关 键 词：

机械毕业设计全套

资源描述：

全自动槟榔切片机设计与仿真,机械毕业设计全套

内容简介：

目 录 中文摘要、关键词 .1 英文摘要、关键词 .2 第 1 章 绪 论 . 3 1.1 引 言 . 3 1.1.1 湘潭的槟榔文化 . 3 1.1.2 设计全自动槟榔开边机的目的 . 3 1.1.3 国内外的研究现状 . 4 1.2 研究的主要内容及意义 . 5 1.2.1 主要研究内容及基本要求 . 5 1.2.2 本次设计的意义 . 5 第 2 章 全自动槟榔开边机输送系统的总体方案与分析 . 7 2.1.1 传输部分设计 . 7 2.1.2 分选机构设计 . 8 2.1.3 总结 . 9 第 3 章 全自动槟榔开边输送系统的结构设计及校核 . 10 3.1 链传动的设计计算 . 10 3.1.1 链传动的特点类型 . 10 3.1.2 链传动的参数选择 . 10 3.1.3 链条的选择 . 11 3.1.4 链轮的设计计算 . 12 3.2 传动轴的设计与校核 . 15 3.2.1 传动轴的设计 . 15 3.2.2 传动轴的校核 . 17 第 4 章 UG 建模 . 20 4.1 U G 软件的介绍 . 20 4.2 部分零件的建模 . 21 4.2.1 主动轴的 UG 建模 . 21 4.2.2 链轮的 UG 建模 . 22 nts 4.4 槟榔输送系统的 UG 装配 . 22 4.5 UG 装介 .23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 nts 1 全自动槟榔切片机设计与仿真 -槟榔输送系统的设计 摘要： 本毕业设计说明书槟榔切片机的研究情况，介绍了全自动槟榔切片的结构特点及工作原理。以前国内研究的自动槟榔切片机存在许多问题，切出的槟榔形状不规格，切片效率低，对工人人身不安全，本设计通过链条传动送料，凸轮振动把那些形状不规格的槟榔送到刀片下，切出合格的产品， 可切圆形片 ， 弧形片，斜片三种不同形状 的 槟榔 ，其切片效果极佳 ， 切片厚度均匀，稳定性能好 ， 切片性质可连续，效率高 ，本设计的槟榔切片机工作原理比较简单， 本机通过链条上面的板子把多个槟榔送到 V 型糟内，再通过凸轮振动，把那些 形状不规格的摆正再送到刀架下，再通过气缸推动刀片连续的运动，把槟榔切 成一片一片的。 关键词： 槟榔 ， 开边 ，链传动，摆正装置， UG 建模与仿真 。 nts 2 Automatic Betel-nut Squarecut Machines Design Abstract: This study on the graduation project instruction of betel nut slice machine, introduced the automatic betel nut slice structure features and how it works. Yiqian domestic research of automatically betel nut slicer exists many problem, cut out of betel nut shape does not specifications, slice efficiency low, on workers personal does not security, this design by chain drive sent material, cam vibration to those shape does not specifications of betel nut sent to blade Xia, cut out qualified of products, can cut round tablets, arc tablets, oblique tablets three species different shape of betel nut, its slice effect very better, slice thickness uniform, stability performance good, slice nature can continuous, efficiency high, this design of betel nut slicer work principle comparison simple, This machine through a chain of betel nut to the v-more above board in the worst, then cam vibrations, shape those specifications under the pendulum are then sent to the head, then through the cylinder to promote the continuous movement of the blade, cut a piece of betel nut Keywords： Betel nuts, open edge, chain, 7 fonts, modeling and simulation of UG nts 3 第 1 章 绪 论 1.1 引 言 1.1.1 湘潭的槟榔文化 说到槟榔（图 1-1），湘潭人嚼槟榔已有三百余年的历史了。湘潭人喜爱嚼槟榔盛极湘潭城乡，将它视为生命中不可缺少的因素。有首民谣形象地描述湘潭人嚼槟榔 “越嚼越有劲，这口出来那口进 ”；湘潭人 出外办事，必带上槟榔一包作为见面礼；如果在路上遇上亲朋好友，连忙从口袋掏出槟榔相敬，以示友好；如果平时客人来家寒暄，也是立即递上槟榔，然后才是泡茶款待。至于婚丧喜庆做酒请客之时，则进门一口槟榔一根香烟，离席时还要打发一包槟榔一包香烟，以表示浓重的谢意。 槟榔食品在湘潭有着巨大的市场。在 20 世纪 50 图 1-1 槟榔 年代初期，湘潭槟榔业还处在家庭手工作坊制作阶段。 90 年代中期，随着改革开放的深入发展，湘潭槟榔产业蓬勃兴起，从以家庭作坊、地摊小卖为特征的槟榔业，迅速拓展成为一个拥有相当规模的 独特新兴产业。到了现在，嚼食槟榔在湘潭乃至湖南已成为全民性的嗜好，槟榔的嚼食已形成了一种特殊的文化景观。有人用 “五步一摊、十步一铺 ”来描述湘潭槟榔销售的盛况，一点也不为过。据不完全统计，每年仅湖南一个省，槟榔的产值就达到了 50 亿元。，因而槟榔也被誉为 “中国的绿箭口香糖 ”。随着长株潭地区、湖南省及其周边地区人们对食用槟榔的需求量日益增大，其带来的巨大商机和利润也促使整个槟榔行业迅猛发展。 槟榔一直是湘潭的传统支柱产业，目前湘潭市的槟榔消费者占到了全市人口的 40%以上，截至去年，全市槟榔产品的年销售额达到了 6.8 亿元，不仅在湖南嚼食成风，而且全国众多省市包括东南亚国家和地区在湘潭都有订单。 1.1.2 设计全自动槟榔开边机的 目的 全自动槟榔开边机，是槟榔自动化生产线中的重要 设备 ，因为加工后槟榔产品的外形合格与否完全由开边机的开边效果决定，它是整个槟榔加工过程的核心部分。 在指导老师的帮助下，本人在某知名槟榔加工厂进行实地考察证实： nts 4 目前在槟榔生产加工中主要使用的开边装置仍然是手持式槟榔开边机，自动的切片机则应用较少。究其原因，主要是手 人工 开边装置依靠人工摆正槟榔，使得开边后的两片槟榔大小形状保持一 致，符合成品要求，但是由于依靠人工摆正和开边，生产效率低下，并且整个过程与工人的直接参与槟榔开边使得其卫生状况存在一定的隐患。 相比于手持式槟榔开边机，自动给料槟榔切片机市场上绝大多数的自动给料槟榔开边机的摆正效果不理想，有的机器甚至没有摆正这个工艺，从而使得开边后的槟榔形状大小不一，成品率低下。 由于还没有一种理想的槟榔开边机产品诞生，故全自动槟榔开边机在槟榔生产过程中的应用很少 ， 而槟榔行业内现迫切需要真正能代替人工开边的机器来带动整个槟榔行业的全新变革和跨越式发展。 因此，选择 全自动槟榔开边机的设计与仿 真这个课题， 不但能够培养本人自身机械设计制造的专业能力，更重要的是，该课题的内容切合实际，能紧跟市场需求。 1.1.3 国内外的研究现状 本人检索出 中华人民共和国国家知识产权局 中所有有关 槟榔开边机 的专利， 如：专利 ZL92239043.6手持式槟榔切割机，专利 ZL91221251.9槟榔切片机，专利 ZL00225666.5 一种自动给料槟榔切片机 ，专利 ZL03227399.1 槟榔切片机，专利 ZL200810031583.9一字型槟榔加工机，专利 ZL03227185.9 槟榔切片机自动给料机构等等 。在对它们 进 行仔细 研究分析 得出一个共同的结论：虽然他们都提出了自己许多独特的看法，但都在不同程度上存在各种各样的问题。 