的教学通常采用静态挂图或投影胶片来讲授并配合相应的实验。但这种教学方式很难表达清楚液压元件的复杂空间结构，更无法表达零部件之间的运动关系，进行液压元件拆装实验时，虽然可以了解实验元件的外形和结构，但元件内各零件之间构成的空间仍不可见。这些传统教学方式中存在的致命缺陷，不仅严重影响了液压传动课程效果还大大挫伤了学生学习的积极性。因此，亟待寻求一种新的教学方式，来解决液压传动课程难教、难学的特点。1.2结构建模及仿真的现状与发展 (1)结构建模及仿真的现状从20世纪70年代初开始，国外开始进行液压系统和元件的计算机数字仿真研究，我国也从20世纪70年代末80年代初开始进行液压系统与元件的仿真研究。经过几十年的研究开发，液压仿真软件包的性能实现了从原先的精度低，速度慢发展到精度高，速度快；从只能处理单输入、单输出的线性系统发展到能处理多输入、多输出的非线性系统；从复杂的编程和输入发展到交互友好的图形用户界面等都有极大的提升。特别是近几年，国外尤其在欧洲液压仿真技术得到了飞速发展，各款老牌的液压仿真软件纷纷推出了面目一新的版本。如英国的Battle，瑞典的Hopsan，德国的DSH+等。另外一些擅长液压仿真的综合系统仿真软件在商业上也获得了很大的成功，具有代表性的有法国的AMESIM，波音公司的Eay5。作为液压系统仿真软件包，无论是由商业软件公司还是大学研究机构开发的，都已经存在很长一段时间了，然而它们开始得到普遍的应用还是最近的事。(2)结构建模及仿真发展方向 现代液压仿真软件虽然已经在工程实际中越来越得到广泛的应用，但并不代表液压仿真技术已经发展到尽善尽美了，在许多方面它们仍然存在不足。纵观液压仿真技术的最新进展，结合液压领域的发展，液压仿真技术主要有以下几个发展方向： 液压系统模型和算法的进一步研究 最优化设计能力 仿真和测试的无缝集成 多媒体技术，面向对象技术的应用1.3结构建模及仿真软件的选择综合利用AutoCAD、3DMAX、UG以及SolidWorks等软件，进行液压系统动态结构建模及仿真的新型方法，利用这种方法可以形象地描述工程机械的液压工作原理、液压元件的动作过程，验证设计思想，同时便于用户快速查找和排除液压系统故障，但此方法技术含量高，操作不是很方便。Pro/E软件介绍 （1）Pro/E的简介：1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的特点及主要模块进行简单的介绍。主要特性全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。（2）Pro/ENGINEER是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。 参数化设计和特征功能 Pro/ENGINEER是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的和灵活。 单一数据库 Pro/ENGINEER是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。（3）Pro/E是世界上第一款完全基于Windows的3D CAD软件,自1995年问世以来,以其优异的三维设计功能,操作简单等一系列的优点,极大地提高了设计效率,在与同类软件的激烈竞争中已经确立了它的市场地位,已经成为三维机械设计软件的标准。Pro/E界面比较好好,可充分发挥用三维工具进行产品设计的功能,它提供从现有二维数据建立三维模型的强大转换工具。并以智能化的操作方式使设计人员在轻松的环境下设计产品。与其他三维CAD软件相比，在Windows平台下Pro/E面世最早，以其较高的 性价比和很快的发展速度赢得了众多用户。Pro/E在设计性能上保持功能强和效率高等优点的同时，在操作风格上有具备了入门易见效快等特点，还能够很方便地与其他CAD软件交换数据。