说明书.doc

GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真【优秀机械设备设计含三维建模及23张CAD图纸】

收藏

资源目录
跳过导航链接。
GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真【优秀机械设备设计含三维建模及23张CAD图纸】.rar
说明书.doc---(点击预览)
简介.txt---(点击预览)
文献翻译.pdf---(点击预览)
文献翻译.doc---(点击预览)
文献综述.doc---(点击预览)
总目录.doc---(点击预览)
开题报告.doc---(点击预览)
任务书.doc---(点击预览)
Autodesk Inventor建模.rar
Ⅰ轴.dwg
Ⅱ轴.dwg
Ⅱ轴大齿轮.dwg
Ⅲ轴.dwg
Ⅲ轴大齿轮.dwg
固定刀片.dwg
固定板.dwg
垫板.dwg
大侧盖.dwg
大带轮.dwg
带台轴瓦.dwg
总装—运动仿真.avi
效果图图片.rar
无台轴瓦.dwg
曲轴.dwg
活动刀座.dwg
活动刀片.dwg
游动大齿轮.dwg
芯套盖.dwg
装配图.dwg
连杆.dwg
连杆配合部分.dwg
连杆铜瓦.dwg
送料轴.dwg
顶盖.dwg
压缩包内文档预览:(预览前20页/共54页)
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号:479707    类型:共享资源    大小:45.62MB    格式:RAR    上传时间:2015-10-10 上传人:QQ14****9609 IP属地:陕西
45
积分
关 键 词:
切断 割断 结构设计 运动仿真 机械设备 三维建模 GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真 钢筋切断机
资源描述:

GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真

钢筋切断机的结构设计与运动仿真全套课程毕业设计

钢筋切断机的结构设计

GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真【优秀机械设备设计含三维建模及23张CAD图纸】

【带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译】【54页@正文12200字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

Autodesk Inventor建模

Ⅰ轴.dwg

Ⅱ轴.dwg

Ⅱ轴大齿轮.dwg

Ⅲ轴.dwg

Ⅲ轴大齿轮.dwg

任务书.doc

固定刀片.dwg

固定板.dwg

垫板.dwg

大侧盖.dwg

大带轮.dwg

带台轴瓦.dwg

开题报告.doc

总目录.doc

总装—运动仿真.avi

效果图图片

文献综述.doc

文献翻译.doc

文献翻译.pdf

无台轴瓦.dwg

曲轴.dwg

活动刀座.dwg

活动刀片.dwg

游动大齿轮.dwg

芯套盖.dwg

装配图.dwg

说明书.doc

连杆.dwg

连杆配合部分.dwg

连杆铜瓦.dwg

送料轴.dwg

顶盖.dwg

任务书  

毕业设计(论文)题目        GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真    

毕业设计(论文)工作内容与基本要求(目标、任务、途径、方法,应掌握的原始资料(数据)、参考资料(文献)以及设计技术要求、注意事项等)

一、设计技术要求、原始资料(数据)、参考资料(文献)

1、设计要求:

    1)建立运动分析模型 ,分析曲柄滑块机构的位移、速度、加速度。

    2)完成50型钢筋切断机的结构设计。

    3)完成传动系统的计算机的仿真分析(采用三维软件建模并仿真)。

2、原始资料(数据):

   切断机的电机,4kw;切断次数,28(次/分);切断行程:40mm。

3、参考资料

    1)筑路机械工程著作;

    2)建筑机械杂志。

二、设计目标与任务

 设计出满足要求的钢筋切断机,并完成其装配图与部分零件图,查阅文献资料不少于12篇,其中外文资料不少于2篇。

    1、文献综述一篇,不少于3000字,与专业相关的英文翻译一篇,不少于3000汉字。

   2、毕业设计说明书一份,内容与字数都不少于规定的任务量。

 3、图纸若干(折合后不少于A1图纸3张,可以用计算机绘图)。

   4、包含本次设计的所有内容的光盘一张。

GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真

摘要

本产品的设计是根据黄河科技学院工学院机械系2012届毕业设计的要求,在参观调研的基础上,对大学四年已学知识的总结、实践与提高。按照指导老师的要求,我首先查阅了大量关于此产品设计的资料,做好初期准备。然后到河南省长葛市黄河旋风股份有限公司参观,深入了解钢筋切断机的工作原理及使用要求,在此基础上,形成自己初步的设计思路。

本产品设计给定的原始参数是:切断能力为(φ6-φ50)mm的圆钢;电机功率为4kw;冲切次数为28次/min;切断行程为40mm。此次设计的主要研究内容和技术关键是:根据钢筋切断机的使用要求,确定其工作原理,在此基础上进行钢筋切断机的结构设计,确定主要结构尺寸。主要包括以下几点:1、电动机的选择;2、传动装置的设计和计算;3、轴承的选择;4、曲轴连杆机构的设计;5、机体的设计;6、刀片的设计选择。然后根据这些设计数据进行产品的建模及运动仿真。

本次产品建模使用的是美国Autodesk公司的三维设计软件Inventor 2011。首先是根据设计数据建立各个零件的草图,在草图的基础上运用零件特征生成三维实体;然后在Inventor 2011软件的虚拟环境中进行虚拟装配,建立数字样机;最后进行应力分析、运动干涉分析及运动仿真。

本设计可以大幅降低钢筋切断机的研发周期及成本,从而提高产品的市场竞争力和企业的经济效益。

关键词:钢筋切断机,结构设计,Inventor 2011,虚拟装配,运动仿真

Disc Centrifuge Spindle Box Design

Author:Wenchao Liu

Tutor:Liangwen Wang

Abstract

This product is designed according to the college of engineering science and technology of 2012 member of graduation design  requirements, during a visit to a research, on the basis of the university for four years have already learn knowledge summary, practice and improve. According to the requirements of the guiding teacher, I first looked a lot about this product design information, do well to the early. And then to the Yellow River in henan province ChangGe city whirlwind visit to a joint stock limited company, understand reinforced cutting machine and working principle of the use requirement, and based on this, the preliminary design to form their own ideas.

 This product design parameters are given of the original: cutting ability for (phi 6-phi 50) mm round steel; The motor power for 4 kw; For punching number 28 times/min; Cut off the trip to 40 mm. The design of the main research contents, technology and the key is: according to the use requirement reinforced cutting machine, determine its working principle, and based on the structure of the steel cutting machine design, confirming the main structure size. Mainly include the following: 1, the choice of the motor; 2, the design and calculation of transmission device; 3, bearing choice; 4, crankshaft connecting rod design of organization; 5, the body's design; 6, the blade design choices. Then according to the design data modeling of products and movement simulation.

