CAD技术在机械设计中的应用设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 术作为成熟的普及技术已在企业中广泛应用，并已成为企业的现实生产力。围绕企业创新设计能力的提高和网络计算环境的普及， 术的发展趋势主要围绕在以下四个方面： 1 标准化 除了 撑软件逐步实现 准和工业标准外，面向应用的标准构件（零部件库）、标准化方法也已成为 统中的必备内容，且向着合理化工程设计的应用方向发展。 2 开放性 统目前广泛建立在开放式操作系统窗口 95 98 台上，在 台上也有 品 ， 此外 统都为最 终用户提供二次开发环境 ， 甚至这类环境可开发其内核源码，使用户可定制自已的统。 3. 集成化 术的集成化体现在三个层次上：其一是广义 能过多种集成形式成为企业一体化解决方案，推动企业信息化进程。其二，是将 术能采用的算法，甚至功能模块或系统，做成专用芯片，以提高 统的效率；其三是 于网络计算环境实现异地、异构系统在企业间的集成。 关键词 ： 标准化 ， 开放性，集成化， 智能化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 AD as of in of of in 1. in AD SO in AD of of . is on 5/98 / NT is a in AD to of be of to AD 3. of AD in is of AD to of AD is on to in is of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目 录 绪论 . 1 第 1 章 术的概述 . 2 术的概念 . 2 术原理 . 2 统的组成 . 2 第 2 章 术的发展 . 4 术的产生 与发展 . 4 国 发展现状 . 5 统的发展趋势 . 5 第 3 章 用的设计软件 . 8 内软件 . 8 外软件 . 9 第 4 章 术在机械设计中的应用 . 12 国 术在机械设计中应用的现状 . 12 玉米联合作业机械设计中应用 . 13 维技术在液压挖掘机中的应用 . 18 结 论 . 24 谢辞 . 25 参 考 文 献 . 26 外文资料 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 绪 论 源于 20 世纪 50 年代的机械 术已发展为一种高新技术产业 ,并得到迅速发展。该技术的广泛应 用，给一切设计 /制造领域带来了革命性的变化。因而被评为 20 世纪最杰出工程技术成就之一的高技术。在 21 世纪，其影响仍是深远的。机械 术的研究、开发、推广应用水平已是衡量一个国家的科技现代化和工业现代化的重要标志之一。 2003 年中国机械工业联合会根据对 166 家机械制造企业调查统计得到如下结果： 用基本普及 ,重点骨干企业的 70已应用 术 ,九五 期间 50 家示范企业的 用普及率已达 93 ，主导产品 出图率达 98 。但 当一部分企业停留在出图上，三维 真设计等应用很少 ,被调查的 166 家企业中，进行结构优化计算的只占 16，进行仿真设计的只占 6 。众所周知 ,产品设计是制造业的龙头，是制造业信息化的主要信息源。没有优化的信息源 ,整个制造业信息系统不可能全面优化 ,所以深化应用是企业信息化的关键问题。 深化 应用 ,首先必须分析传统机械产品设计技术及其存在的问题 , 研究现代先进设计技术的发展 ,从而进一步研究 术的应用 ,把现代先进产品设计技术与 用技术结合起来 ,发挥计算机及信息技术在产品设计中的最大作用。深化 应用是一项复杂的系统工程，因此 术在机械企业中的实施必须走系统开发的道路，按系统工程的步骤与方法开展企业 统的系统设计、统应用的二次开发，研究解决 关系 ,使 统能为企业信息集成运行创造条件，解决目前我国企业信息化中的 孤岛现象 。只有这样才能深化 应用，使 统成为企业信息化中的龙头。目前，机械 术的推广应用已成燎原之势。面对进入 带来的挑战与机遇，企业对机械 术是企业技术创新、开拓市场中不可缺少的技术手段、先进制造技术与系统的核心技术的认识更加深刻，而且对该技术的引进、消化和应用开发以及相应的人才的需求也更加迫切。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第 1 章 术的概述 基本概念 其英文名为 “ 的首写字母的缩写 ,其中文名为“ 计算机辅助设计 ” 。