（4）Pro/E有全面的零件实体建模功能和变量化的草图轮廓绘制功能 ,能够自动进行动态约束检查。用Pro/E的拉伸、旋转、薄壁特征、倒角、高级抽壳、特征阵列、打孔和倒圆等功能可以更简单地得到要设计的实体模型。用户可自定义坐标系 ,可自动计算零部件的物理参数 ,进行可控制的几何测量;所有特征都可以用拖动手柄改变 ,并有动态的形状变化预览功能;可从独特的、支持Internet的特征模板中用拖动、放置操作引用特征;可进行变半径倒圆、指定区域倒圆、填角和圆角过渡等操作;通过对特征和草图的动态修改 ,用拖拽的方式实现实时的设计与修改。Pro/E的曲面建模功能 ,通过带控制线的扫描、放样、填充以及拖动可控制的相切操作产生复杂的曲面 ,可以直观地对曲面进行修剪、延伸和缝合等曲面的操作。（5）在Pro/E的装配设计中可以直接参照已有零件生成新的零件。不论是采用“自顶而下”方法还是采用“自底而上”的方法进行装配设计,Pro/E都能以其易用的操作大幅度地提高设计效率。在Pro/E2001中,当生成新零件时,你可以直接参考其它零件并保持这种参考关系。在装配的环境里,可以方便地设计和修改零部件。为进行快速的装配设计,Pro/E有一个鼠标引导的自动装配对准功能(Smart Mates),可以捕捉要定义装配关系的位置 ,能观察在完全动态的装配设计中可运动的零部件的运动形式 ,并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。在调用大装配时“轻化”零部件的功能可极大地提高运行速度。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术可用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中 ,而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。镜像部件功能能产生基于已有零部件(包括具有派生关系或与其它零件具有关联关系的零件) 的新的零部件。通过产品配置管理器 ,设计者可以建立和修改指定产品配置,几何形状、装配关系、零部件颜色和其它属性都能在产品配置中控制。可用装配模型支持设计表创建和驱动产品配置,也可通过装配模型支持设计表的参数来控制产品配置的选择。Pro/E支持多重的子装配; 在装配模型中,可进行前后关联的设计,在进行自动装配对准或关联的设计时 ,直接或间接地导出装配约束关系。 （6） Pro/E是一款功能强大的中高端CAD软件，方便快捷是其最大特色，特别是自。Pro/E2001后内置的animator插件，秉承Pro/E一贯的简便易用的风格,可以很方便的生成工程机构的演示动画，要想在Pro/E 中使用animator必须手工启动,系统默认在启动时没有启动animator。方法如下：进入工具插件在animator前的复选框上打勾，点击确定就行了。这时在屏幕上会出现animator的工具栏。我们这样就启动了animator，并且以后它会和Pro/E一起启动。针对本课题是对液压阀的仿真模拟，目的是为了让同学们能更好的对液压阀的内部结构和工作原理的理解和掌握。所以选用Pro/E软件就能比较方便、快速的达到设计的目的。1.4液压阀体介绍 在液压系统中，用于控制系统中液流压力，流量和液流方向的元件总称为液压控制阀，液压控制阀是液压技术中规格最多，应用最广泛最灵活的原件，通过液压阀的不同组合，可以组成多种类型的液压系统已实现所需的设备功能，同时液压阀的性能优劣以及与系统其他元件参数的匹配是否合理在很大程度上决定了液压系统的性能。液压阀在液压系统中起着非常重要的作用。液压阀是液压传动中用来控制液体压力流量和方向的元件。其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通断流向和的称为方向控制阀。 