 This product modeling is using the company's 3 d design Autodesk Inventor 2011 software. First of all is according to the design data to set up the various parts of the sketch, in the sketch of the use part features based on 3 d entity; And then in the Inventor 2011 software virtual environment in virtual assembly, to build digital prototype; Finally in stress analysis, motion interference analysis and simulation movement.

 This design can dramatically reduce the reinforced cutting machine development cycle and cost, so as to improve the market competitiveness of products and the economic efficiency of enterprises.

Keywords: steel cutting machine, the structure design, Inventor 2011, virtual assembling, movement simulation

目 录

1 绪论1

2 设计前的准备3

2.1计划任务书3

2.1.1 产品设计的依据3

2.1.2 计划任务书3

2.2 设计前的准备3

3钢筋切断机的总体设计4

3.1钢筋切断机的工作原理4

3.2钢筋切断机的基本结构4

4传动方案的设计5

4.1 基本传动数据计算5

4.1.1分配传动比5

4.1.2计算各州的运动及动力参数5

4.2 带传动的设计6

4.2.1带型的选择6

4.2.2带轮基准直径的确定6

4.2.2带速的确定6

4.2.3中心距、带长及包角的确定。6

4.2.4 确定带的根数7

4.2.5 带轮结构与尺寸7

4.3 齿轮传动的设计7

4.3.1选材料、确定初步参数7

4.3.2齿面疲劳强度计算8

4.3.3齿根抗弯疲劳强度验算10

5 Autodesk Inventor 201112

5.1 Inventor 2011的组成12

5.2三维绘图软件Inventor 2011的优点12

5.2.1 二维工程图处理能力比较好12

5.2.2 具有良好的设计项目管理功能13

5.2.3 参数化技术和变量化技术13

5.2.4 简便的操作风格13

5.2.5 精彩的显示功能13

6 主要零件的设计及建模14

6.1机体的设计流程14

6.2其他主要零件的建模效果展示23

7钢筋切断机的装配29

7.1装配流程29

7.2大侧盖的装配步骤29

7.2.1新建文件30

7.2.2装入所有零件30

7.2.3向机体安装大侧盖30

7.3装配效果图展示33

8应用Inventor软件进行干涉检查34

8.1检查零部件之间的干涉34

8.2 连杆及连杆铜瓦的干涉检查34

9绘制各主要零件的工程图37

10 传动结构的运动仿真41

10.1建立一个简单的装配41

10.2运动仿真步骤41

致谢45

参考文献46

附 录48

1 绪论

钢筋切断机是建筑机械的一种。它是钢筋加工必不可少的设备之一,主要用语房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断。钢筋切断机与其他切断设备相比,具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点,因此近年来逐步被建筑工地和小型轧钢厂等广泛采用,在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。

新中国成立初期,建筑工程中钢筋加工技术非常落后,主要依靠手工或者简单工具,劳动强度大、生产效率低、工程质量很难保证。太原重型机械学院是国内最早生产钢筋切断机的单位之一。他们于1958年首次引进苏联的卧式钢筋切断机图纸,生产了国内第一台钢筋切断机。随后又于1985年引进了日本立式钢筋切断机和德国卧式钢筋切断机,并在此基础上研发了GQ40、GQ50、GQ65等一系列开式、封闭式及半封闭式切断机。该系列的钢筋切断机均是采用机械轮剪切进行切断的。此外,沈阳建筑工程学院工厂、陕西渭南农业科技股份有限公司、黑虎建筑机械公司等企业也生产过不同类型的机械式钢筋切断机。

参考文献

[1] 孙恒,陈作模,葛文杰主编.机械原理(第七版)[M].高等教育出版社,2006.5.

[2] 郑修本主编.机械制造工艺学(第二版)[M].机械工业出版社,2011.2.

[3] 濮良贵,继明刚主编.机械设计(第八版)[M].高等教育出版社 2006.5.

[4] 吴宗泽,罗胜国主编. 机械设计课程设计手册(第三版)[M].高等教育出版社,2006.5.

[5] 机械设计委员会主编.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2007.

[6] 朱张校主编.工程材料(第三版)[M].北京:清华大学出版社.2000.

[7] 胡仁喜,赵伟,刘昌丽等主编.Inventor 2009中文版机械设计高级应用实例[M].北京:机械工业出版社,2009.

[8] 刘极峰主编.计算机辅助设计与制造[M].北京:高等教育出版社,1979.1.

[9]  Aberdeen Group, Inc. Managing Product Relationships: Enabling  Iteration and Innovation in Design[M]. USA: Aberdeen Group.2006 . 8 .

[10] 施平主编.机械工程专业英语[M].北京:北京电子工业出版社,2003.

[11]  Aberdeen Group, Inc. Product Lifecycle Collaboration Benchmark Report: The Product Profitability “X Factor”? [M]. USA: Aberdeen Group. 2006.8.

[12] 灏主编.机械设计手册(第四卷)[M].北京:机械工业出版社,1991.9.

[13] 灏主编.机械设计手册(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2000.

[14] 邹宜候主编.机械制图(第四版)[M].北京:清华大学出版社,2001.

[15]  Aberdeen Group, Inc. The Product Lifecycle Management for Small  to  Medium-Size  Manufacturers Benchmark Report[M]. USA: Aberdeen Group. 2006.3.

[16] 邱宣怀等主编.机械设计(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2004.

[17]  Aberdeen Group, Inc. Design for Sourcing: Improving Product Lifecycle Profitability[M].USA: Aberdeen Group. 2006.3.

[18] 文英主编.金属工艺学上册(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2003.5.

[19] 刘鸿文编著.材料力学[M].北京:高等教育出版社,2004.1.

[18] 韩进宏主编.互换性与测量技术基础[M]. 北京:机械工业出版社,2004.7.

[20]  Aberdeen Group, Inc. The Global Product Design Benchmark Report[M]. USA: Aberdeen Group.2005.12.

[21]  Aberdeen Group, Inc.The Product Innovation Agenda Benchmark[M]. USA: Aberdeen Group. 2005.9.

[22] 徐灏主编.新编机械师手册上、下册[M].北京:机械工业出版社,1995.

[23] 辛一行主编.现代机械设备设计手册[M].北京:机械工业出版社,2001.

[24] 卜炎主编.机械传动装置设计手册上、下册[M].北京:机械工业出版社,1998.12.

[25] 朱龙根主编.简明机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社,2003.      

[26] 合肥通用机械研究所主编.机械工程手册[M].北京:机械工业出版社,1979.1:16-24.

[27] 陈伯雄,董仁扬,张云飞等主编. Inventor Professional 2008机械设计实战教程[M].北京:化学工业出版社,2008.1:702-720.  