它是由计算机完成产品设计中的计算 、 分析 、 模拟、制图、编制技术文件等工作 ， 由计算机辅助设计人员完成产品的全部设计过程 ,最后输出满意的设计结果和产品图纸的一种机械设计方法。是最近几十年来迅速发展起来并得到广泛应用的多学科综合性的新 技术。 1973 年 ,国际信息处理联合会给 “ 将人和机器混编在解题专业中的一种技术 ,从而使人和机器的最好特性联系起来 ” 。 术的应用适应了当前产品需提高设计质量 ,快速更新换代的需求。 术原理 术是通过计算机和 件对设计“产品”进行分析、计算与仿真、产品结构和性能的调整与优化及绘图，把设计人员所具有的最佳特性（创造性思维、形象思维与经验知识、综合判断与分析的能力）同计算机的强大记忆与检索信息能力，大量信息的高速精确计算与处理能力、易于修改 设计、工作状态稳定且不疲劳的特性结合起来，从而大大提高了设计速度和效率，提高了设计质量，降低了设计成本。这里的“产品”一词，是指各行业中一切需要设计的对象，如航空、航天飞行器，汽车等地上行走的交通工具，机械与电子产品，水利水电工程、土木工程建筑与城市规划工程，家具产品等等。 统的组成 一般来说，一个 统由如下几部分组成： 1 件环境 计算机，计算机的外围设备（ I/O 设备），有的还有网络通信环境等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 2 件环境 操作系统，各种标准和支撑软件，有的还有网络通信软件等。 3 件 帮助设计人员去完成各种设计任务的计算机应用软件。 4 设计人员 与 统的软硬件一起组成的能协同完成设计任务的人机系统。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第 2 章 术的发展 术的产生和发展 20 世纪 50 年代初 ,术诞生并处于被动式的图形处理阶段 ,也是 术的准备和酝酿时期。进入 20 世纪 60 年代 ,提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想 ,从而为 术的发展和应用打下了理 论基础 ,同时也相继出现了许多商品化的 备。 1970 年美国 司第一个推出完整的 统 ,出现了全面向中小企业的 品化系统 ,同时也意味着 术进入广泛使用时期。 20 世纪 80 年代 ,术进入了突飞猛进的发展时期 ,在这个时期 ,术从大中企业向中小企业扩展 ,从发达国家向发展中国家扩展 ,从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。 到了 20 世纪 90 年代 ,术进入了开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期 ,微机加视窗 95/98/2000/作系统与工作站加 作系统 ,在以太网的环境下构成了 统的主流工作平台。因此现在的 术和系统都具有良好开放性 ,图形接口、图形功能日趋标准化 ,在 统中 ,综合运用正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统等技术 ,从而大大提高了自动化设计程度 ,出现了智能 学科。 目前各种机械 件开发和应用层出不穷 ,显示出强大的生命力和广阔的发展前景。 众多 商的成败无一不与其技术发展密切相关。温故而知新 ， 一不带动了 体技术的提高以及制造手段的更新。技术发展，永无止境。没有一种技术是常青树， 术一直处于不断的发展与探索之中。正是这种此消彼长的互动与交替，造就了今天 进了工业的高速发展。今天，越来越多的人认识到 一种巨大的生产力，不断加入到用户行列之中。愿 术的发展伴随着人们对它认识及应用水平的提高，日新月异，更上层楼。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 我国 术的发展现状 我国各企业之间 术的应用水平参差不齐。在中小型企业中， 术的应用是建立在以 “甩掉图板 ”为目标的计算机 辅助绘图与设计系统之上，应用国外或国内开发的一些计算机绘图软件，用计算机绘图来代替传统的手工绘图。而另一部分企业在实现了 “甩图板 ”工程之后，建立以资源共享、权限控制为目标的产品信息管理系统。