液压控制阀虽然形式不同，控制的功能各有所异，但都具有共性。（1）在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元部件（如弹簧、电磁铁）组成 。（2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。1.5液压阀体的分类：（1） 根据液压阀的内在联系，外部特征，结构和用途等方面的不同，可将液压阀按不同的方式进行分类，如表格1.1所示。表1.1液压阀体分类分类方法种类详细分类按机能分类压力控制阀溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例压力控制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器流量控制阀节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向阀按结构分类滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀椎阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀射流阀按操作方法分类手动阀手把及手轮、踏板、杠杆机动阀挡块及碰块、弹簧、液压、气动电动阀电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制按连接方式分类管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀插装式连接螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、法兰式插装（二通插装阀）按其他方式分类开关或定值控制阀压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀按控制方式分类电液比例阀电液比例压力阀、电源比例流量阀、电液比例换向阀、电流比例复合阀、电流比例多路阀三级电液流续表1.1伺服阀单、两级（喷嘴挡板式、动圈式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服数字控制阀数字控制压力控制流量阀与方向阀（2）本文主要介绍了单向阀，溢流阀和减压阀。单向阀属于方向控制阀，主要通过通断油路或改变油液流动的方向，从而控制液压执行元件的启动或停止，改变其运动方向。溢流阀和减压阀属于压力控制阀，主要是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。1.6主要研究内容（1）液压阀工作原理的分析；（2）液压阀结构分析；（3）液压阀的零部件的三维建模；（4）液压阀装配图的组装； （5）液压阀零件爆炸图动画；（6）液压阀体的运动仿真。2 工作原理、结构建模及仿真过程文中主要对单向阀、换向阀、溢流阀等几种典型的液压阀进行结构建模及机构运动仿真。因溢流阀应用最为广泛，所以本文以溢流阀为例详细叙述整个结构建模及仿真过程。2.1 溢流阀的设计过程 图 2.1.1溢流阀1-调节螺母2-弹簧3-上盖4-阀芯5-阀体f-径向小孔g-中心阻尼小孔e-内泄孔c-螺堵2.1.1 溢流阀的结构组成及工作原理 溢流阀主要有调节螺母1、阀体5、阀芯4、调压弹簧2、上盖3组成。其工作原理是直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控47 制阀口的启闭动作，图2.1.1所示是一种低压直动式溢流阀，进油口压力油经阀芯4中间的阻尼孔作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，阀芯在弹簧2的作用下处于下端位置，将进油口P和回油口T两油口隔开。