内容简介:
黄河科技学院 本科毕业设 计 (论文 ) 任务书 工 学院 机 械 系 机械设计制造及其自动化 专业 08 级 1 班 学号 080105007 学生 刘 文 超 指导教师 王 良 文 毕业设计(论文)题目 GQ50 型 钢筋切断机的结构设计与运动仿真 毕业设计(论文)工作内容与基本要求 (目标、任务、途径、方法,应掌握的原始资料(数据)、参考资料(文献)以及设计技术要求、注意事项等) 一、设计技术要求、原始资料(数 据)、参考资料(文献) 1、设计要求: 1)建立运动分析模型 ,分析曲柄滑块机构的位移、速度、加速度。 2)完成 50 型钢筋切断机的结构设计。 3)完成传动系统的计算机的仿真分析(采用三维软件建模并仿真)。 2、原始资料(数据): 切断机的电机, 4kw;切断次数, 28(次 /分 );切断行程: 40mm。 3、参考资料 1)筑路机械工程著作; 2)建筑机械杂志。 二、设计目标与任务 设计出满足要求的钢筋切断机,并完成其 装配图与部分零件图,查阅文献资料不少于12 篇,其中外文资料不少于 2 篇 。 1、文献综述一篇,不少于 3000 字,与专业相关的英文翻译一篇,不少于 3000 汉字。 2、毕业设计说明书一份,内容与字数都不少于规定的任务量。 3、图纸若干(折合后不少于 A1 图纸 3 张,可以用计算机绘图)。 4、包含本次设计的所有内容的光盘一张。 毕业设计(论文)撰写规范及有关要求,请查阅黄河科技学院本科毕业设计(论文)指导手册。 三、时间安排 1-4 周 完成开题报告、文献翻译、文献综述及总体方 案设计 。 5-11 周 完成总体设计、完成部分机构的装配图及部分零件图并撰写说明书 。 12-13 周 修改论文、资格审查等 。 14 周 毕业答辩 。 毕业设计(论文)时间 : 年 月 日至 年 月 日 计 划 答 辩 时 间: 年 月 日 专业(教研室)审批意见: 审批人 签名: nts 黄河科技学院毕业设计(论文)开题报告表 课题来源:( 1)教师拟订;( 2)学生建议;( 3)企 业和社会征集;( 4)科研单位提供 课题类型:( 1) A 工程设计(艺术设计); B 技术开发; C 软件工程; D 理论研究; E 调查报告 ( 2) X 真实课题; Y 模拟课题; Z 虚拟课题 要求( 1)、( 2)均要填,如 AY、 BX 等 课题名称 GQ50 型 钢筋切断机的结构设计与运动仿真 课题来源 教师拟订 课题类型 AX 指导教师 王良文 学生姓名 刘文超 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105007 一、调研资料的准备 1. 参观黄河金刚石有限公司的 GQ40 型和 GQ50 型钢筋切断机,了解钢筋切断机的工作 原理。 2. 利用图书馆及网络资源,查阅相关资料。 二、设计的目的与要求 1. 建立 运动 分析模型 。 2. 建立机械的动力学模型 。 3. 设计整体结构 。 三、思路与预期成果 1、设计思路: ( 1)首先查询大量的相关资料 , 并熟悉 AUTO CAD 及 Inventor2011 绘图软件,达到能够较为熟练的使用,以提高设计及绘图 效率。 ( 2)根据毕业时间的安排 , 逐步推进设计进程, 有不懂之处 就尽快与老师进行沟通,得到老师指导并解决问题 。 2、预期的成果 ( 1)完成文献综述一篇,不少与 3000 字,与专业相关的英文翻译一篇,不少于 3000 字。 ( 2)完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份 ,绘制出各主要零件的工程图。 ( 3) 建立 GQ50 型 钢筋切断机的 三维模型 , 并进行运动仿真。 四、任务完成的阶段内容及时间安排 1-4 周 完成开题报告、文献翻译 及 文献综述。 5-11 周 完成总体设计 , 基本完成机构的装配图及 零件图 , 并撰写说明书。 12-13 周 修正并完善 论文 终稿, 进行资格审查 。 14 周 毕业答辩。 五、完成设计(论文)所具备的条件因素 修完机械设计, 工程材料 等课程,借助图书馆的相 关文献资料,以及网络等资源。 指导教师签名 : 日期 : nts 目 录 1任务书 1 2开题报告 2 3指导教师评阅表 3 4主审教师评审表 4 5 毕业设计答辩评审与总成绩评定表 5 6毕业设计说明书 6 7文献综述 58 8文献翻译 64 9光盘 10设计图纸 nts单位代码 02 学 号 080105007 分 类 号 TH 密 级 毕业设计 文献综述 院(系)名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 刘文超 指导教师 王良文 2012 年 03 月 20nts 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 1 页 钢筋切断机 运动 仿真综述 摘要 本文调研了最近几年国内外有关钢筋切断机的专利、论文,以及现在 的研发现状。分析研究钢筋切断机的动力学性能是进行钢筋切断机设计、改良的理论基础。为了推动钢筋切断机设计创新,缩短钢筋切断机的设计周期,在产品试制及完成测试之前明确了解钢筋切断机的动力学参数,及时发现并消除设计过程中存在的缺陷,最大程度地节省资金和时间。采用计算机仿真技术结合动力学理论,对钢筋切断机进行零件三维设计、装配,建立钢筋切断机三维仿真分析模型,模拟钢筋切断机运行状况,对钢筋切断机进行仿真分析研究, 以加快产品技术更新。 关键词: 钢筋切断机 , 动力学模型 ,结构设计,运动仿真 一 .引言 钢筋切断 机是一种各类工程建设领域广泛使用的设备,在近年来的生产、使用中呈现快速增长的趋势。国内各相关厂家先后开发了 GQ32 型、 GQ40 型、 GQ50型、 GQ60 型、 GQ75 型等多个品种的切断机。随着建设工程规模的扩大,建筑质量的要求提高,钢筋切断机的规格有逐渐增大的趋势。各生产厂家为提高自己的生产产品的技术性能、增加产品的竞争优势,不断优化结构,努力降低生产成本,并不断开发新的品种。但由于未见国内外有关钢筋切断机动力学研究的文献,因而在改良产品设计及开发新的产品过程中,在产品试制及完成测试之前尚不能对结构的动力学参数 及驱动电机在工作过程中的真实运动情况有比较明确的了解,而电机在工作过程中的速度降是衡量钢筋切断机设计质量的重要指标之一。为此,我们首先建立了一种钢筋切断机的通用动力学计算模型 , 使我们在产品的改良设计及研发新产品的过程中通过 AutoCAD 完成产品结构图的设计后,通过联机nts 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 2 页 计算的方法就可以清楚的求得所开发产品的动力学参数及驱动电机的真实运动情况,可以极大的加快产品的开发速度及方便的修改产品的结构参数。相关工作对于提高国内产品技术开发工作的进度,提高产品的竞争力有一定的积极作用。678 二 .钢筋切断机简 介 钢筋切断机是一种在工程及建筑领域中广泛使用的设备,由于近年来房地产的迅速发展,钢筋切断机的生产、使用呈现快速增长的趋势,随着建筑工程规模的扩大和对建筑质量要求的提高,对钢筋切断机的性能也提出了更高的要求。 9 目前,国产钢筋切断机的典型结构下图所示,电机通过一级带传动、三级齿轮传动来驱动曲柄滑块机构带动活动刀做往复运动,固定在活动刀座上的活动刀片和固定在机体上的固定刀片一起作用完成对钢筋的切断。 10 nts 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 3 页 三 .相关专利产品介绍(专利 123) 专利 1的产品是一种以柴油机为动力的钢筋 切断机,其特征在于将钢筋切断机与柴油机相组合、中间用皮带传动相联接构成一柴油钢筋切断机。其优点和积极效果是:不需要电力,使没有电力或者电力不足的地方,也够使用钢筋切断机完成钢筋的切断。 右 图所示的是 专利1产品的结构示意图: 1为钢筋切断机机构, 2为底架、 3为皮带传动、 4 为柴油机、 5 和 6 分别是柴油机 4 和切断机 1 与底架 2 相连接的连接螺栓。柴油机 4 和钢筋切断机构 1 都被连接螺栓 5 和 6 固定在底架 2 上,发动柴油机 4通过皮带传动 3 带动钢筋切断机构 1 的刀具来完成切断钢筋的工作要求。 专利 2的产品是一种改进的钢筋 切断机。它的箱体由侧面箱板和箱底板组装成封闭型式:其传动系统采用三轴(六齿轮)三级齿轮传动结构;而其曲柄杆与滑块采用钩型连接结构。这种改进,使箱体制造工艺简化。由于是三级齿轮传动节省了一根中间传动轴,故而使整机体积缩小了许多,且降低了成本。而曲柄杆与滑块的钩型连接方式,不仅结构简单,而且提高了机械强度,不易损坏,使整机延长了寿命。 nts 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 4 页 专利 3的产品是一种改进的钢筋切断机。包括电机、飞轮、第一级至第四级齿轮传动装置、离合器、定动切刀和哈夫式齿轮箱体,第一级齿轮传动装置的传动轴两端分别套装有飞轮;哈夫式齿轮箱 体以曲轴中心水平线为依据,由铸成上、下各一半的两块箱体组合而成。本实用新型由于在现有四级齿轮传动钢筋切断机的基础上,采用哈夫式箱体并在第一级齿轮传动装置的传动轴两端分别套装有飞轮,故其故障率低,使用寿命长,阻力大;且安装、维修方便该专利产品是对国内外产品的一种改进,是一种实用新型的钢筋切断机,该产品主要包括电动机,飞轮,第一级至第四级齿轮传动装置、离合器、定动刀片和哈夫式齿轮箱体,起主要特别之 处在于:第一级齿轮传动装置的传动轴两端分别装有飞轮。具体结构如上 图。 四 . 钢筋切断机几个主要部件 (1) 刀口 装置 ( 专利 4) 专利 4指推动刀口轴杆的偏心轴外围装设有方形滑块,于偏心轴转动时能使方形滑块上下移动,进而使刀片轴杆以平面方式向外推动或拉回,使钢筋的切口平直,并于切断钢筋后,偏心轴拉回轴杆撞击偏心轴的力,形成面的使受力点平均,降低偏心轴的耗损,且该偏心轴与推动齿轮间设有一固定隔板,以避免撞击的同时造成齿轮的偏移而损坏,该刀口轴杆的另一侧设有一活动隔板,能增进维修时的便利性。 (2) 离合器组件 ( 专利 5) 专利 5钢筋切断机的曲轴离合器。该器包括曲轴、内齿轮、大齿轮和安装在两轮内接之间的活动销齿 机构。该机构又由转销轴、转销齿、拨动挡板、拉簧和伸缩挡销组成。