除了要 “甩图板 ”，还要 “甩图纸 ”，实现了设计生产和管理信息的集成。对于具有相当实力的大型企业，引进了先进的计算机辅助设计、分析、模拟仿真、加工集成系统。 目前 术在我国有三种基本形式： 1 直接采用二维 件。达到了 “甩图板 ”的目的，使产品设计的效率有一定程序的提高。 2 二次开发。在二维 件的基础上，采 用编程的方法，为特定的产品专门开发具有参数化设计功能的软件，虽然编程的工作量较大，但应用起来十分方便，加快了特定产品的开发速度。 3 参数化设计。随着微机版三维 件的相继推出，以三维 件作为工作平台，运用三维软件的各种基本绘图方式和三维造型功能生成所需的几何模型，再直接利用参数化尺寸驱动和约束功能，建立产品及零部件的标准参数化模块，较快地完成了 统软件的开发工作。 统的发展趋势 1 统应用面向产品的整个生命周期 要求产品信息模型能够容易地在产品生命周期的不同 环节（从概念设计、结构设计，详细设计到工艺设计和数控编程）间进行转换。要求能支持集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造过程和支持过程），而以往的 2 统应充分考虑产品信息的继承性 要求能方便地获取全部历史数据，最充分地利用已经生产实践考验过的产品信息。在用 统进行新产品的开发设计时，只需对其中很少一部分零部件进行重新设计和制造，而绝大部分零部件的设计都将继承以往产品的信息。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 统应具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的 产品。这不仅大大缩短了产品周期、还提高了产品的一次成熟性。 3 统应满足并行设计的要求 产品可以容易地被分解为一些模块，通过计算机网络，组织分散在各地的产品设计人员分工进行产品各零部件的设计和制造，然后进行组装和集成。这种系统包括： （ 1） 提供以网络为基础的会议系统，使开发组成员易于实现半结构化通信及在一个异构网络中实现分布计算； （ 2）建立及维持产品过程及源数据的统一模型，以使用户能透明地提取及浏览分布在企业各个不同地方的数据库内的信息； （ 3） 对产品开发过程提供动态管理，使虚拟产品开发组容易讨论 和制订决 （ 4）使工具和服务在并行工程中易于集成。 4 统与产品信息标准化相结合 要求把产品信息标准化作为 统应用的基础和前提。产品信息标准化的结果将为 统提供配套的、实用的产品信息基因库（数据库、知识库），这样才能使 统发挥出巨大的作用。大容量存储技术的发展已为产品信息基因库的建设提供了较好的条件。产品信息基因库的内容包括各种标准化了的零件功能特征、典型零件、功能模块和典型产品信息。 5 产品模型的可转换性特别是二维和三维产品模型间的互相转换可满足不同的需要 如在某种基于特征造 型的 采用特征建模法完成新零件设计后，并当类似的零件变型不断出现时，应自动将零件功能特征模型转为典型零件模型，利用变型设计功能较强的 统软件进行设计。 6 面向全国乃至全球的产品信息编码系统 产品信息代码化可以方便地进行产品信息检索和利用，方便地进行并行设计和变型设计，并为敏捷制造创造必要的条件。 7 软件系统要具有很好的可移植性和自组织性 在 统中，用户可以根据自己的需要随时加入运行文件和模块，还可重新装配各个模块中的子模块，或者按照自己的要求修改系统中的不足之处。而这种修改不会 影响这个 统。 8 增能化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 未来的 统将引入知识工程，从而产生智能 统，这种智能具有推理能力，使不熟练的设计人员也能做出好的设计来。 9 虚拟现实技术 设计人员在虚拟世界中创造新产品，可以从人机工程学角度检查设计效果、设计人员可直接参与操作模拟，移动部件和进行各种试验，以确保设计的准确性，这种技术的特点是：及早看到新产品的外形，以便从多方面观察和评审所设计的产品；可以使用不同的虚拟工具来扭曲、挤压和拉伸物体；可以虚拟地切削或挤压材料，无需耗费材料或占用宝贵的加工设备；及早发现产品结构空间 布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题；直接观察数控加工中刀具的运动轨迹是否正确。