基于SolidWorks的旋塞阀模拟仿真【SW】【7700字】【优秀机械毕业设计论文】
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基于
solidworks
旋塞
模拟
摹拟
仿真
sw
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,22页,7700字左右.
任务书一份。
PPT答辩稿。
SW三维图
装配体演示动画1.avi
装配体演示动画2.avi
任务书
题目名称 基于SolidWorks的旋塞阀模拟仿真
学生姓名 成志伟 所学专业 机械设计制造及其自动化 班级 051班
指导教师姓名 万秀颖 所学专业 机械制造及其自动化 职称 副教授
完成期限 2009年1月20日 至 2009年5月20日
一、论文（设计）主要内容及主要技术指标
1.主要内容
Solidworks是基于Win-dows下的一种具有强大三维建模功能与工程图绘制、实物渲染功能的计算机软件。本课题是基于solidWorks的模拟仿真技术。研究内容包括对模拟仿真技术的概述，基于SolidWorks的三维建模过程和装配，以及爆炸视图的建立。
2.技术指标
（1）用Solidwords进行三维造型设计；
（2）对旋塞阀的三维建模和装配配合；
二、毕业论文（设计）的基本要求
1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；
2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；
3.毕业设计总字数在10000字以上；
4.相应的Solidwords图形。
三、毕业论文（设计）进度安排
1.2009年1月16日-1月20日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成外文资料翻译和开题报告。
2.2009年3月5-11日（第1周），指导教师审核开题报告和设计方案。
3.2009年3月12日-4月15日（第2-6周），学习Solidworks软件并绘图，完成论文初稿框架。
4.2009年4月16-22日（第7周），毕业设计中期检查。
5.2009年4月16-5月13日（第7-10周），利用Solidworks软件的配置功能进行变型设计，整理、撰写毕业设计（论文）。
6.2009年5月14-20日（第11周）上交毕业论文，指导、评阅教师审查评阅论文，毕业设计答辩资格审查，学生修改整理论文。
7.2009年5月14-20日（第11周）毕业设计（论文）答辩。
目录
1 绪论 2
2 模拟仿真技术的概述 2
2.1 模拟仿真技术的概念 2
2.2 模拟仿真技术的关键技术 3
2.3 模拟仿真技术的应用领域 3
3 SolidWorks的概述 4
4 基于SolidWorks的旋塞阀的模拟设计实例 4
4.1 旋塞阀的三维实体建模的过程 4
4.1.1 压盖的三维实体建模过程 4
4.1.2锥形塞的三维实体建模过程 7
4.1.3 阀体的三维实体建模过程 9
4.2 旋塞阀装配体的装配 12
装配方法如下： 12
4.3 旋塞阀的动画演示的生成 15
4.3.1旋塞阀爆炸图和解除爆炸图的生成过程 15
4.3.2 旋塞阀的模拟图生成过程 17
旋塞阀模拟图生成过程如下： 17
5.结论 19
致谢 20
参考文献 21
- 内容简介：
-
1 目录 1 绪论 . 2 2 模拟仿真技术的概述 . 2 拟仿真技术的概念 . 2 拟仿真技术的关键技术 . 2 拟仿真技术的应用领域 . 3 3 概述 . 4 4 基于 旋塞阀的模拟设计实例 . 4 塞阀的三维实体建模的过程 . 4 盖的三维实体建模过程 . 4 形塞的三维实体建模过程 . 7 体的三维实体建模过程 . 9 塞阀装配体的装配 . 12 装配方法如下： . 12 塞阀的 动画演示的生成 . 15 塞阀爆炸图和解除爆炸图的生成过程 . 15 塞阀的模拟图生成过程 . 17 旋塞阀模拟图生成过程如下： . 17 . 19 致谢 . 20 参考文献 . 21 2 1 绪论 仿真模拟技术 【 1】 是在实际应用需求的驱动下发展起来的 ,军事应用是仿真模拟技术发展的主要推动力之一 。 同时 ,在大规模科学计算所获得海量数据的可视化处理、在各种高难度和危险环境下的操作训练 (如载人航天、核设施维护等 )、在大型 复杂产品的虚拟原型机的研制和验证、模拟气候和灾害过程、远程医疗和模拟手术训练等方面 ,正得到越来越广泛和深入的应用 。 现如今 ,仿真模拟技术与其他学科的联系越来越密切 ， 针对大量的应用背景 ，仿真模拟技术的研究内容也越来越丰富和庞杂 ,基础理论也日益丰富 ,覆盖面宽 ,新的研究领域和技术形态也不断出现 ,例如 ,目前出现的定性仿真是以非数字手段处理信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节 ,通过定性模型推导系统的定性行为描述 相对于传统的数字仿真 ,定性仿真有其独到之处 ,它处理多种形 式的信息 ,有推理能力和学习能力 ,能初步模仿人类思维方式 ,人机界面更符合人的思维习惯 ,所得结果更容易理解可以预料 ,仿真模拟技术能够为我们的生活和工作带来越来越多的便利 . 而 美 国 司开发的三维参数化机械设计软件 ,它是基于 的一种具有强大三维建模功能与工程图绘制、实物渲染功能的计算机软件 ,它综合了 使用更简单方便 【 5】 。它是基于零件特征的三维实体建模技术 ,可以进行实体装配 ,运动分析、动画设计等 ,三维实体可以直接自动生成二维 工程图样。