通过操纵转销齿接触于大齿轮的转销齿推槽内而使大齿轮带动内nts 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 5 页 齿轮和曲轴转动。或操纵转销齿接触于内齿轮的转销轴槽内而使内齿轮脱离大齿轮,使大齿轮空转。该离合器可适用于切断机、冲床、剪切机床上,其具有离合平稳、体积小、结构紧凑的优点。 五 . 钢筋切断机存在的缺点和问题 目前,国内外现有的钢筋切断机,就其传动方式分为两种类型:一种是开式传动,一种是闭式传动。 11开式传动的形式,其轴、齿轮等主要传动件都要暴露在外,各传动件均要靠人工加油,极为不方便。闭式传动的形式,主要传动件均安装在机器箱体内,形成整体密封,其机体为整体构件,加工工艺复杂。国内外的钢筋切断机主要存在以下几个问题: (1) 用电动机作原动机的钢筋切断机和用柴油机作原动机的钢筋切断机,所用的原动机不能代换, 这 给使用带来了一定的不方便。 (2) 国内外使用的全封闭结构的钢筋切断机的活动刀处采用上开盖的机体,大都是采用的是减速器结构,用螺栓连接,而这种结构的刚性较差,而且在结合面处加工困难,并且常常漏油。 而机体采用整体式结构的钢筋切断机,活动刀处采用的是侧开盖结构,由于切断机工作时所受的侧向力很大,常常损坏。 (3) 国内外所使用的钢筋切断机在空套齿轮与轴结合处,常常容易损坏。 (4) 国内外所使用的钢筋切断机,其离合器操纵机构只有一种方式,即脚踏式,这不适应于不同习惯的操作者和不利于紧急情况的操作。 (5) 国内外所使用的钢筋切断机,大都采用的是小功率的电动机,工作主轴的偏心距也很小,这样在剪切公称直径范围内的不同直径的钢筋时,就要更换刀片或者在刀片的后面加减刀垫,才能完成剪切不同尺寸钢筋的切断要求。 (6) 国内外所使用的钢筋切断机,其固定刀片侧隙的调整是靠人工选配尺寸固定的刀垫来实现的。 nts 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 6 页 六 .钢筋切断机的改良方向 真对钢筋切断机存在的这些问题,提出以下改良方向: ( 1)结构与造型的改良。 目前的钢筋切断机有闭式与开式两大类。开式由于体积大,搬移不便、润滑差等,已经很少生产使用。而闭式结构的体积虽较为紧凑,但存在的主要问题是在传动系统出现故障时,维修不太方便。目前在市场上出现了一种在整体闭式结构上的改良设计。 1213即将机体一侧的 1/2 1/3 设计为可拆卸结构,这种结构虽然在加工上增加了工序,但铸 造环节更简单,安装比较方便,尤其是便于售后服务。 ( 2)轻量化设计 轻量化设计可节省资源、减少生产、使用、回收等环节中了浪费,而且就机器本身而言,也可以通过轻量化设计,在最低成本下达到机器的使用性能。就目前来说,可通过建立虚拟样机、并对其进行有限元分析实现轻量化设计及制造。1415 七 . 其他 机械动力学的相关内容 : 机械动力学主要研究的是机械的振动和平衡的问题。目前,我们正在高速发展的阶段,各个部门迫切需要大量的新的高效率,高速度,高精度和高自动化的机械设备。随着机械速度的提高,机械平衡和震动 的问题成为机械设计中的一个问题,在设计高精度的机器时,就必然涉及各种动力学的因素,需要精确计算各部件的真实运动情况以及考虑部件的弹性、运动副中的磨察等因素对构件运动的影响,才能使各部件的动作协调,机械运转正常。 17181920 nts 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 7 页 八 . 结束语 产品的设计开发过程是一个不断改良完善、技术优化发展的过程。唯有通过长期的市场考验,且有优良的性价比,才能真正占领市场。 钢筋切断机的 运动仿真 的设计必将更加有利于钢筋切断机产品的开发,可以加快产品的开发速度以及开发出更加高效的产品。 参考文献 专利 1 孟宪民 , 刘鸿鹰 , 章友文 , 郭俊平 , 付竹祥 柴油钢筋切断机 专利号: 91209535.0 专 利 2 陶昆 , 钢筋切断机 专利号: 94217280.9 专 利 3 蒋家善 改进的钢筋切断机 专利号: 00240526.1 专利 4 邱文聪 钢筋切断机刀口装置 专利号: 96205392.9 专利 5 全承浩 钢筋切断机的曲轴离合器 专利号: 95214902.8 6 胡永华;刘中 钢筋切断机参数化设计系统开发 2011 年 4 月 7 陶浩;段红杰 钢筋切断机的动力学性能 2008 年 5 月 8 段红杰;陶浩 钢筋切断机动力学仿真设计 2010 年 4 月 9 王文良,李长诗 钢筋切断机通用动力学 2008 年 8 月 10 张金芳 袁俊华 陈 伟 人机界面型全自动钢筋切断机 2010 年 8 月 11 刘瑞东 液压随动切断、液压马达送料钢筋定长切断机 2010 年 10 月 12 王良文 国产钢筋切断机的生产现状与改良方向 2009 年 1 月 13 樊智慧 钢筋切断机曲轴连杆机构的 改进 1995 年 3 月 14 孟庆华 钢筋切断机液压系统的设计研究 2010 年 8 月 15 贺生华 普通钢筋切断机技术改造 2008 年一月 16 车仁炜 陆念力 王树春 一种新型钢筋切断机的设计研究 2004 年 17 唐锡宽机械动力学 高等教育出版社 1984.5 18 张策 机械动力学 北京:高等教育出版社 2001 年 4 月 19 Bevefidge R, Bolme D, Teixeira M, et a1 The CSU Face Iden tification Evaluation SystemR Users Guide Version 5 0, technical report, Computer Science Dept, Colorado State Univ, May 2003 20 Huang L L, Shimizu A, and Kobatake H Classification based face detection using gabor filter featuresA The 6th IEEE Internati0nal Conference on Automatic Face and Gesture Recognition(FG2004)C 2OO4: 397-402 nts单位代码 02 学 号 080105007 分 类 号 TH 密 级 毕业设计 文献翻译 2012 年 3 月 20 日院(系)名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 刘文超 指导教师 王良文 nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 1 页 利用离线仿真结果和 3D 模型变形以实现实时遥控结构变形的方法 摘要 DTP2,一个为了演示和改进远程操作设备 ITER 全面的物理测试设备,已经在芬兰建立起来。首个装备有 SCEE 的 RH 设备原型 CMM 已经于 2008 年 10 月移交给 DTP2。其目的是为了验证 CMM/SCEE 原型可以被成功的应用于第二个暗盒的 RH的运作。在 F4E 授与 DTP2 测试设备运行和升级准备 结束的时候,第二个暗盒的 RH 的运行成功地为 F4E 代表做了证明。 得益于 CMM/SCEE 机器人的设计,所以当它在 3.6 米长的控制杆上运载 9 吨重的第二暗盒时,具有相当大的机械弹性。这也就导致数据不精确,并且用于控制系统的 3D 模型也不能准确的反映 CMM/SCEE 机器人的变化状态。 为了提高其精确度,已经发展出了一种在虚拟环境中控制其 弹性的方法。加载在 CMM/SCEE上载荷的作用大小被测量并且最小化到由控制系统软件执行的载荷补偿模型上。这种优化的方法利用有限元分析,通过 3D 模型的变形解释了控制系统机器的结果变形。 这将促使 CMM/SCEE 的绝对精度和 3D 模型的适合性有一个相当大的改进,这对 RH 应用程序是至关重要的,因为控制装置的视觉信息是受周围环境的限制的 。 关键词 : 国际热核实验反应堆 远程控制 偏滤器测试平台 2 虚拟工程 弹性变形 虚拟现实 nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 2 页 1.引言 这篇论文展示了系统控制软件执行的负载补偿功能是怎样改进 DTP2 控 制系统的绝对精度和可视化精度的。同时也找到了一种通过 3D 模型变形来解释 DTP2的结构变形的新方法,利用有限元分析来导出变化范围。除此之外,真实的组件变形, 2D 结构变形会被用于显示每单位结构负荷的运行评估。 在第二暗盒安装程序的时候, CMM 在电机传动装置的协作下,沿着射线方向行进到维持隧道的顶端。(图 1)。 在垂直面上的上升和倾斜运动 可以用来凭借向上维持隧道来控制暗盒的方位。当热运动到达第二暗盒时,由 CRO 和 HRO 回转连接的可以用来改变暗盒的方位。 Fig. 1. CMM and SCEE structural representation. 2. DTP2 的偏差研究目录 2.1 CMM/SCEE 检验 在 CMM/SCEE 传递到 DTP2 后,系统综合阶段开始启动,以为实际测试做系统准备。这个测试在工厂启动实施,在 RH 控制室中结束测试运行。 1 nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 3 页 最初用于暗盒运行的的程序是被用来教学的,这与暗盒有持续性的视觉联系。 CMM/SCEE 良好的重复精度( 3mm)保证了运行程序成功重复。然而, 由于CMM/SCEE 的完全精度不够准确,导致 静态的三维模型 不能很好的支持运行。 三维模型有时候会出现暗盒与 DRM 冲突的情况,但实际 情况是一切运行良好。很明显,在远程操作之前,系统的绝对精度需要改进。 2.2 载荷补偿 在运行程序的时候,载荷对 CMM-SCEE 运动链的影响会被测量。并且知道位于暗盒尖端的定位误差最大接近 80mm。这些测量数据被用来生成载荷补偿以改进绝对精度。 这种解决方法对于 RH 维持通道的运行是十分普遍的,但是对于负载补偿模型,确实一个基于 CRO 莲价值的平台。由于 CMM 在将来普遍支持其他终端执行器,所以这种方法简单,易用。具体的查表只应用于在特殊的环形 SCEE轨道中的操作。补偿功能还可以 明显 改善设备性能。 因此,暗盒尖端的 最大误差由 80mm 下降到了 5mm。 