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第 3 章 用的设计软件 国外软件 1 列软件是 司的产品，也是最早进入国内市场的 最早的 到以后的 2000 直到如今的 2006 版， 最早期的 作命令到现在的 口式的操作界面，是大家所最熟悉的 件。 件最早是针对二维设计绘图而开发的，随着其产品的日益成熟，在二维绘图领域该软件已经比较的完善，而且随着产品设计的发展需要，越来越多的产品设计已经不在停留在二维的设计领域，正在越来越多的朝着三维的产品设计发展。 006 年发布的 的主要强化和改进之处是提高了二维制图功能的易用性。具体而言，新增功能有 ： （ 1）显示线条的长度和角度等制图和编辑中各要素的相关信息，可实现更直观的制图功能； （ 2）当移动鼠标、以矩形框选择要素时，可以动态地高亮度显示所选要素、以 便确认目标要素是否被选中的功能； （ 3）放大和缩小图形时，可以连续显示放大和缩小的过程、轻松把握哪些部分被放大或缩小的功能； （ 4）提取座标值、角度和长度等画面上的现有要素的某个属性值，将其用于计算中、并将计算结果 用于其它要素的制图和编辑的电子计算功能 等 。 2 称 ）是由美国 司推出的一套博大精深的三维数化软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品 的全过程。它改变了传统的机械设计观念，这种概念已成为世界 域的新标准。该软件还包括了大量的电缆及管道布线、模具设计与分析等实用模块，该软件的应用领域涉及航空航天、汽车、机械、数控加工、电子等诸多领域。开发的第三代机械 品 件将设计到生产全过程集成买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 到一起 3 司的 身起源于航空、汽车企业（美国麦道航空公司），它的应用范围基本和 相似，它以 何造型核心为基础，采用基于 约束的特征建模技术和传统的几何建模为一体的复合建模技术。在三维实体造型时，由于几何和尺寸约束在造型的过程中被捕捉，生成的几何体总是完全约束的，约束类型是 3D 的，而且可用于控制参数曲面。在基于约束的造型环境中支持各种传统的造型方法，如布尔运算、扫描、曲面缝合等。该软件的主要缺点是不允许在零件之间定义约束。但 有统一的数据库，实现了 间无数据交换的自由转换，实现了 ， 35 轴联动的复杂曲面加工和镗铣加工，该软件的功能也非常的强大，一般认为 业界最好、最具有代表性的数控软件，它 提供了功能强大的刀具轨迹生成方法。包括车、铣、线切割等完善的加工方法。 国内软件 1. 开目 开目 华中理工大学机械学院开发的具有自主版权的基于微机平台的图纸管理软件，它面向工程实际，模拟人的设计绘图思路，操作简便，机械绘图效率比 得多。开目 持多种几何约束种类及多视图同时驱动，具有局部参数化的功能，能够处理设计中的过约束和欠约束的情况。开目现了 集成，适合我国设计人员的习惯，它采用面向对象的编程技术，基于 用全 32 位的 语言重写了全部程序，使开目 经推出，就成了抢手的热门软件。 2 华正 X 意味着扩充 )是北京华正模具研究所 (北京航空航天大学 721 研究所 )面向我国工业界推出的包括数控加工、工程绘图、注塑模具设计、注塑工艺分析及数控机床通讯等一系列 件的品牌名称。它包括 个系列，其中子图板 )已经通过我国机械 件标准化审查。子图板是一个高效、方便、智能化的通用中文设计二维绘图软件，可帮买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表及平面包装等设计。 子图板全面采用国标设计，几乎所有的图形功能都支持直观的拖画方式，它还拥有智能化和预显示的工程标注以及参量化国标机械零件图库。 子图板还提供局部参数化设计和一个全开放的二维开发平台。 3 统及系列软件是中科院凯思软件集团及北京凯思博宏应用工程公司开发的具有自主版权的 件。该软件具有智能化、参数化和较强的开放性，对 特征点和特征坐标可自动捕捉及动态导航；系统提供局部图形参数化、参数化图素拼装及可扩充的参数图符库；提供交互环境下的开放的二次开发工具，用户可以任意增加功能或开发专业应用软件。 国内商品化最早、市场占有率最大的 撑平台及交互式工程绘图系统。 4 新的、易学易用的和价格平宜的 创的标准三维设计软件。没有其它任何同类实体建模产品能象 样即有创意又如此强劲 。