当进油口压力升高，在阀芯下端所产生的作用力超过弹簧的压紧力时，阀芯上升，阀口被打开，将多余的油液排回油箱，阀芯上的阻尼孔g用来对阀芯的动作产生阻尼，以提高阀的工作平衡性，调压螺母2可以改变弹簧的压紧力，这样也就调整了进油口处的压力。 阻尼小孔g为动态液压阻尼，可提高阀的稳定性，稳态时不起作用，孔道e用于将弹簧腔的泄漏油直接通油箱（内泄）。如果将上盖3旋转180，卸掉F处螺堵，可在泄油口F外接油管将泄漏油直接同油箱，此时阀变为外泄。当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的油液压力、弹簧的压紧力稳态轴向液动力阀芯的自重G和摩檫力是平衡的，溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。当系统压力升高是，阀芯上升，阀口的通流面积增大，溢流量增大从而使系统压力下降，溢流阀内部通过阀芯的平衡和运动构成的这种负反馈作用是其定压作用的基本原理，弹簧力的大小与控制压力成正比，因此如要提高被控压力一方面可用减小阀芯的面积来达到；另一方面则需增大弹簧力，因受结构限制，需采用大刚度的弹簧，这样在阀芯相同位移的情况下，弹簧力变化较大。因而该阀的定压精度就低，所以这种低压直动式溢流阀一般用于压力小于2.5MPa的场合。2.1.2 零件的创建零件的创建主要包括以下几部分：（1）设置工作目录。 （2）阀体的创建，阀体是整个阀的主要部分，是整个阀体的基础。对阀体的整体结构有关键作用。具体的创建步骤如下： 新建零件，定义名称为FATI点击使用缺省模板，选择FRONT基准面做草绘基准面，点击草绘命令，在FRONT面上首先绘制竖直和水平两条中心线，在中心点处绘制一个圆形，双击尺寸，定义阀体的基本直径为36mm。点击对勾确定。拉伸圆柱，点击草绘的圆做圆柱的拉伸，拉伸长度为60mm图 2.1.2拉伸参数及效果图绘制进油口、回油口，新建基准面DTM1，DTM2置于RIGHT两侧，与RIGHT偏移18mm,与圆柱相切，在DTM1，DTM2上分别绘制绘制直径为22mm的圆，并做6mm拉伸。图 2.1.3进油口拉伸绘制螺纹孔，在底部用孔工具打直径为M181的螺纹孔，孔深为6mm，然后用旋转命令绘制直径19mm,深度为2mm的孔。 图 2.1.4打孔对话框绘制阀体内孔，从阀体圆柱顶部面草绘直径16mm的圆，然后拉升为通孔，去除材料。绘制内泄孔，离中心10mm,直径为2mm，与回油口相通。细绘进油口与回油口，以出油口为例，在所绘制的出油口上利用孔工具做直径为14mm，深度为28.5mm的孔，点击插入-螺旋扫描-切口-定义属性-绘制扫引轨迹-输入螺距-绘制截面-选择材料侧-预览-确定，绘制出油口的螺纹。过程为定义属性-绘制扫引轨迹-定义螺距-绘制截面（等边三角形）-选择材料侧-点击预览查看-修改不合理尺寸-确定。图 2.1.5螺旋扫描螺纹绘制效果图进油口和出油口类似，按相同的步骤做。在阀体边缘用倒圆角工具倒圆角，点击倒圆角命令，定义相应边（曲面）和参数。图2.1.6 倒圆角对话框检查阀体结构，尺寸是否正确合理，并进行修改，点击保存。图 2.1.7阀体剖面图 （3）上盖的创建新建一个新的零件对话框，命名为SHANGGAI，在草绘中绘制上盖的基本轮廓。图2.1.8 上盖草绘轮廓 点击旋转命令，旋转草绘平面，得到上盖基本结构。图 2.1.9上盖旋转效果图在上盖棱边上倒圆角，点击倒圆角命令，定义相应边（曲面）和参数。R=2R=1图 2.1.10上盖倒圆角效果图绘制通孔，以底面为基准面，绘制直径为12 mm的圆形，拉伸为通孔。 绘制螺纹，点击插入-螺旋扫描-切口。绘制扫引轨迹线-输入螺距-绘制截面（等边三角形）。图 2.1.11外螺纹绘制对话框和效果图绘制内泄孔，绘制内泄孔基准平面DTM1、DTM2。在基准平面上绘制圆形，然后拉伸得内泄孔。