1 载荷补偿的实施价值可以参考图 2 中的笛卡尔坐标系。根据暗盒是否加载到HRO 上,解决的方法也分为两个阶段。“理想设备的笛卡尔参考系”(图 2)表达了与轴相连的 HRO 链的位置坐标。因此, HRO 链仅仅被用在改变纵轴周围暗盒的方向,并且,之后 CRO 链可以应用于 y 轴参考数据的评估。因此,在热运动时,负载补偿的功能依赖于 CRO 链。 如果在 HRO 链上没有负载,一个逆运动学解可以直接用于解决联合相应的数值 参 考。 解 决方 法是 使 用包 括基 于 签名 修正 的 CMM / SCEE 校准的Denavit-Hartenberg 参数计算。 nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 4 页 Fig. 2. Left: load compensation in cartesian space. Right: implementation of load effect to the joint data of the real device. 当载荷是连接到 HRO 关节,在这种情况下,由于笛卡尔参考也会受 CMM/SCEE的挠度影响,所以机器人的逆运动学解并不可直接使用。当产生的作用是已知的,正确的评估 CRO链的价值可以迭代利用负载补偿或者定义了并列价值与 CRO链价值之间的适应性。迭代解和 7th 多项式都能很好的应用于实践中。 CRO 价值链被定义后,在 x, y, z 方向的位置补偿和圆周与径向的定向补偿可以做成笛卡尔参考系。由于 CMM/SCEE 缺乏在 yaw 方向上移动的能力,所以无法做运动补偿。 nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 5 页 Fig. 3. Ansys FEM result (DCM lifted from RH interface). Fig. 4. CATIA FEM result (DCM lifted from RH interface). 2.3 改进遥控装置的可视化精度 当增加一个链接到 CMM/SCEE 的三维模型上时,暗盒在 yaw 方向的倾斜是可视化的。这个链接已经被放置在勾板和暗盒之间。因此,操作者可以看见暗盒倾nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 6 页 斜的作用 ,它在垂直方向上最大有效运动距离是 10mm。 为了增加可视化精度,当暗盒连接 DRM 通道内部与外部的时候,压力差超过上升油缸提供的载荷,暗盒的重量也转化都勾板或者 DRM 通道或者其他别的地方。(图 2) 2.4 偏滤暗盒模型的偏差计算结果 在真实的运行环境中,暗盒的三维模型是不能完全反映其模型形状的。当DCM 处理终端感应器并停留在环形通道上时,它会倾斜。(图 3-5) DCM 的形变分别用分析软件和 CATIA 有限元建模工具来计算。这两种结果会被比较。如果限定条件比较正确、全面,那么两种工具的分析结果是相似的。 在下一阶段,有限元分析结果会被分解。然后勾板的水平和垂直偏转会与DTP2 实验室中真实的 DCM 测试结果比较(平台 1)。这种测试装置是 Sokkia NET05高精度三维调试系统。 Fig. 5. Vertical and horizontal deflections in respect to cassette structures. nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 7 页 在有限元分析结果和 Sokkia NET05 测试结果比较后,得出分析结论。 2.5 偏滤暗盒的偏差的可视化 根据机器的适用性和标准性原则设计了 DCM。结果,其压力总是在建筑材料的比例极限之下,并且具有一定的线弹性。初次测是在胡可定律的线弹性假设下进行的。 因此,有限元分析结果是可以应用于 DCM 形变的可视化的。加载装置的形状必然会反映到远程观测系统的数据中。计算变形的远程可视化可以在两种不同的方法下进行。传统的方法是把一个整体分成碎片,并在这些碎片间建立联系 4。这种方法需要大量的分析工作。链接的位置和最大链接就是这种分析的结果。基于这 种分析结果,它被 DCM 分为三段链,并用两个回转节链接起来。图 6 本文提到的方法是运用 3D变形 3D模型逐渐改变的过程 基于有限元分析结果去描述形变。形变,或者是 3D 变形,是物体从一种形状变为另一种形状的过程 2。这种技术可以直接使用有限元分析结果而不用麻烦的求的近似值。另外,这种方法能够运用有限元分析出的每单位范围内的作用结果(图 7)。这就提供了一个更高层次的应用能力,以适用于那些接受多个外力影响的复杂系统。 nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 8 页 Fig. 6. The body of the cassette is divided into three rigid links connected with two rotational joints to approximate mechanical flexibilities. Fig. 7. Simplified example of 3 links deformed by 9 individual morph targets (forces). nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 9 页 为了改变模型,我们使用直线切削没变形的三维模型和有限元残缺模型的高点。如果直线切削的精度不足的话,一个更先进的变形算法是应变场插入 法。 运用达索系统可视化工具 5.0 来观察变形(图 8)。这种虚拟环境是由 ITER CATIA 与有限元模型连接起来,用于创建变形范围。 这种推荐方法的好处有以下几点: 运用未加载荷状态和变形状态间的完全弹性变形,来直接使用有限元结果在每单位范围内的最大压力。 更容易利用真实系统中离线和在线的变形结果。 更加精确的展示复杂系统的各个环节,并且能完全控制连续变形的点,而不粗略的接近。 使从复杂系统中分离出单个外力因素引起的变形成为可能。 2.6 控制三维模型的变形 控制三维模型的变形意味着虚拟环境中的变形必须遵 循现实环境中的变形。变形信息可以 依据提前测量的运行状态或者运用液压系统的压力来估测外力,因此,运用了现有的传感器信息。 考虑到机器人的操作,一个更精确的方法可以通过采用应变规来测量机器人链接的实际变形来达到。在实验室的实验中,应变规将被安装到 DCM 上。 应变规的优势: 变形范围方法的互补性,每一个应力都可以通过专用的应变规来单独测量其范围。 具有即时测量精确应变的能力,不用依赖于提前测量的静态变形或者不能对每一个应力不能直接使用的液压压力 3. 未来工作 DTP2 的三维虚拟样机组件描述如下。最初, DCM 弹 性研究集中在解决子系统的弹性问题。然后,研究会包括整个 CMM 机器结构,并且链接结构接近变形过程。 更多复杂的变形途径,如三维领域里的线性插值法将会被使用。这将会联合nts 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 10 页 由真实 DCM 变形控制的三维样机的弹性变形。 我们将进一步分析柔性机器人关节的链接和分离。这将有助于创建更精确的有限元模型。最后,弹性链接的作用和影响会反映到整个系统中。 免责声明 本文观点不代表欧洲委员会的观点。 致谢 这项工作是在 EURATOM和 TEKES 的联合契约下,由欧洲委员会支持,在 EFDA工作框架下完成的。 参考文献 1 Internal Reports of Grant “DTP2 test facility operation and upgrade preparation”, 2010. 2 J. Gomes, B. Costa, L. Darsa, L. Velho, Graphical objects, Visual Computer 12 (1996) 269282. 3 Han-Bing Yan, Shi-Min Hu, Ralph RMartin, 3D morphing using strain field interpolation, Journal of Computer Science and Technology archive 22 (1) (2007) 147155. 4 A.D. Luca, W. Book, Robots with flexible elements, in: Siciliano, Khatib (Eds.), Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008, pp. 287319. ntsFusion Engineering and Design 86 (2011) 19581962Contents lists available at ScienceDirectFusion Engineering and Designjournal homepage: /locate/fusengdesA method for enabling real-time structuralcontrol results and 3D model morphingSauli KrassiVTTarticleArticleAvailableKeywords:ITERRemoteDivertorVirtualFlexibilityDeformationMorphingVirtual realityfacility, DTP2 (Divertor Test Platform 2) has been established in Finland forthe Remote Handling (RH) equipment designs for ITER. The first prototypethe Cassette Multifunctional Mover (CMM) equipped with Second Cassette Endto DTP2 in October 2008. The purpose is to prove that CMM/SCEE prototype