例如一字型槟榔加工机，虽然该机器包括了槟榔加工的各个工艺（工艺原则为：逐个、连续地对每颗槟榔从投料开始依次切片、除核、点卤、烘烤，直至成为成品），但它在开边工艺（由原料由料斗口落入小车，随着链轮的转动，槟榔进入槟榔固定装置，被圆刀片均匀切开）并没有提出槟榔的摆正工艺 ，无法保证槟榔切片的均与 ；又例如槟榔切片机的给料机构，它的工艺（由马达经减速机带动偏心轮，偏心轮活接连杆驱动送料棘轮带动转轴，转轴上固接多 个给料盘，盘的周边表面均布圆孔，其孔径限纳一个槟榔，盘上圆孔转至槟榔原料输送端口时接纳槟榔，再转至切片机构的入料孔前使槟榔准确落入而被剖切）也没有涉及到槟榔的摆正步骤 所以也就不能够保证最后槟榔切片的均匀。综合上述我们认识到设计一个成功的全自动槟榔切片机，我们还需要不断地去开拓创新。 nts 5 1.2 研究的主要内容及意义 1.2.1 主要研究内容及基本要求 研究内容 1、槟榔的输送问题： 包括槟榔摆正及摆正后的平稳运输。 2、 槟榔的分选问题 研究： 如何从一堆无序的槟榔堆中分选出单个的槟榔 。 3、槟榔 的送料问题 ： 包 括槟榔 由横向向竖向的转变以及准确送到切割装置 。 基本要求 设计一台用于全自动槟榔切片机的槟榔输送设备，要求对无序堆放槟榔进行自动分选、进料、传输等功能 ： 1、 利用链条输送线实现槟榔的输送 。 2、 通过拨片实现槟榔的分选 。 3、 利用换向导轨实现槟榔的送料。 技术指标 1、输送的时间间隔周期 2s 2、每次送料 8 颗槟榔 3、槟榔出料时为纵向方向 1.2.2 本次设计的意义 近段时间我国出台的新中华人民共和国食品安全法和新劳动合同法使得槟榔行业的发展瓶颈日益凸显，即：由于槟榔的加工工艺几乎是 100%完全依靠人工完成，劳动力的需求量大，属于劳动密集型生产方式，劳动的监督管理困难，手工生产的效率低下，仍保留着原始加工的简单化，食品的安全性也存在较大的隐患，这些问题都严重的影响到了整个槟榔的行业的健康快速发展。 从目前市场上来看，一条劳动生产率高、生产 成品率高、卫生条件优良、节能降耗nts 6 理想、占地及劳动力需求少的机械气动全自动槟榔加工生产线绝对有着巨大的研发意义和广阔的市场空间。 全自动槟榔开边机的设计符合槟榔行业在生产工艺领域深化发展的要求，它在极大地解放劳动力的同时能够有效地提高劳动生产率，使槟榔行业的人力资源得到优化，使整个槟榔行业全面协调而实现可持续发展。 因而，全自动槟榔开边机的研发有着巨大的市场和深远意义。 nts 7 第 2 章 全自动槟榔开边机的总体方案与分析 2.1 槟榔输送系统的设计 全自动槟 榔切片机的槟榔输送设备，要求对无序堆放槟榔进行自动分选、进料、传输等功能。 2.1.1 传输部分设计 输送线主要是完成其物料的输送任务。在环绕库房、生产车间和包装车间的场地，设置有由许多皮带输送机、滚筒输送机等组成的一条条输送链，经首尾连接形成连续的输送线。在物料的入口处和出口处设有和路径叉口装置、升降机和地面输送线。这样在库房、生产车间和包装车间范围内形成了一个既可顺畅到达各个生产位置同时又是封闭的循环输送线系统。所有生产过程中使用的有关材料、零件、部件和成品的等物料，都须装在贴有条形码的托盘箱里才能 进入输送线系统。在生产管理系统发出的生产指令的作用下，装有物料的托盘箱从指定的入口处进入输送线系统。 槟榔输送设备输送线的主要功能是带动槟榔进行直线运动，直到输送到指定位置（打包机打包工作区或转弯区位）。根据这种需求，目前可采用的输送方法主要有带式输送和链式输送两种。 带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输 送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。 带式输送机又称胶带输送机，俗称 皮带输送机 。目前输送带除了橡胶带外，还有其他材料的输送带（如 pvc、 PU、特氟龙、尼龙带等）。 带式输送机由驱动装置拉紧输送带，中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。带式输送机可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。由于带式输送线不能承 载质量较大的物体进行输送，因此不符合砖块输送的工作条件。 链式输送线是利用链条牵引、承载，或由链条上安装的板条、金属网带、辊道等承载物料的输送机。根据链条上安装的承载面的不同，可分：链条式 /链板式 /链网式 /板条式 /链斗式 /托盘式 /台车式，此外，也常与其他输送机、升降装置等组成各种功能的生产线。 一、链板输送线 链板输送机可以满足饮料贴标、灌装、清洗等设备的单列输送的要求，同样也可以使单列变成多列并行走缓慢，从而产生储存量，满足杀菌机、储瓶台、冷瓶机的大量供料的要求，我们可以将两条链板输送机的头尾部做成重 叠式的混合链，使得瓶（罐）体处于动态过度状态，使输送线上不滞留瓶子，可以满足空瓶及实瓶的压力和无压力输送。 链板材质：碳钢、不锈钢、热塑链，根据您的产品的需要可选取不同宽度、不nts 8 同形状的链板来完成平面输送、平面转弯、提升、下降等要求。 二、悬挂链输送线 悬挂链是一种三维空间闭环连续输送系统，适用于车间内部和车间之间成件物品的自动化输送。根据输送物件的方法，可分为通用和轻型的牵引式悬挂输送、通用积放式和轻型积放式的推式悬挂输送。 悬挂链，采用滚珠轴承作为链条走轮，导轨均选用 16Mn 材质经过深加工而 成，使用寿命在 5 年以上。链条节距常用的有 150/200/240/250等，单点承重也各不一样。同时通过选择吊具类型，可增加链条的单点承重。该输送线能随意转弯、爬升，能适应各种地理环境条件。该输送线主要用在车间内的物料空中配送上，设计合理的方案，能将仓库、装配线等相关节点有机的结合起来，可在最大程度上理顺车间的物流，产生更大的效益。该输送线也能用作摩托车车架的部装，以及喷涂设备的烘干输送设备。 三、网带输送线 网带输送机 :模块式网带用延伸在输送带整个宽度上的塑料铰接销，把注塑成型的网带组装成互锁单元。这 种方法增加了输送带的强度，并可以组接成任何需要的宽度和长度。挡板和侧板也可以用铰接销互锁，成为输送带整体部件之一。 输送带的材质有：碳钢、不锈钢、热塑链，根据您的产品的需要可选取不同宽度、不同形状的链板来完成平面输送、平面转弯、提升、下降等要求。 网带输送机结构形式有：水平直线输送、提升爬坡输送等形式，输送带可增设提升挡板、侧挡板。 四、插件线输送线 插件线输送机采用专用铝合金导轨，靠近操作面一边的导轨固定，另一边可调节移动，保证操作每一次拾取元件距离最小，提高生产效率。该设备对于电子基板的流水作业非常适 合，其导轨间可调，各式基板悬空流动，带动基板引走的链条有不锈钢链条、碳钢链条、塑钢链条、导轨及机架有铝型材、不锈钢、碳钢等多种材质，可供选择。 五、链条输送线 链条输送线是以链条作为牵引和承载体进行输送物料的设备，链条可以采用普通的套筒滚子输送链 ,也可采用其它各种特种链条（如积放链 ,倍速链）。链条输送线是在承载链条上，每节之间再加上一较高的承载滚子附件来承载货物。而链条是以滚子来与轨道滚动滑行。由于链条上的滚子与轨道是以滚动接触，摩擦阻力小，动力损耗低且可承载较重的荷重。其荷重能力与支架强度、链条大小及滚子 尺寸、材质均有关系，而滚子材质一般为钢制，但有些场合为了降低噪音，而采用耐磨耗的工程塑料制造。 结合上述，和全自动槟榔切割机的实际，我们综合考虑选用链条输送线 。选用特种链条利用链条本身作为牵引和承载体实现槟榔的输送。 2.1.2 分选机构的设计 槟榔首先是无序的一堆摆放在那里，如何把槟榔从无序的一堆中分选出来，实现槟榔单个整齐的输送，对于整个全自动槟榔切片系统的实现，有着重要的作用。结合工厂的考察和槟榔的形状，我们设计一个 7 字型拨片来进行槟榔的分选。 拨片机构如下图 2.1 所示 nts 9 图 2.1 长拨块可分为依次相距 50mm 的 8 块 7 字型拨块，相邻长拨块间相距 30mm。槟榔无序的堆放在在拨块组成的平面内，拨块随着链条一起运动，链条的运动轨道设计为水平运动和斜面运动。水平运动中，夹在拨块间的槟榔被分选出来，在经过一个斜面运动多余的槟榔也因为自身重力的原因掉落下来，最终实现槟榔的整个分选过程。 2.1.3 总 结 综合输送部分，送料部分，分选部分就完成了全自动槟榔切片机设计与仿真 -槟榔输送系统的设计，本系统成功的实现了槟榔从无序的一堆到单个、有序的分选、输送、送料全过程。 nts 10 第 3 章 全自动槟榔开边的结构设计及校核 3.1 链传动的设计计算 3.1.1 链传动的特点和类型 1、链传动的类型 链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。如图 3-1 所示链传动由主动链轮 1、从动链轮 2 和绕在链轮上并与链轮啮合的链条 3组成。 按照用途不同，链可分为起重链、牵引链和传动链三大类。起重链主要用于起重机械 图 3-1 链传动 中提起重物，其工作速度 v0.25m/s；牵引链主要用于链式输送机中移动重物，其工作速度 v4m/s；传动链用于一般机械中传递运动和动力，通常工作速度 v15m/s。 2、链传动的特点 (1)和带传动相比。链传动能保持平均传动比不变；传动效率高；张紧力小，因此作用在轴上的压力较小；能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作。 (2)和齿轮传动相比。链传动可用于中心距较大的场合且制造精度较低。 (3)只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时传动比，运动平稳性差，工作时有噪声。 通常链传动传递的功率 P100KW，中心距 a5 6m,传动比 i8,线速度 v15m/s,广泛应用于农业机械、建筑工程机械、轻纺机械、石油机械等各种机械传动中。 3.1.2 链传动的参数选择 链传动的主要运动参数主要有： 1、链轮齿数 Z1 和 Z2； 2、传动比 i； 3、中心距 a； 4、链的节距 p 和排数； 表 3-1 链传动的主要成参数 名 称 符 号 单 位 计算结果 链轮 1 齿数 Z1 / 12 nts 11 链轮 2 齿数 Z2 / 12 传动比 i / 1 中心距 a mm 600 链的节距 P mm 31.75 排数 / / 单排 3.1.3 链条的选择 滚子链由内链板 1、套筒 2、销轴 3、外链板 4 和滚子 5 组成，如图 3-2 所示。内链板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定，构成内链节和外链节。销轴和套筒之间为间隙配合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链条。滚子松套在套筒上可自由转动，链轮轮齿与滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。链条上相邻两销轴中心的距离称为节距 ,用 p 表示，节距是链 图 3-2 滚子链结构 传动的重要参数。节距 p 越大，链的各部分尺寸和重量也越大 ,承载能力越高，且在链轮齿数一定时，链轮尺寸和重量随之增大。因此，设计时在保证承载能力的前提下，应尽量采取较小的节距。 表 3-2A 系列滚子链的基本 参数和尺寸 (GB/T1243-97) 链号 节距 p(mm) 排距 Pt(mm) 滚子外径 d1(mm) 内链节内宽 b1(mm) 销轴直径 d2(mm) 内链板高度 h2(mm) 单排极限拉伸载荷FQ（ KN） 单排每米质量 q(kg/m) 08A 12.70 14.38 7.92 7.85 3.98 12.07 13.8 0.60 10A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.09 15.09 21.8 1.00 12A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.96 18.08 31.1 1.50 16A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.94 24.13 55.6 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.54 30.18 86.7 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.11 36.20 124.6 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.71 42.24 169.0 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.29 48.26 222.4 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.85 60.33 347.0 16.10 48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.81 72.39 500.4 22.60 根据全自动槟榔开边机的设计要求结合表 3-9，确定本次设计选择的链条型号为： 20A-1-108 GB/T 1243-1997 nts 12 3.1.4 链轮的设计计算 1、链轮的基本参数及主要尺寸 链轮的基本参数为：链轮的齿数 z、配用链条的节距 p、滚子外径 d1 及排距 pt。链轮的主要 尺寸及计算公式如表 3-3所示。 表 3-3 滚子链链轮主要尺寸（ mm） 名 称 代 号 计 算 公 式 分度圆直径 d zpd 180sin/ 齿顶圆直径 ad 1maxa 25.1 dpdd 1mina )6.11( dpzdd 分度圆弦齿高 ah 1ma xa 5.0)8.0625.0( dpzh )(5.0 1mina dph 齿根圆直径 fd df = d d1 齿侧凸缘直径 gd 76.004.1180c o t 2 hzpd g h2内链板高度 注： da、 dg 值取整数，其他尺寸精确到 0.01mm. 根据链传动的主要运动参数，将其代入表 3-3计算得到链轮的主要尺寸参数。 具体如下表： 表 3-4 链轮的主要尺寸参数 名 称 代号 单位 计算结果 分度圆直径 d mm 123 齿顶圆直径 ad mm 132 nts 13 齿根圆直径 fd mm 104 齿侧凸缘直径 gd mm 60 1、 链轮的结构和材料 链轮的结构 链轮的结构如表 3-5中的图所示。直径小的链轮常制成实心式；中等直径的链轮常制成辐板式；大直径（ d 200mm）的链轮常制成组合式，可将齿圈焊接在轮毂上或采用螺栓联接。 表 3-5 滚子链链轮的齿槽尺寸计算公式 名 称 单 位 计 算 公 式 最 大 齿 槽 形 状 最 小 齿 槽 形 状 齿面圆弧半径 re mm )180(008.0 21m in zdr e )2(12.0 1m ax zdre 齿沟圆弧半径 ri mm 311m a x 069.0505.0 ddr i 1d.ri 5050min 齿沟角 () z 90120min z 90140max 注：链轮的实际齿槽形状，应在最大齿槽形状和最小齿槽形状范围内 表 3-5 是根据上表所计算得到的全自动槟榔开边机的滚子链链轮齿槽尺寸参数 表 3-6 开边机滚子链链轮的齿槽尺寸参数 名 称 代号 单位 计算结果 齿面圆弧半径 re mm 10 齿沟圆弧半径 ri mm 10 nts 14 表 3-7 滚子链链轮轴向齿廓尺寸计算公式 名 称 代 号 计 算 公 式 备 注 p12.7 p12.7 齿 宽 单排 双排、三排 四排以上 bf1 0.93 b1 0.91 b1 0.88 b1 0.95 b1 0.93 b1 0.93 b1 P12.7 时，经制造厂同意亦可使用 P12.7时的齿宽。 b1内链节内宽（见表9-1） 倒 角 宽 倒 角 半 径 倒 角 深 圆 角 半 径 链 轮 齿 总 宽 ba rx h ra bfm ba = (0.1 0.15) p rx p h = 0.5 p ra 0.04 p bfm = ( m 1) pt+ bf1 m排数 仅适用于 B 型 表 3-8 开边机滚子链链轮轴向齿廓尺寸参数 齿沟角 o 120o 名 称 代 号 单 位 计算结果 齿 宽 bf1 mm 10 倒 角 宽 ba mm 2.48 倒角半径 rx mm 10 nts 15 链轮的材料 链轮的材料应有足够的强度和耐磨性，齿面要经过热处理。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，受冲击也比较大，因此所用材料应优于大链轮。链轮所用材料及热处理工艺见表 3-9。 表 3-9 链轮材料及热处理 材 料 热 处 理 齿 面 硬 度 应 用 范 围 15、 20 渗碳淬火、 回火 50 60HRC z25有冲击载荷的链轮 35 正 火 160200HBS z 25 的主、从动链轮 45、 50 45Mn、 ZG310-570 淬火、回火 40 50HRC 无剧烈冲击振动和要求耐磨的主、从动链轮 15Cr、 20Cr 渗碳淬火、 回火 55 60HRC z 50 的从动链轮及外形复杂或强度要求一般的链轮 夹布胶木 P 6KW, 速度较高，要求传动平稳和噪声小的链轮 全自动槟榔开边机的链轮齿数 Z 等于 12，且无剧烈冲击振动和要求耐磨，故链轮材料选为 45。 3.2 传动轴的设计及校核 3.2.1 传动轴的设计 链条输送机构的链轮传动轴和凸轮轴都采用平键。 电动机正常工作的转速为n0=960r/min。根据带轮的传动比为 i1=2： 1 和齿轮的传动比为 i2=1： 1 得传动轴的转速n1=n0/i1=960/2(r/min)=480r/min；功率 P1=10KW。 从动轴的转速 n2=n1/i2=480r/min； 功率 P2=10KW。因此 各轴的转速如下： 链轮主传动轴 1： n1=480r/min nts 16 链轮从传动轴 2： n2=480r/min 1 确定轴 1最小直径 轴的扭转强度条件为： 2.095500003 TTT dnPWT （ 3-1） 式中： T 扭转切应力，单位 MPa； T 轴所受的扭距，单位 N*mm； TW 轴的抗扭截面系数，单位 3mm ； n 轴的转速，单位 r/min； P 轴传递的功率。