图 2.1.12内泄孔效果图上盖完成，检查修改，点击保存。 （4）阀芯的创建 阀芯是阀体的核心部分，控制油液的流速，提高阀体的平衡性和稳定性。点击新建，打开一个新的零件图对话框，设置为FAXIN，点击使用缺省模板，选择FRONT基准面作为草绘基准面，画直径为9.5mm的圆形草图，点击拉伸，拉伸长度为12mm的圆柱。选择圆柱体的底面为草图基准面，绘制一个直径为16mm的圆形，点击拉伸，拉伸长度为7.5mm的圆柱。绘制螺纹，点击插入-螺旋扫描-切口，定义属性-绘制扫引轨迹(点击草绘，以圆柱的边为参照)-定义螺距为1-绘制截面（截面为0.60.5的矩形)-选择材料侧-完成。图2.1.13 外螺纹效果图和绘制对话框图 2.1.14外螺纹扫引轨迹和截面 以步骤2绘制圆柱底面为基准面进行草绘，画一个直径为16mm的圆，拉伸长度为15mm。以上一步所做的圆柱底面为基准面进行草绘，画一个直径为10mm的圆，拉伸长度为16mm。以上一步所做的圆柱底面为基准面进行草绘，画一个直径为16mm的圆，拉伸长度为8mm。以TOP基准面作为草绘基准面，选择步骤5的圆柱作为参照，在圆柱中部画一个直径为4mm的轴向通孔。 图2.1.15 轴向小孔 图2.1.16 径向小孔以FRONT基准面作为草绘基准面，选择步骤6圆柱底边为参照，绘制径向孔草绘，点击旋转，完成径向孔，径向孔和轴向孔相通。在步骤1圆柱上端面倒边角。图 2.1.17倒边角对话框完成阀芯的建模，检查修改，点击保存。图 2.1.18阀芯效果图和制作过程模型树图 2.1.19阀芯剖面图（5）调节螺母的创建 图 2.1.20调节螺母草绘图新建草绘，命名为TIAOJIELUOMU，选择使用缺省模板，选择FRONGT基准面作为草绘基准面，绘制调节螺母基本图形。 画一条几何中心线，点击对勾确定，点击旋转命令。画出调节螺母的基本结构。 利用孔工具绘制螺纹孔M181，深度为15mm，约束为1和螺母底面重合，2中心线和螺母的中心线重合。以FRONG基准面为草绘基准面，画一个9.52的矩形，画一条几何中心线，旋转得一个圆柱形孔。图 2.1.21调节螺母剖面图图 2.1.22调节螺母效果图调节螺母完成，检查修改，点击保存。 （6）弹簧座的创建新建草绘零件对话框，命名为TANHUANGZUO，选择使用缺省模板，画弹簧座的基本图，画一条几何中心线，点击旋转。以上一步的底面为基准面，草绘一个直径为8mm的圆，拉伸为1mm的圆柱，以圆柱底面为基准面，草绘一个直径为12mm的圆，拉伸为0.5mm的圆柱。以上一个圆柱的底面为基准面，草绘一个直径为12mm的圆，点击拉伸， 拉伸长度为 3mm。 图2.1.23 弹簧座草绘图 倒角，在步骤3的圆柱底边上做11的倒边角。弹簧座完成，检查修改，点击保存。图 2.1.24弹簧座效果图 （7）螺堵的创建新建一个零件对话框，修改名称为LUODU，点击使用缺省模板，以FRONT基准面为草绘基准面，点击草绘命令，画一个直径为4mm的圆形。点击拉伸命令，拉伸一个长度为2mm的圆柱。倒角，点击倒边角命令，画一个0.20.2的倒角。螺堵完成，检查修改，点击保存。图 2.1.25螺堵效果图 （8）螺盖的创建新建一个零件对话框，名称输入为LUOGAI,点击草绘，以FRONT面为草绘基准面。画一个直径为18mm的圆形草绘，点击拉伸命令，拉伸一个8mm的圆柱。画螺纹，点击插入-螺旋扫描-切口，定义属性-绘制扫引轨迹（参照圆柱体外边缘）-输入螺距-绘制截面-选择材料侧-点击预览-确定。图 2.1.26螺盖螺纹的绘制螺盖绘制完成，检查修改，点击保存。图 2.1.27螺盖效果图（9）弹簧的创建新建一个零件对话框，名称输入TANHUANG，点击插入-螺旋扫描-伸出项， 以REONT面为草绘基准面 绘制，定义截面为1mm的圆形。 图 2.1.28弹簧对话框和效果图弹簧绘制完成，检查错误并修改，点击保存命令。