下面就 些新功能进行介绍。 (1) 高级的 图像渲染 全集成在案 设计环境中，把高级的渲染手段直接引入 下拉菜单或图形菜单条中即可方便地获取具体的功能，更重要的是， 要求使用者有专门培训和背景知识就可以为设计或产品制作出精美的展示图片。 a. 渲染的控制 预览带有背景和材质纹理的上色渲染。如果需要，对透明和反射的材质，可设置光源。通过自适应整理，对图像进行高清晰地光顺，消除图像边界的锯齿形，从而改进图像的质量。 b. 物体的材质 可从预定程式和纹理的材 质库中选择金属、石料、木材、塑料和其他材质类型。用户可以定义新的材质，有关的属性有表面颜色、透明度、粗糙程度和纹理等。材质可以附加在整个零件上，也可以附加在某个特征或某个表明上。在一个零件上允许有多种不同的材质。附加在几何模型上的材质属性是可修改的，如颜色、反射和纹理等。用获取特性的方法，很容易得到和编排以前的材质设置。对材质、景象和光源选择的预览，提高了渲染的速度。通过选择材质的变形属性，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 可改变规则的图案而得到意想的效果。 c. 图案 在产品和包装上，生成和附加常规的标记和图案。指定每个图案的大小、位置和透明 度。在零件的几何模型、特征或表面上覆盖多层图案。 d. 几何对象 能支持所有状态的几何模型，包括截面视图和装配爆炸图 e. 光源 和阴影 可指定的光源类型有漫射光源、点光源和平行光源。光源的数量不受限制。可指定所有光源的颜色和强度。可方便地选择和控制阴影的形式。光源和阴影的设置随模型一起存储。 f. 背景颜色和景象 像摄影室里加布景一样设置零部件的背景，以增强可视效果。可对背景进行预览、尺寸和位置的调整。可产生单色、渐变颜色、随机云纹和图像等上色的背景。能附加大量的背景素材，并随几何模型一起存储。背景 可从标准格式的图形文件输入，这些格式是 h. 图像输出 在 窗口上进行图像的渲染。按用户定义的分辨率输出到 24 位格式的文件中，或输出到 件中。直接从 打印已渲染的图像。为更有效地展示设计、降低样机制作成本和尽快将产品投放市场， 面中提供了出色的渲染功能。 （ 2） 特征识别和 第一个为 户设计的特征参数识别软件，集成在界面中。 对由标准数据格式文件转换来的几何模型进行特征识别，形成在 征管理器中的特征树。所述的标准数据格式可以是 于识别带有长方形、圆锥形、圆柱形特征的零件和钣金件最合适，可自动识别的特征主要有：拉伸特征，特征的轮廓由直线、圆或圆弧构成；圆柱形和圆锥形的旋转特征；沿直线边 的倒角；沿直线边和圆弧边的等半径倒圆。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第 4 章 术在 机械设计 中的应用 术在机械产品设计中的应用现状 我国 术起步于 60 年代 ,1985 年以后进行了大规模的 术的开发和研究。在国家统一规划下 ,以汽车、拖拉机、减速器、内燃机、电动机、变压器、汽轮机、轴承、发电设备、组合机床、数控机床等 20 多种机械产品为开发对象 ,开发上述产品的 用系统及 撑系统。在微机 面 ,也推出了许多软件 ,其中包括机械零部件设计、传动系统设计、有限元分析、优化设计方法、数控加工、系统开发工具、结构形状优化、运动学动力学分析、三维实体造型、数据库等模块。进入 90 年代 ,我国的 术出现了快速发展势头。许多中小企业应用 术在保证产品质量、提高劳动率等方面也取得了显著的经济效益。 在机械产品设计中 ,术的应用主要集中在以下 2 个方面 ： 1 计算机二维绘图和三维实体造型 术产生的初期 ， 由于受到计算机运算速度和图形功能的限制 ,只能进行一些简单的二维图形绘制 ,设计者的大部分思想无法表达。但是现在 ,术已经有了质的飞跃 ,已经由形成之初的计算机辅助绘图 (发展成为了真正意义上的计算机辅助设计(据调查 ,目前在机械行业中应用比较广泛的二维 图软件依次是 :子图板、开目 械设计师 是 ,在多数设计人员思想里 ,由于没有充分认识到 术的巨大潜在功能 ,一提起 先想到的还是简单的利用计算机进行绘图 ,而不是有效地、全面地进行计算机辅助设计。另一方面 ,工程图纸的绘制确实是机械产品设计中的一项重要的工作 ,使用 术 后 ,无论是绘图的质量、速度、规范程度、标准化程度还是效率都比手工绘图时代有了很大的提高。