单位 KW； d 计算截面处轴的直径，单位 mm； T 许 用扭转切应力，单位 MPa 由上式可得轴的直径 30333 2.095500 002.095500 00 nPAnPPnPdTT 选取轴的材料为 45钢，调质处理。 A0查表取 112， P=10KW， n=480r/min 带入得： 轴最小直径的初始值： d 19.65mm。 根据送退带机构轴上各齿轮、摩擦轮以及带轮与支架以及相互之间的尺寸关系确定轴 1的各部分轴径及长度如图 3.1： nts 17 图 3.3 轴 1 2.确定其它两根轴的尺寸 用同样方法确定轴 2 的尺寸如下； 图 3.4 轴 2 3.2.2 轴的校核 进行校 核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。取 1 ，用公式 3-2计算轴的应力： WTMca22 )( （ 3-2） ca 轴的计算应力，单位 MPa； M 轴所受的弯距，单位 N.mm； T 轴所受的扭距，单位 N.mm； W 轴的抗弯截面系数，单位 3mm 。计算公式如 3-3： 324 45.4 9 532 )()( mmD zbdDdDdW （ 3-3） 从轴的结构图 3.3 可以看到轴的危险截面，现将计算出的截面处的 HM 、VM及总M的nts 18 值列出表 3-10： 表 3-10 载 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFNF NHNH 5.237,8.302 21 NFNF NVNV 85.84,53.111 21 弯矩 M mmNM H 2 9 5 9 6 mmNM V 37.1 3 5 4 2 总弯矩 mmNM 3004537.1354229596 22总 扭矩 T mmNT 9.8057 画出轴的载荷分析图。如图 3.5： nts 19 图 3.5轴的载荷分析图 图 3.5中 c截面为危险截面。带入公式 3-2 中得： M PaWTMca 93.56)( 22 前已选定轴的材料为 45钢，调质处理，查得 MPa90 1 。因此， 1 ca，故安全。 nts 20 第 4 章 UG 建模 4.1 UG 简介 UG 软件是 Unigraphics Solutions 公司 (简称 UGS)推出的一款三维设计软件。它是一个交互式的计算机辅助设计和计算机辅助制造系统， 具备当今机械加工领域所需的大多数工程设计和制图功能。它还是一个全三维、双精度的造型系统，使用户几乎能够精确地描述任何几何形体，通过对这些形体的组合 , 就可以对产品进行设计、分析和制图。 UG 具有丰富的曲面建模工具。包括直 纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组类正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、等半径和变半径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动调整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁减、编辑、点云生成、曲面编辑。 UG 的特点： 1、建模的灵活性 复合建模 ： 无需草图 ,需要时可进行全参数设计 ,无需定义和参数化新曲线 可直接利用实体边缘 。 几何特征 ： 具有凸垫、键槽、凸台、斜角、挖壳等特征、用户自定义特征 、引用模式 。 光顺倒圆 : 业界最好的倒圆技术 ， 可 自适应于切口、陡峭边缘及两非邻接面等几何构形，变半径倒圆的最小半径值可退化至极限零。 2、协同化装配建模 可提供自顶向下、自底向上两种产品结构定义方式并可在上下文中设计编辑 ，高级的装配导航工具 ， 可图示装配树结构，可方便快速的确定部件位置 ， 对装配件的简化表达，隐藏或关掉特定组件。局部着色 ， 强大的零件间的相关性 ， 配对条件，零件间的表达式（关系） ， 协同化团队工作 ， 可方便的替换产品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，团队成员可并行设计产品中各子装配或零件， 3、直观的二 维绘图 对制图员来讲，简单并富于逻辑性 ， 剖视图自动相关于模型和剖切线位置 ， 正交视图的计算和定位可简便的由一次鼠标操作完成 ， 自动隐藏线消除 ， 自动尺寸排列 不需要了解设计意图 ， 自动工程图草图尺寸标注。 4、被业界证实的数控加工 轴铣 ， 车加工， 线切割， 钣金件制造 ， 刀轨仿真和验证 ， 刀具库标准工艺数据库功能 。 5、领先的钣金件制造 nts 21 可在成型或展开的情况下设计或修改产品结构 ， 折弯工序可仿真工艺成型过程 ， 钣料展开几何自动与产品设计相关 ， 可在一幅工程图中直接展示 产品设计和钣料展开几何 。 6、集成的数字分析 机构运动学分析 ， 硬干涉检查和软干涉检查 ， 运动仿真和分析 ， 动画过程中的动态干涉检查。 7、广泛的用户开发工具 用户命令宏 ， 高级编程语言 ，可自定义裁剪的用户界面。 8、内嵌的工程电子表格 可与其他表格软件交换数据 ， 可简便定义零件系列 ， 可方便修改表达式 ， 可生成扇形图、直方图和曲线图等 。 9、照片真实效果渲染 利用基于数字的设计审视，加快产品上市时间 ， 快速成型。 10、可分阶段实施 的数据管理 业界最紧密的与集成 ， 可管理数据以及整个产品开发周期中所有相关数据 。 4.2 槟榔输送机构各零部件的三维建模 4.2.1 传动轴 UG 建模 传动轴零件及建模过程，如图 4.1 所示： 1）通过命令 基准平面来设定建模所需的基准平面 2）通过命令 圆柱来完成从动轴的主体部分建模 3）通过命令 键槽来完成从动轴上面的键槽建模 图 4.1 nts 22 4.2.2 链轮 UG 建模 链轮 UG 建模过程，图 4.2 图 4.2 4.3 槟榔输送系统 UG 装配 槟榔输送系统装配过程 图 4.3 图 4.3 4.4 UG 装配简介 装配是一个集成的 NX 应用。它帮助构造零件的装配，在装配的上下文范围内建立个别零件的模型，并产生装配图的零件明细表。 装配的主要特征如下： nts 23 1.组件几何体被虚拟指向装配件，而不是复制到装配件。 2.利用自顶向下或从底向上的方法建立装配。 3.多零件可以同时被打开和编辑。 4.组件几何体可以在装配的上下文范围中建立和编辑。 5.相关性被维护在全装配件中，而不管编辑是在何处和怎样做的。 6.一个装配的图形表示可以被简化，而不必编辑下属几何体。 7.装配件自动更新 反映引用部件的最后版本。 8.配对条件通过规定在组件间的约束关系，在装配件中定位组件。 9.装配导航器提供一装配结构的图形显示 ,为在其他功能中使用选择和操纵组件。 10.可以在其他应用中 ,特别是在制图和制造应用中利用装配功能。 4.5 本章小结 本章详细的介绍了 UG 设计软件以及用 UG 软件对槟榔输送部分各主要零件的三维建模。并对槟榔输送的整体机构进行了装配，使我们清晰直观的了解了槟榔输送部分的结构和工作原理。 nts 24 参考文献 1刘静 . 双凸轮联动自动换刀技术的研究 D. 大连：大连理工大学， 2008. 2殷涌光 . 食品机械与设备 M.化学工业出版社 ,2007. 3 许学勤 . 食品工厂机械与设备 M. 中国轻工业出版社 ,2008. 4 SMC（中国）有限公司 . 现代实用气动技术第 3 版 SMC 培训教材 M.机械工业出版社 , 2008. 5 机械设计的相关手册 . 6 UG 建模的相关书籍 . 7 输送设备的相关专利 . nts 25 致 谢 在毕业 设计 完成之际，首先，我要感谢马秋成 教授 给我细心的帮助和悉心指导，马老师以其严谨的治学精神、渊博的专业知识、丰富的实践经验，为我日后的学习树立了楷模，在马老师的严格要求下，我得以顺利地完成毕业设计，在此，我向马老师表示衷心的感谢和深深的敬意！ nts 1 附录 1 基于事例推理的夹具设计研究与应用 摘要 :根据基于事例的设计方法 ,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性 ,并建立了包括这 2 方面主要特征信息为基础的事例索引码 ,设计了事例库的结构形式 ,创建了层次化的事例组织方式 ;同时 ,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法 ,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮 ,形成了基于事例推理的夹具设计 .所开发的原型系统在型号工程夹具设计等项目的设计过程中得到了应用 ,并取得了令人满意的使用效果 . 关键词 : 基于事例的推理 夹具设计 CAD 夹具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位 ,所以它的设计是制造过程中的瓶颈 ,制约着效率的提高 . 