2.1.3溢流阀的装配 （1）点击新建命令，打开一个新建对话窗口，选择组件，按“确定”按钮，弹出如图2.1.29界面、选择插入-元件-装配，选择先前设置的工作目录里保存的文件上盖作为固定的零件，选择缺省命令。图 2.1.29装配对话窗口（2）点击插入-元件-装配，依次装配其他的零件，约束选择配对或对齐，装配阀芯时，用户定义选择滑动杆，点放置命令正确定义轴对齐，旋转，平移。为了更好的装配阀芯，可以将上盖等设置为隐藏，装配完后取消隐藏。调节螺母用户定义选择销钉，因为在机构仿真时，调节螺母需要转动，正确装配阀芯和调节螺母，为下面机构仿真做好准备。图 2.1.30阀芯装配对话窗口 图 2.2.31调节螺母装配对话框 （3）点击插入-注释-注释特征，选择注释平面为与平面平齐，点击几何位置，步骤为添加-注解-输入文本内容-点击放置，选择放置位置-样式，定义文本高度，对齐方式，颜色等。 溢流阀的装配体如下图： 图 2.1.32溢流阀装配体2.1.4溢流阀的装配爆炸图动画 “应用程序”“动画”“主体定义”每一个主体零件，点菜单栏上的“拖动封装零件”，点击快照，拖动一个零件，点击一下，摆放好每一个零件的相对位置（在高级拖动选项中选择X,Y,Z轴等来约束零件移动的方向），这样在快照那就会得到一个照片，通过多次的快照就建立了动画的移动模式。通过“工具”“时间域”调整帧的时间和数量；通过“关键帧序列”对快照的出现顺序时间进行调整，定义间隔时间为4；通过“启动动画”开始测试动画的状态；通过“回放”来最后检查并输出动画，点击捕获，选择AVI格式保存。图 2.1.32溢流阀装配爆炸图动画2.1.5溢流阀的机构仿真打开装配体去掉弹簧（弹簧在机构里重新定义），点击“应用程序”-机构，打开机构仿真设置页面添加弹簧，设置正确的参数，定义内径为8，阻尼系数k为10，U为40图 2.1.33弹簧参数设置栏 添加伺服电动机，打开伺服电动机定义对话框。定义电动机1速度为1，电动机2和电动机3速度为0.5。图 2.1.34伺服电机定义对话框定义正确的应用图元和参照图元（分别选择一个运动件和固定件的面），轮廓定义选择速度，定义速度为0.5点击机构分析命令，设置类型为位置，定义终止时间为42，电动机1从开始到10，电动机2从10到26，电动机3从26到42定义初始位置，点击运行，查看运行状态，点击确定。点击回放命令，回放运行结果，检查是否正确，点击捕获保存机构仿真动画，保存格式为AVI格式。图示为阀芯在运动。图 2.1.35溢流阀仿真动画2.2 单向阀的设计过程按照溢流阀零件创建的方法，先选适当的面作为草图绘制基准面，绘制不同的草图再进行特征处理。图 2.2.1单向阀装配体1-阀体2-阀芯3-弹簧a-径向小孔b-轴向小孔2.2.1单向阀的结构组成及工作原理 单向阀的主要作用是控制油液的单向流动，液压系统中对对单向阀的主要性能要求是：正向流动阻力损失小，反向时密封性能好，动作灵敏。单向阀的结构比较简单，如图2.2.1所示，主要有阀体1、弹簧3、阀芯2组成。其工作原理是压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔a，轴向孔b从阀体右端的通口流出：但压力油从阀体右端的通口P2流入时，液压力和弹簧力一起使阀芯压紧在阀座，是阀口关闭，油液无法通过。2.2.2零件的创建 （1）设置工作目录 （2）单向阀阀套的创建选择FRONT基准面作为草绘基准面，草绘一个直径为30mm的圆形。以圆为基准画一个正六边形， 选中圆形右击鼠标，设置圆形为构建。点击拉伸，拉伸长度为60mm。草绘进油口和出油口，点击旋转，去除材料。绘制进油口，出油口内螺纹，点击插入-螺旋扫描-切口。 图 2.2.2进油口内螺纹绘制窗口绘制阀套内腔，点击旋转，去除材料。 图2.2.3 单向阀内腔草图 完成阀套绘制，检查，点击保存。