can2nd cassette RH operations. At the end of F4E grant “DTP2 test facility oper-the RH operations of the 2nd cassette were successfully demonstratedFusion For Energy (F4E).CMM/SCEE robot has relatively large mechanical flexibilities when the robot2nd Cassette on the 3.6-m long lever. This leads into a poor absolutewhere the 3D model, which is used in the control system, does notreflect the actual deformed state of the CMM/SCEE robot. To improve the accuracy, the new method hasbeen developed in order to handle the flexibilities within the control systems virtual environment. Theeffect of the load on the CMM/SCEE has been measured and minimized in the load compensation model,which is implemented in the control system software. The proposed method accounts for the structuraldeformations of the robot in the control system through the 3D model morphing by utilizing the finite1.beenthesystem.deformationsing,morph2Dloadradialnelandpositionof0920-3796/$doi:element method (FEM) analysis for morph targets. This resulted in a considerable improvement of theCMM/SCEE absolute accuracy and the adequacy of the 3D model, which is crucially important in the RHapplications, where the visual information of the controlled device in the surrounding environment islimited. 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.IntroductionThe paper presents how the load compensation functions haveimplemented in the control system software to improveabsolute accuracy and visualization accuracy of DTP2 controlIt also proposes a new method for accounting structuralin DTP2 control system through 3D model morph-utilizing the finite element method (FEM) analysis results fortargets. In addition to the actual component morphing, thetexture morphing will be utilized for representing the structuralper each component for better operator evaluation.During the 2nd cassette installation process, CMM travels intodirection, towards the reactor, on top the maintenance tun-rails with the aid of an electric motor drive, Fig. 1. The liftingtilting motions in the vertical plane are used for controlling theand orientation of the cassette according to uphill profilethe maintenance tunnel. The SCEE, which consists of the can-Corresponding author. Tel.: +358 504118792.E-mail address: sauli.kivirantavtt.fi (S. Kiviranta).Fig. 1. CMM and SCEE structural representation.tilever (CRO) and the hook-plate (HRO) rotational joints, is devotedto change the position and orientation of the cassette during thetoroidal motion towards the place of the 2nd cassette. see front matter 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.10.1016/j.fusengdes.2010.11.015system by utilizing offline simulationKiviranta, Hannu Saarinen, Harri Mkinen, BorisTechnical Research Centre of Finland, P.O. Box 1300, FI-33101 Tampere, Finlandinfohistory:online 30 December 2010handlingTest Platform 2engineeringabstractA full scale physical testdemonstrating and refiningRH equipment at DTP2 isEffector (SCEE) deliveredbe used successfully for theation and upgrade preparation”,to the representatives ofDue to its design, thecarries the nine-ton-weightingaccuracy and into the situationdeformation in remote handlingntsS. Kiviranta et al. / Fusion Engineering and Design 86 (2011) 19581962 19592. Content of DTP2 deflection studies2.1. CMM/SCEE trialsAfter delivery of CMM/SCEE to DTP2, the system integrationphase was started in order to prepare the system for the actual test-ing. This testing was done in two phases starting from the factoryfloor and ending to the RH operated tests from the control room1.The initial motion programs for the cassette operations weredone by teaching, while having a continuous visual contact withthe cassette. Good repetition accuracy (3 mm) of the CMM/SCEEguaranteed successful repetition of the motion programs. However,static 3D model could not support operations properly, becauseof poor absolute accuracy of CMM/SCEE. On the grounds of 3Dmodel, it seemed that the cassette was colliding with DivertorRegion Mock-up (DRM) structure although in practice everythingwas fine. It was very clear, that absolute accuracy of the sys-tem should be improved before the remote operations could bestarted.2.2. Load compensationThe effect of load to the CMM-SCEE kinematic chain (body,wheels, links and joints) was measured during the motion pro-grams. And it was realized that the positioning error at the tip ofthe cassette was in