夹具设计是一个复杂的过程 ,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的 CAD 工具（如 Unigraphics、CATIA、 Pro/E)时 ,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处 ,而这正是提高效率的关键因素 . 基于事例推理 (CBR) 的方法适应以往个案解决的办法 ,建立一个新问题的方法 ,主要有以下四步骤 :检索、利用、修改 ,并保留 .这是一个比用专业系统模仿人类思维有用的使用方法，因为提出一个类似的情况 ,和采用一些修改 ,似乎不言自明 ,而且比人类更直观 .所以支持不同事例的设计工具已经在诸多领域中发展起来，如在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死 , 规划过程中 ,还有夹具设计 . 孙用六个数字组成代码参数 ,包括工件的形状、机械部分、轴衬 ,第一定位装置 ,第二定位装置和夹紧装置 . 但这个系统不能 用于除钻床夹具外的其他夹具类型 ,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题 ,这在 CBR 中是非常重要的 . 1 事例参数和事例图书馆的建立 1.1 事例参数 事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具 . 使用他们能够使操作方便 . 因为零件的形状是多种多样的 , 在生产企业中制造的技术要求也不断发展 ,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低 ,其主要特征是不重要的 ,因为分配给每个特征的比重必须减少 . 另一方面 ,事例参数包含所有的特征是困难的。 因此 ,考虑到实际和快速设计的需求 ,事例参数要包含工件的主要特征和 夹具的结构。nts 2 事例参数代码由 16 位数组成： 13 位数是事例特征 3 位数是事例识别数字。 前 13 位数代表 13 个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致 ,这可能是 *、 ？ 、1、 2， ， A、 B, ， Z， ，等其中的一个。其中， *是指任何一个 ,?代表不确定 ,0代表没有。 系统规定 :夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是 *和 ?。在设计系统时 ,三个项目的属性信息没有这些选择 ,这就意味着必须选择确定的属性。 最后三位数是事例识别号码 ,如果事例特征的 13位数是一样的 ,这三个数字就 用来区别他们。 该系统还规定 :000是用于修正的一个典型事例 ,其他事例 001、 002、 ,这些是用于设计师查找参考事例的 . 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例 ,首先它必须要求改成000,前面的自动变成参考事例 . 事例索引码的结构如图 1 所示。 1 夹具类型； 6 工件重量； 11 夹紧模型； 2 工件形状； 7 工件刚度； 12 夹具体； 3 工件材料； 8 加工内容； 13 其他； 4 批 量； 9 过程所有物； 14 到 16 事例识别码； 5 工件比例； 10 定位模型； 图 1 事例索引码的结构 1.2 事例库 事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。 1.3 事例的层次化 夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是由工件资料和工件加工资料组成 ,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需求 .全部夹具事例是由功 能成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应记录特殊参数和保持它们的方法。 2 事例修改的策略 nts 3 在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上；知识指 导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点，然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法： 1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。 2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。 两个事例之间的相似 点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较重量分别是 50kg 和 20kg 的工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前 13 位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下： 其中 S 表示通用夹具的相似尺寸， n 表示索引特性数， 表示每个特性的重量，表示事例库中特性 和相关夹具的特性 的相似尺寸。同时，数值计算如下： nts 4 其中 表示第 i 个特征的索引特性值， 表示事例库中第 j 个事例的 第 i 个特征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的数字（例如 10），这是类型单里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存储 3.1 事例的修改 夹具设计中相似事例的修改包括以下三个阶段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不变，调整成分的特性 3） 模型重新设计 如果夹具的成分是普通的物品，它们能通过 使用工具被修改，代替以及删除，这些已经被设计好了。 3.2 事例的存储 在将一个新的事例保存到事例库之前，设计者必须考虑保存是否有价值。如果这个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它保存到事例库里。如果它有价值的话，设计者在保存之前必须分析一下，看看这个事例是否作为标准事例或参考事例被存储了。一个标准事例是一个描述同族事例主要特征的标准。一个同族事例是有事例库中索引码前 13 位相同而最后三位不同的那些事例组成的。一个标准事例的最后三位通常是“ 000”。一个参考事例属于同族标准事例，最后三位用不同数字区分。 从被解释的概念中，可采用以下方法： 1）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，和一个存在的标准事例的前13 位数相同，那么这个事例就不能存储因为已经这种标准事例了。或者只能作为一个参考事例保存（最后三位不是“ 000”，而且和其它的不一样）在事例库中。 2）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，并且被认为代替这个事例族要比以前的标准事例好，那么这个标准事例就被这个新的事例代替，以前的标准事例作为nts 5 一个参考事例保存。 3）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族不一致，一个新的事例族将会自动产生，并 作为标准事例保存到事例库中。 4 夹具设计中基于事例推理的过程 根据夹具设计的特性，夹具设计的基本信息，例如夹具的名字，零件，生产和设计者等等，必须先输入。然后，输入或设计工件的模型。输入有关工件的细节信息，建立事例索引码，然后 CBR 开始依靠相似尺寸查找相似事例，选出最相似的事例。如果需要的话，事例要满足通用性设计，再存储到事例库中。程序流程图如图 2 所示 图 2 基于事例推理的夹具设计流程图 5 基于事例推理的夹具设计说明 这是一个工件如图 3 所示。材料是 45 钢，底座，形状为块状，生产批量为中批等。需要设计 成一个用来旋转孔的旋转夹具。 nts 6 图 3 需要设计夹具的一个工件 （最大尺寸 80mmx49mmx22mm） 工件的特征值，属性值，事例索引码和重量在表 1 中列出。 表 1 工件的事例索引码和重量 特征名称 特性值 索引码 重量 夹具类型 车床夹具 1 100 工件形状 块状 9 90 工件材料 中 碳钢 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 轻 5 60 工件刚度 硬度强 1 60 加工内容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三个平面 1 100 夹紧方法 不确定 ？ 90 夹具体 复合 4 80 其他 没有 0 60 通过查找和计算相似点，最相似的事例的事例索引 码是 19325513321402000，细节信息在表 2 中列出。 