也可以单独进行二维图形设计 ,如液压系统原理图的绘制 ,系统提供有一个类似 二维绘图模块，可以直接绘制工程图样。因此基于 模拟仿真在液压系统的运用中能取得巨大的推广。 2 模拟仿真技术的概述 拟仿真技术的概念 仿真模拟技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础 ,以计算机和各种物理效应设备为工具 ,利用系统模型对实际或者设想的系统进行试验研究的一门综合性技术 ， 它综合了计算机、信息处理、自动控制等等多个高新领域的技术 ,已经成为 科学研究中除理论研究和科学实验以外的第三种方 法 【 2】 。 拟仿真技术的 关键技术 仿真模拟技术的关键是模型和环境的构建以及实时交互和反馈技术 到数据表示、运动计算和实时视景生成等基本环节 【 11】 也与其他数据格式和具体应用背景所需要的数据有关 . 它包括五个方面： 1. 动态环境建模技术，虚拟环境的建立是体验型虚拟仿真模拟技术核心内容 建立相应的虚拟的环境模型和 仿真对象 图像等多种形式 ,有效提高数据获取的效率 交互设备和工具，人与虚拟环境交互的硬件接口装置 ,涉及图形图像硬件设备 ,用于产生沉浸感 ,以及跟踪装置 ,用于跟踪用户头部的位置和方向及从手的位置跟踪到全身各肢体的位置 ,跟踪装置把这些信息送入应用软件 ,以确定眼睛的位置及视线方向 仿真场景管理技术，仿真场景的管理技术为系统的正常运行提供技术保障 仿真场景的数据组织和管理更为复杂也更为重要 网络环境技术，系统中数据和交互命令 的快速传输 ,要求分布式系统能够及时响应 ,同时系统的规模还要求可扩展、功能可扩充、甚至要求是异构型的软件结构 用环境系统，应用系统是面向具体问题的软件部分 ,描述仿真的具体内容 ,包括仿真的动态逻辑、结构以及仿真对象与用户之间的交互关系 ,与具体的应用有关 【 4】 。 拟仿真技术的应用领域 随着仿真技术的发展 , 仿真技术应用目的趋于多样化、全面化。最初仿真技术是作为对实际系统进行试验的辅助工具而应用的 , 而后又用于训练目的 , 现在仿真系统的应用包括 : 系统概念研究、系统的可行性研究、系统的分析与设计、系 统开发、系统测试与评估、系统操作人员的培训、系统预 测、系统的使用与维护等各个方面 【 4】 。它的应用领域已经发展到军用以及与国民经济相关的各个重要领域。 由于我这次是运用模拟仿真技术对液压元件进行三维建模，所以重点研究模拟仿真技术 在液压系统的应用中 所发挥的作用 ： 实验结果与仿真结果进行比较 ,验证数学模型的准确度 ,并把这个数学模型作为今后改进和设计类似元件或系统的仿真依据。 定已有系统参数的调整范围，从而缩短系统的调试时间，提高效 率。 定参数的最佳匹配，提供实际设计所需的数据。 而确定最佳控制方案和最佳结构。 4 3 概述 而 美 国 司开发的三维参数化机械设计软件 ,它是基于 的一种具有强大三维建模功能与工程图绘制、实物渲染功能的计算机软件 ,它综合了 维造型软件的特点 ,使用更简单方便。它是基于零件特征的三维实 体建模技术 ,可以进行实体装配 ,运动分析、动画设计等 ,三维实体可以直接自动生成二维工程图样。也可以单独进行二维图形设计 ,如液压系统原理图的绘制 ,系统提供有一个类似 二维绘图模块，可以直接绘制工程图样 。 要用于完成零件设计、装配体设计和自动生成工程图。基于三维特征元素的建模和面向特征元素的数据修改是通过 完成的，并且二维、三维数据全相关，修改任何一个零件的二维尺寸，都会引起其三维零件图和装配图的自动修改，甚至与其有紧密联系的相 关零件的尺寸也会变化 ;反之修改三维尺寸也会有同样结果。这样就可以实现完全的动态参数化设计。另外，有一个特征管理员，通过它可以随时随地修改某一特征元素的几何尺寸，而不必考虑各几何特征的相互关系和先后次序，极大地方便了设计人员，提高了设计效率。 4 基于 旋塞阀的模拟 设计实例 塞阀的三维实体建模的过程 盖 的三维实体建模过程 (1) 首先进入 零件操作界面，单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件 。 (2) 在特征管理器设计树中选择“ 前视基准面”，单击 （草图绘制）工具，进行草图 1 的绘制。 再单击 来画出压盖的几何形状。 ，再通过 来描述形状尺寸来得到精确的形状，从而完成草图 1 的绘制，如图 1 所示。 5 图 1 绘制压盖形状 图 2 绘制拉伸 1 的特征 (3) 单击特征工具栏中的 （拉伸凸台 /基体）工具， 设置拉深深度为 20击确定按钮，完成拉伸 1 特征的绘制，如图 2 所示。 (4) 在图形区域中选择拉伸 1 实体的上表面，单击标准视图工具栏中的（前视）工具，单击草图绘制工具，进行草图 2 的绘制。单击 在 前视图上按照所 要求的数据画出。 6 图 3 绘制草图 图 4 切除 拉伸 1 (5) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 20击确定按钮，完成 切除 特征的绘制，如图 4 所示。 (6) 在图形区域中选择拉伸 1 实体的上表面，单击标准视图工具栏中的（前视）工具 ，单击草图绘制工具，进行草图 3 的绘制。 (7) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 2击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 (8) 在图形区域中选择拉伸 1 实体的上表面，单击标准视图工具栏中的（前视）工具，单击草图绘制工具，进行草图 4 的绘制。