但值得注意的是 ,目前多数企业的图形统只能将设计过程的最后阶段 绘图阶段搬到计算机上 ， 设计过程仍在设计师的头脑中完成 ,总的设计效率没有提高到应有的高度。另外 ， 许多使用 对于图形分析、图纸资料的共享、信息集成化等较高层次的 术应用 ,则缺少必要的认识。总的来说 ， 以上 术的应用买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 层次 ， 没有充分地发挥 术的内涵和功能 ,基本上还停留在 术的初期水平。此类应用的另一形式 为产品的三维实体造型。目前在机械行业中应用比较广泛的三维 件依次是 :子图板、 、 等。但实体造型技术的应用还局限在单个零件的造型设计、自由曲面设计等方面。建立实体模型的目的仅仅是求解产品的质量大小、质心位置、惯性矩大小等物理量特性、进行交互的计算机模拟装配、干涉检查和三维机构运动检查、为有限元和动力学计算提供物理模型等。计算机完成的工作仍属于 “甩图板 ”的层次 ,既仅仅减轻 了设计人员的体力劳动 ,而不能精确、全面地表达产品的所有属性和进行产品的性能分析 ,产品开发过程仍然是沿袭传统的模式 ,离变量化的造型技术还有相当大的距离 。 2 性能分析和结构优化 严格的说 ,术应该包括借助计算机进行产品的性能设计和结构优化设计技术 ,即 算机辅助工程 (术 ,而不仅仅是代替简单而重复的人工劳动。如果说上述的 术应用的方式主要体现在机械设计人员上 ,那么这种应用方式则在产品工程特性尤其是力学专业设计人员中体现得较为明显。 在进行产 品设计过程中 ,产品设计人员应该进行产品的性能分析设计和结构优化设计 ,并将产品的形体设计与产品性能设计结合起来 ,运用相关计算机辅助设计技术实现对产品各主要零部件的动、静态分析和结构形体等的优化。 目前 ,对于基于产品性能分析与优化设计的 用 ,很多企业仅仅是用 态力学性能进行分析计算 ,将计算结果返回给产品零件结构设计人员 ,零件结构设计人员根据计算结果进行优化 ,然后再计算 ,再优化 ,如此反复。而且很多结构设计人员和分析计算人员使用的是不同的计算机软件 ,各自拥有自己的零件实体模型 ,产品设计的各 个阶段是一个个信息 “孤岛 ”,没有能够把各阶段的信息有机地结合起来 ,彼此脱节 ,不能实现产品信息的共享 ,大大地降低了产品的设计效率和准确度。 术在玉米联合作业机械 设计中的应用 术回顾与思考 通过 术建立的机械模型，可对产品进行运动机构分析和机械特性校核买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 等，具有直观、可交互操作等特点。为此，将 用于非标件设计，采用特征造型建模的方法，建立玉米联合作业机所有零部件模型，进而对工件进行各种特性计算，以适应当代机械设计行业需求。 图 4玉米联合作业机 程图，体现了 术在大型农机具设计中各个环节上的应用，从而显示出 强大功能。 图 4米联合作业机 计流程图 计实例 1 零部件建模 图 4玉米联合作业机整机模型。，由于是大型新机具，可通用件少，非标零件多，设计特点为许多辅助零件随关键零、部件改变而改变。若采用传统方式逐一设计，势必需要许多人力，且修改麻烦，容易出错。 本设计使用 建模， 采用参数化建模及自适应等辅助方式，使零件与部件间建立 起相互联系 ，即只需在一处改动关键零件模型尺寸和其它相关联的辅助零件模型尺寸，部件中的零件模型将会自动更新。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4米联合机整机模型 以玉米联合作业机传动部件一处建模为例，该机构中地轮轴承座为一关键零件，它影响着许多相关零件模型尺寸，如图 4示。地轮轴承座为截面旋转生成 ,采用参数化设计，减少了反复修改时间，提高了设计效率及质量。 图 4轮轴承座图 2 零件结构分析 新产品设计中，计算（如强度校核等）常常占用设计人员大量时间，虽有公式可循，但计算过程繁琐、复杂、工作量大 、易出错、不易发觉，常常在试验中才暴露，造成损失，而若由计算机来完成， 就变得简单了许多。 图 4地轮轴强度校核施图 使用的是 下简称 自带的有限元分析和计算工具。因为 为 司开发的产品，数据模型可相互转换，零件设计时只是进行简单的受力分析，所以用 带工具已足够 执行命令 后选中地轮轴 ,得出三维有限元分析对话框（如图 4示）。