表 2 最相似事例的事例索引码 nts 7 特征名称 特性值 索引码 夹具类型 车床夹具 1 工件形状 块状 9 工件材料 中碳钢 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 轻 5 工件刚度 硬度强 1 加工内容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三个平面 1 夹紧方法 不确定 ？ 夹具体 复合 4 其他 没有 0 相似点的计算如下： 所以夹具的相似尺寸值是 0.806，这是在事例库中用于设计的最相似的事例，最相似的事例的结构如图 4 所示 图 4 最相似的夹具 nts 8 当成分替代，修改定位模型和夹紧模型，以及调节相关尺寸之后，新的夹具被设计出来，图形如图 6 所示 图 5 需要设计的新夹具 因为在事例库中没有相似夹具，新夹具被储存到事例库中。事例索引码是19325523311402000。 6 结论 基于事例推理，作为一个问题解决的方法，是一个比模仿人类思想的专业系统更有效的方法 ，已经在很多难获取知识的领域里得到发展。基于事例推理的优点如下：它和人类的思想很相似；一个事例库通过保存新事例获得自学能力，它比有惯例库更快更容易，它可以更好的传递和解释新的知识，这和惯例库有很大的不同。基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架已经被实行了，使用的是支持基础数据的 VC+， UG 电脑绘图软件。这个框架也已经和普通成分库和典型夹具库结合起来。这个发展的标准系统，用于航空项目，帮助夹具设计者提高设计效率和重新使用先前的设计资源。 nts 9 附录 2 英文原文 Application and development Of case based reasoning in fixture design Abstract: Based on the case based designing (CBD) methodology, the fixture similarity is in two respects: the function and the structure information. Then, the computer aided fixture design system is created on case based reasoning (CBR),in which the attributes of the main features of workpiece and structure of fixture as case index code are designed for the retrieve of the similar cases, and the structure and hierarchical relation of case library are set up for store. Meanwhile, the algorithm based on the knowledge guided in the retrieve of the similar cases, the strategy of case adapt at ion and case storage in which the case ident if cat ion number is used to distinguish from similar cases are presented. The application of the system in some projects improves the design efficiency and gets a good result . Keywords: case based reasoning ;fixture design; computer aided design(CAD) Fixtures are devices that serve as the purpose of holding the workpiece securely and accurately, and maintaining a consistent relationship with respect to the tools while machining. Because the fixture structure depends on the feature of the product and the status of the process planning in the enterprise, its design is the bottleneck during manufacturing, which restrains to improve the efficiency and leadtime. And fixture design is a complicated process, based on experience that needs comprehensive qualitative knowledge about a number of design issues nts 10 including workpiece configuration, manufacturing processes involved, and machining environment. This is also a very time consuming work when using traditional CAD tools (such as Unigraphics, CATIA or Pro/E), which are good at performing detailed design tasks, but provide few benefits for taking advantage of the previous design experience and resources, which are precisely the key factors in improving the efficiency. The methodology of case based reasoning (CBR) adapts the solution of a previously solved case to build a solution for a new problem with the following four steps: retrieve, reuse, revise, and retain 1. This is a more useful method than the use of an expert system to simulate human thought because proposing a similar case and applying a few modifications seems to be self explanatory and more intuitive to humans .So various case based design support tools have been developed for numerous areas2-4, such as in injection molding and design, architectural design, die casting die design, process planning, and also in fixture design. Sun used six digitals to compose the index code that included workpiece shape, machine portion, bushing, the 1st locating device, the 2nd locating device and clamping device5. But the system cannot be used for other fixture types except for drill fixtures, and cannot solve the problem of storage of the same index code that needs to be retained, which is very important in CBR6. 