the worst case close to 80 mm. The measure-ment data was utilized for creating load compensation functions toimprove the absolute accuracy. The solution is general for the RHmaintenance tunnel operations, but for the toroidal operations theload compensation model is a look-up table based on the valuesof the CRO joint. The compensation approach is simple and wellreasoned because of generality for CMM to support future CMMoperations with other end effectors. The specific look-up tablesare used only when operating with SCEE for performing a spe-cific toroidal trajectory in and out. The compensation functionshelped to improve the performance of the equipment considerably.Thus, the positioning error at the furthest point of the cassette wasreduced from almost 80 mm to about 5 mm 1.Theimplementationofloadcompensationintothecartesianref-erence values can be seen in Fig. 2. The solution is divided into twophases depending on whether the cassette is loaded to the HRO ornot. Cartesian reference for ideal equipment (Fig. 2) is expressingthe location of a coordinate system (Fig. 1) which coincides withthe axis of the HRO joint. Thereby, HRO joint can be used only forchanging the orientation of the cassette around the vertical axis andonly the CRO joint can be used to reach a y-coordinate value of thereference data. For this reason, the load compensation functionsduring the toroidal motions depend on the CRO joint.If there is no load in HRO joint, an inverse kinematics solutioncan be used directly to solve corresponding values for the joint ref-erences. The solution is calculated using the DenavitHartenbergparameters, which include corrections based on the signature cal-ibration of the CMM/SCEE 1.When the load is attached to the HRO joint, the inverse kine-matics solution cannot be used directly because in this casethe cartesian reference includes also the components that rep-resent the deflections of CMM/SCEE. When the effect of loadis known, the correct value for CRO joint can be found eitheriteratively utilizing the inverse of the load compensation or bydefining the least-square polynomial fit between the measured y-coordinate values and the corresponding CRO joint values. Bothiterative solution and 7th order polynomial fit are working wellin practice. After the CRO joint value is defined, the positioncompensation in the x-, y- and z-directions and the orientationcompensation in the Roll- (R) and Pitch- (P) directions can bemade with respect to the cartesian reference. The compensationmovement in the Yaw (W) direction cannot be done becauseof lacking the ability to move in the yaw-direction with theCMM/SCEE.Fig. 2. Left: load compensation in cartesian space. Right: implementation of load effect to the joint data of the real device.nts1960 S. Kiviranta et al. / Fusion Engineering and Design 86 (2011) 195819622.3.anThisBecausewhichdirection.tactingoverweightto2.4.Mock-upCassetteCADend-effectorswarewereresultsThenandthatThedinateFig. 3. Ansys FEM result (DCM lifted from RH interface).Fig. 4. CATIA FEM result (DCM lifted from RH interface).Improving teleoperator visualization accuracyTilting the cassette in the yaw-direction can be visualized whenadditional joint is added to the 3D model of CMM/SCEE, (Fig. 2).joint has been placed between the hook plate and cassette.of that, the operator can see the effect of the cassette tilting,is 10 mm at the end of toroidal movement in the verticalTo increase the visualization accuracy, when the cassette is con-the inner and outer rails of DRM, the pressure differencethe Lift cylinder provides estimation about the load, as theof the cassette is gradually transferred from the hook platethe DRM rails or the other way around, (Fig. 2).Calculation of the deflections of the Divertor CassetteIn the real operation environment, the shape of the DivertorMock-up (DCM) is never equally represented by the 3D-model. The DCM deflects, when it is handled with the CMMand when it rests on the toroidal rails (Figs. 35).The deformations of the DCM were calculated using Ansys soft-and CATIA FEM-tools. The results of these two calculationscompared. In conclusion, both FEM tools provide similarif the restraints are specified correctly.In the next phase, the FEM results were divided to components.horizontal and vertical deflections of the hook plate handlingresting on the toroidal rails were compared to measurementshad been done for real DCM in the DTP2 