效果如图2.2.4 图 2.2.4阀体效果图 （3）锥阀的创建新建一个草绘对话框，选择FRONT面为草绘基准面，建立如图所示草图，以几何中心线为旋转轴，以图2.2.5草图为旋转轮廓做旋转。 图 2.2.5锥阀草绘图 图 2.2.6锥阀效果图需要倒角的面按前面所介绍过的方法进行倒角。完成锥阀如图2.2.6 （4）挡圈的创建选择FRONT面为草绘基准面，建立如图所示2.2.7草图以几何中心线为基准轴，以图2.2.7草图为轮廓，做旋转，得挡圈如图2.2.8 图2.2.7挡圈草绘图 图2.2.8挡圈效果图 （6）阀芯的创建选择FRONT面为草绘基准面，画一个直径为19mm和16mm的同心圆，拉伸为17.5mm空心圆柱。选择RIGHT面为基准面，画一个直径为12mm的圆形，两边拉伸22mm去除材料。圆形的中点空心圆柱边缘6mm下图为阀芯 图 2.2.9阀芯效果图2.2.3单向阀的装配单向阀的装配过程与溢流阀类似，先选择阀体为固定件，阀芯和锥阀选择用户定义为滑动杆，装配后的效果如图2.2.10图 2.2.10单向阀装配体2.2.4单向阀的装配爆炸图动画 单向阀的装配动画与溢流阀类似，在这里不再重复，动画设置栏如图2.2.11所示。图 2.2.11单向阀爆炸效果图和设置对话框2.2.5单向阀的机构仿真单向阀机构仿真时，添加好正确、合适的伺服电动机和弹簧，以及在机构分析时，正确定义电动机工作时间，在回放后点击捕获，保存仿真动画为AVI格式。如图2.2.12 图 2.1.12单向阀机构运动仿真2.3减压阀的设计过程减压阀是时出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。其主要用途是减小液压系统中某一支路的压力，并使其保持恒定，是同一液压系统能有两个或几个不同压力的回路。减压阀在各种液压加紧系统，控制系统和润滑系统中应用较多。此外当油液压力不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定的较低的压力。下面以先导式减压阀为例。图 2.3.1减压阀1-调压手轮2-调节螺钉3-先导阀芯4-先导阀座5-阀盖6-阀体7-主阀芯8-端盖9-阻尼孔10-主阀弹簧11-调压弹簧a-流道2.3.1 减压阀的结构组成和工作原理先导式减压阀由导阀和主阀两部分组成，导阀通常为锥阀式结构，图2.3.1为先导减压阀（管式连接），阀体6上开有进油口和出油口P1，P2，阀盖5上开有遥控口K和泄油口L，主阀芯中部的阻尼孔9为液压半桥的输入液阻（固定液阻）。减压阀稳态工作时，二次压力油进入主阀芯底部，经阻尼孔9进入主阀弹簧腔，并进入先导阀芯3前腔，导阀上的液压力与调压弹簧11的设定力相平衡并使导阀开启，主阀芯上移，实现减压和稳压，调节调压手轮1即可改变调压弹簧的设定力，从而改变减压阀的二次压力设定值。导阀泄油通过泄油口L接回油箱，通过管路在遥控口K外接油箱电磁换向阀和远程调压阀，可实现多级减压。2.3.2 零件的创建 （1）设置工作目录。 （2）减压阀阀体的创建 选择FRONGT面为草绘基准面，通过草绘，拉伸（或拉伸去除材料）得到减压阀体的基本结构。对于需要倒角的面，通过上面所述方法进行倒边角和倒圆角。得到减压阀体如图2.3.2图 2.3.2阀体的剖面图图 2.3.3阀体效果图 （4）阀盖的创建新建一个阀盖零件，选择FRONT面为草绘基准面，通过草绘拉伸（拉伸-去除材料）得基本图形，对需要倒角的面倒角。得图2.3.5图 2.3.4阀体剖面图图 2.3.5阀盖效果图(4） 端盖的创建，如图2.3.6图 1图 2.3.6端盖剖面图和效果图（3） 阀芯的创建，如图2.3.7和2.3.8图 2.3.7阀芯剖面图图 2.3.8阀芯效果图（4） 手轮的创建，如图2.3.9图 2.3.9手轮效果图和草绘图（5） 调压螺钉的创建，如图2.3.10图 2.3.10调压螺钉效果图（6） 锥阀的创建，如图2.3.11 图 2.3.11锥阀 图 2.