1 Construction of a Case Index and Case Library 1.1 Case index The case index should be composed of all features of the workpiece, which are distinguished from different fixtures. Using all of them would make the nts 11 operation in convenient. Because the forms of the parts are diverse, and the technology requirements of manufacture in the enterprise also develop continuously, lots of features used as the case index will make the search rate slow, and the main feature unimportant, for the reason that the relative weight which is allotted to every feature must diminish. And on the other hand, it is hard to include all the features in the case index. Therefore, considering the practicality and the demand of rapid design, the case index includes both the major feature of the workpiece and the structure of fixture. The case index code is made up of 16 digits: 13 digits for case features and 3 digits for case identification number. The first 13 digits represent 13 features. Each digit is corresponding to an attribute of the feature, which may be one of“ *” , “？” , “ 1” , “ 2” , “ A” ,“ B” , “ Z” , etc. In which, “ *” means anyone, “ ?” uncertain, “ 0” nothing. The system rules: fixture type, workpiece shape, locating model cannot be “ *”or“ ?” . When the system is designed, the attribute information of the three items does not have these options, which means the certain attribute must be selected. The last three digits are the case identification number, which means the 13 digits of the case feature are the same, and the number of these three digits is used for distinguishing them. The system also rules: “ 000” is a prototype case, which is used for retrieval, and other cases are “ 001” ,“ 002” , which are used for reference cases to be nts 12 searched by designers. If occasionally one of them needs to be changed as the prototype case, first it must be required to apply to change the one to “ 000” , and the former is changed to referential case automatically. The construction of the case index code is shown in Fig.1. 1.2 Case library The case library consists of lots of predefined cases. Case representation is one of the most important issues in case based reasoning. So compounding with the index code,. 1.3 Hierarchical form of Case The structure similarity of the fixture is represented as the whole fixture similarity, components similarity and component similarity. So the whole fixture case library, components case library, component case library of fixture are formed correspondingly. Usually design information of the whole fixture is composed of workpiece information and workpiece procedure information, which represent the fixture satisfying the specifically designing function demand. The whole fixture case is made up of function components, which are described by the function components names and numbers. The components case represents the members. nts 13 (function component and other structure components， main driven parameter, the number, and their constrain relations.) The component case (the lowest layer of the fixture) is the structure of function component and other components. In the modern fixture design there are lots of parametric standard parts and common non standard parts. So the component case library should record the specification parameter and the way in which it keeps them. 2 Strategy of Case Retrieval In the case based design of fixtures ,the most important thing is the retrieval of the similarity, which can help to obtain the most similar case, and to cut down the time of adaptation. According to the requirement of fixture design, the strategy of case retrieval combines the way of the nearest neighbor and knowledge guided. That is, first search on depth, then on breadth; the knowledge guided strategy means to search on the knowledge rule from root to the object, which is firstly searched by the fixture type, then by the shape of the workpiece, thirdly by the locating method. For example, if the case index code includes