在该对 话框中设置载荷与支撑的类型、材料性质、网格划分的设置和计算结果的显示输出 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4维有限元分析工具图 图 4地轮轴变形后网格图（为明显表达出变形量，轴的变形被放大）。 图 4轮轴变形前后网图 通过此方法可快捷地对零件进行多种校核计算，与人工校核相比，具有速度快、效率高、直观、全面的特点。 3 部件模型装配 在零件设计中，常由于考虑不周等原因造成各种失误。部件模型装配过程是一个检验零件过程，在模型装配时可发现各种设计上的失误，如零件干涉、欠自由度约束等，还可进行结构分析、运动机构分析及质量特性分析等。 图 4两零件干涉图，其中黑色部分为两零件干涉部分，对话框报告具体干涉体积。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4零件干涉图 图 4一零件装配后自由度图 。 当某一零件欠约束时，会造成自由度过多，不能按设计轨迹运动，因此检查零件自由度是不可缺少的一步。在图 4，为达到使用目的，锁片 (2)有意欠约束，故可绕着 Z 轴转动。 在设计时，都希望知道零部件的各种物理特性（如零件质量、质心等），但由于零件形状各异，很难准确计算，但在计算机中建模后 ，计算机可自动对工件各种物理特性进行精确计算。图 4一工件的物理特性对话框，在该对话框中列出了工件的各种物理特性，不仅方便、快捷，而且大大减少了设计人员的计算量。 图 4件物理特性图 4 整机模型装配 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 当各部件装配好后，便可进行整机模型装配。当整机模型装配好后， 即可对整机进行运动机构分析，查找设计不合理处，也可以就某一部分功能进行仿真运动。 图 4米联合作业机中灭茬功能部分仿真演示图 5 二维工程图输出 虽然三维模型经过数据转换可直接用于数控机床加工，但目前 机械行业中一般仍以二维工程图作为生产加工标准图纸，所以还要将三维模型转化为二维工程图。 维技术在液压挖掘机设计中的应用 掘机零部件的三维造型 挖掘机三维实体造型包括所有零件的三维实体造型，总成和整机装配仿真。挖掘机是由金属结构、回转机构、动力装置、传动操纵机构、液压系统和辅助设备等组成。零、部件共计一千多个。尽管挖掘机零、部件结构形式各不相同，但在计算机上进行三维实体造型有一些规律可循，一般过程如下：创建草图 根据零件的基本特征和附加特征生成零件的三维模型 依照装配关系 装配零部件 形成整机装配仿真。 维造型应用软件和基本方法 世界上著名的几家公司的三维 件产品， ，在主要工程机械企业中都已采用。无论采用那家的三维 可以较好地完成挖掘机零部件的三维造型，三维造型时常用以下方法： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1 对形状比较规则的简单零件，利用三维软件自带的标准几何体（方形、圆柱、圆管、圆锥和球、沟槽）库，直接生成零件实体，如方板、光轴、轴套等。 2 绘制最能反映零件基本特征的几何草图，经拉伸、 旋转生成三维实体。 3 沿路径配置的二维几何图形经扫描，蒙皮生成曲面形实体。 4 从草图入手建模 设计者根据设计的要求用手勾画出理想的结构形状，然后赋予每一条曲线以尺寸约束或几何约束，使曲线按照设计者的意图去更新交换，生成参数化特征的实体建模。从草图入手建模很容易实现参数化、标准化、系列化设计，是挖掘机最理想的建模方式。 5 利用三维实体间的布尔运算（交、并、补），将多个简单零件组合成一体，生成新的实体等等，且生成的实体模型均采用参数化特征造型。 掘机金属结构的三维造型 一台液压挖掘机 的零部件有一千多个，全部采用三维造型设计工作量很大。实际设计挖掘机时，也可以只制作与整机外形仿真、运动分析有关和影响主要性能的金属结构件、标准件、司机室和机罩等。挖掘机三维造型设计的关键是金属结构件的三维造型，如动臂、斗杆、铲斗、回转平台、回转支承、行走机构和行走架等，这些金属结构件都是由多个零件焊接成形，结构较为复杂。如动臂本体由上板、下板、侧板、加强筋板、连接耳板和轴套等十多个零件焊接而成，这些单个零件结构一般比较简单。设计者根据零件的具体结构画出反映零件特征的二维草图，草图一般由直线、多边形、圆弧线和 圆等构成封闭的图形。将二维截面草图进行拉伸、旋转、放样、