laboratory (Table 1).measurement device is Sokkia NET05 high precision 3D coor-measuring system (theodolite).Fig. 5. Vertical and horizontal deflections in respect to cassette structures.Comparison between the FEM results and the Sokkia measure-ments showed that the real DCM behaves as it was analyzed.2.5. Visualization of the deflections of the Divertor CassetteMock-upDesign of the DCM has been made according to applicable designrules and standards of the machine design. As a result, the stressesare always below the proportional limit of the construction mate-rial and the behavior of material is linearly elastic. The initial testsin this study were conducted under the Hookes law assumptionfor linear deformations.Hence the results of the FEM analysis can be utilized for thevisualization of the DCM deformations. Problem of loaded deviceshape not being reflected to the teleoperator view makes accuratecontrolofthesystemnearimpossible.Teleoperatorvisualizationbyaccounting deformations can be carried out in two different ways.The traditional method is to divide a body into pieces and to createthe link mechanisms between the pieces 4. This approach requiresa lot of analysis work. The position of the joints and the maximumjoint values are the result of these analyses. Based on the analyses,it was recommended to divide DCM into three links, which wereconnected with two rotational joints, Fig. 6.Method proposed by this paper is to use the 3D morphing theprocess of gradual transformation between 3D bodies to describethe deformations of the body based on the FEM analysis results. Themetamorphosis or the (3D) morphing of the 3D graphical objects,also known as shape interpolation, is the process of transform-ing one shape into another 2. This technique allows utilizationof the FEM analysis results directly without laborious link-jointapproximations. In addition, this method enables the use of sep-Table 1FEM results compared to Sokkia measurements.DCM deflectionsCriteria Horizontal Vertical UnitTotal deformation based on FEMbetween hook plate handling andresting on toroidal rails7.2 9.2 mmSokkia measurements between hookplate handling and resting on thetoroidal rails6.6 7.3 mmntsS. Kiviranta et al. / Fusion Engineering and Design 86 (2011) 19581962 1961Fig.rotationalFig.(forces).aratetarget(accountingmultipletiondeformedstraintionSystemsbuiltthe6. The body of the cassette is divided into three rigid links connected with twojoints to approximate mechanical flexibilities.7. Simplified example of 3 links deformed by 9 individual morph targetsdeformation results by utilizing FEM results for each morphper force applicable to the component for a given scenarioFig. 7). This provides a high degree of adaptation capabilities fora large variety of flexibilities in complex systems wheresources of forces can affect each part of the system.For morphing the model, we have used the linear interpola-between the vertices in the non-deformed 3D model and theFEM model. A more advanced morphing algorithm is thefield interpolation 3 if the accuracy of the linear interpola-is not sufficient for the given application.For visualizing the deformations to the teleoperator, DassaultVirtools 5.0 was used (Fig. 8). The virtual environment isby directly utilizing ITER CATIA models in conjunction withFEM models that are utilized for creating morph targets.The benefits of the proposed method are the following:Applicationofthefullyflexiblemeshmorphingbetweenthecom-ponents unloaded neutral states and the deformed states for agiven maximum force per morph target thus directly utilizingthe FEM results, Fig. 4.Easier reuse of the existing deformation data obtained by theoffline and online analysis of real systems.More accurate representation of each section of the complex sys-tem components and full control over the continuum possibledeformation points, instead of rough estimations gained troughjoint-link approximation.Possibility to combine multiple deformations separated by indi-vidual forces in complex system.Fig. 8. Example of DCM morph targets within virtual environment
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:GQ50型钢筋切断机的结构设计与运动仿真【优秀机械设备设计含三维建模及23张CAD图纸】
链接地址:https://www.renrendoc.com/p-479707.html

官方联系方式

2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ:2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话:400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网,我们立即给予删除!