the milling fixture of fixture type, the search is just for all milling fixtures, then for box of workpiece shape, the third for 1plane+ 2pine of locating method. If there is no match of it, then the search stops on depth, and returns to the upper layer, and retrieves all the relative cases on breadth. Retrieval algorithms: 1)According to the case index information of fixture case library, search the relevant case library; 2)Match the case index code with the code of each case of the case library, and nts 14 calculate the value of the similarity measure; 3)Sort the order of similarity measure, the biggest value, which is the most analogical case. Similarity between two cases is based on the similarity between the two cases. features. The calculation of similarity measure depends on the type of the feature. The value of similarity can be calculated for numerical values, for example, compareWorkpiece with the weight of 50kg and 20kg. The value can also be calculated between non numerical values, for example, now the first 13 digits index code is all non numerical values. The similarity measure of a fixture is calculated as follows: where S is the similarity measure of current fixture, n is the number of the index feature, is the weight of each feature, is the similarity measure of the attribute of the i2th feature with the attribute of relative feature of the j-th case in the case library. At the same time, , the value counts as follows: nts 15 . Where is the value of the index attribute of the i-th feature, and is the value of attribute of the relative i-th feature of the j-th case in case library. So there are two methods to select the analogical fixture. One is to set the value. If the values of similarity measure of current cases were less than a given value, those cases would not be selected as analogical cases. When the case library is initially set up, and there are only a few cases, the value can be set smaller. If there are lots of analogical cases, the value should get larger. The other is just to set the number of the analogical cases (such as10), which is the largest value of similarity measure from the sorted order. 3 Case adaptation and Case Storage 3.1 Case adaptation The modification of the analogical case in the fixture design includes the following three cases: 1) The substitution of components and the component; 2) Adjusting the dimension of components and the component while the form nts 16 remains; 3) The redesign of the model. If the components and component of the fixture are common objects, they can be edited, substituted and deleted with tools, which have been designed. 3.2 Case storage Before saving a new fixture case in the case library, the designer must consider whether the saving is valuable. If the case does not increase the knowledge of the system, it is not necessary to store it in the case library. If it is valuable, then the designer must analyze it before saving it to see whether the case is stored as a prototype case or as reference case. A prototype case is a representation that can describe the main features of a case family. A case family consists of those cases whose index codes have the same first 13 digits and different last three digits in the case library. The last three digits of a prototype case are always “ 000” . A reference case belongs to the same family as the prototype case and is distinguished by the different last three digits. From the concept that has been explained, the following strategies are adopted: 1) If a new case matches any existing case family, it has the same first 13 digits as an existing prototype case, so the case is not saved because it is represented well by the prototype case. Or is just saved as a reference case (the last 3 digits are not “ 000” , and not the same with others) in the case library. 2) If a new case matches any exis