单击 在前视图上按照所 要求的数据画出。 (9) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 12击“反侧切除”，单击确定按钮，完成切除 特征的绘制，如图 5所示，从而完成压盖的三维建模过程，如图 6 所示。 7 图 5 绘制拉伸 图 6 压盖 形塞 的三维实体建模过程 （ 1) 单击标准工具栏上的新建 ，单击确定，新建一个 （ 2) 在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击 （草图绘制）工具，进行草图 1 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为 （ 3) 单击特征工具栏中的 （拉伸凸台 /基体）工具，设置拉深深度为 118击确定按钮，完成拉伸 1 特征的绘制。 （ 4) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“上视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 2 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为15 的圆，完成草图 2 的绘制。 （ 5) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 64击“反侧切除”，单击确定按钮，完成切除 特征的绘制，如图 7所示。 8 图 7 切除 （ 6) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“上视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 2 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个长为 12 的正方形。 （ 7) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 14击“反侧切除”，单击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 （ 8) 单击特征工具栏中的 （拔模）工具，设置中性面和拔模面，设置拔模角度，单击确定按钮，完成拔模特征的绘制，如图 8 所示。 图 8 拔模 (9) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“上视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为 15的圆，并标注尺寸，完成草图的绘制。 9 (10) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置为“完全贯穿 ，单击确定按钮，完成切除 特征的绘制 ，从而完成锥形塞的三维建模，如图所示。 图 锥形塞 体 的三维实体建模过程 （ 1) 单击标准工具栏上的新建 ，单击确定，新建一个 件 。 （ 2) 在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击 （草图绘制）工具，进行草图 1 的绘制 , 单击草图工具栏上的 ,绘制一个长为 102，宽为 45 的长方形。 （ 3) 单击特征工具栏中的 （拉伸凸台 /基体）工具，设置拉深深度为 85击确定按钮，完成拉伸 1 特征的绘制。 （ 4) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“前视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 2 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为 35的圆，并标注尺寸，完成草图 2 的绘制。 （ 5) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 27击确定按钮，完成切除 特征的绘制，如图 10 所示。 10 图 10 切除 （ 6) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“前视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 3 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为 32的圆，并标注尺寸，完成草图 3 的绘制。 （ 7) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 43击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 （ 8) 单击特征工具栏中的 （拔模）工具，设置中性面和拔模面，设置拔模角度 ，单击确定按钮，完成拔模特征的绘制，如图 11 所示。 图 11 拔模 （ 9) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“前 视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 4 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为 27 的圆，并标注尺寸，完成草图 4 的绘制。 （ 10) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置等距和拉深深度为 5击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 （ 11) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“后视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 5 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为 42的圆，并标注尺寸，完成 草图 5 的绘制。 11 （ 12) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置拉深深度为 17击“反侧切除”，单击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 （ 13) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“左视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 5 的绘制。 单击草图工具栏上的 ，画出一个直径为 15 的圆，并标注尺寸，完成草图 5 的绘制。 （ 14) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置等距和拉深深度为 31击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 （ 15) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“右 视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 6 的绘制。 单击草图工具 栏上的 ，画出一个直径为 15 的圆，并标注尺寸，完成草图 6 的绘制。 （ 16) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置等距和拉深深度为 31击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 （ 17) 单击特征工具栏中的 （倒角）工具，设置距离为 2角度为45 度，单击确定按钮，完成倒角的绘制 ，如图 12 所示。 （ 18) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“左视”图，单击特征工具栏中的 （倒角）工具，设置距离为 2角度为 45 度，单击确定按钮，完成倒角的绘制。 （ 19) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“左视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 7 的绘 制 。 （ 20) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置为完全贯穿 ，单击确定按钮，完成切除 特征的绘制。 （ 21) 单击标准工具栏的 “标准视图”的“前视”图， 单击 （草图绘制）工具，进行草图 8 的绘制 。 （ 22) 单击特征工具栏中的 （拉伸切除）工具，设置 拉深深度为 18击确定按钮，完成切除 特征的绘制 （ 23) 单击特征工具栏中的 （倒角）工具，设置距离为 2角度为45 度，单击确定按钮，完成倒角的绘制。 （ 24) 重复步骤 23，从而完成阀体的三维建模过程。如图 13 所示。 12 图 12 倒角 图 13 阀体 塞阀装配体的装配 装配方法如下： （ 1) 单击标准工具栏中的“新建”工具，单击 （ 装配体），新建一个装配体文件。 （ 2) 单击 （插入零部件），浏览要打开的文件，点击 （确定）。 （ 3) 插入旋塞阀的主干零件 阀体， 然后插入 垫圈， 用 移动零件，单击 （配合） ，选择要阀体和垫圈的所要求配合的线，选择“配合列表”中的“同轴心”，如图 14 所示，再单击 （确定） 即可。 13 图 14 配合列表 1 （ 4) 插入锥形塞， 用 移动零件，单击 （配合） ，选 择要阀体和锥形塞的所要求配合的线，选择“配合列表”中的“同轴心”，单击再单击（确定） 即可得到如图 15 所示的装配体 1。 图 15 装配配合 1 （ 5) 插入压盖， 用 移动零件，单击 （配合） ，选择要阀体和压盖的所要求配合的线，选择“配合列表”中的“同轴心”， 同时保持压盖的螺纹孔与阀体的螺纹孔对齐， 单击再单击 （确定） 即可得到如图 15 所示的装配体。 14 图 16 装配配合 2 （ 6) 需要插入标准件 螺栓，先单击菜单栏中的“工具”，选择 “插件”，在弹出的对话框中选择“ 如图 17 所示，以激活 设计库。 图 17 7) 打开 择国标 ，选择“螺栓与螺钉”中的“六角头螺栓”，单击鼠标右键，再弹出的对话框中选择生成零件， 在“属性”中选择“大小”为 “长度”中选择 25，完成标准件的生成，如图 18 所示。 图 18 螺栓 15 （ 8) 插入螺栓， 用 移动零件，单击 （配合） ，选择要阀体和螺栓的所要求配合的线，选择 “配合列表”中的“同轴心”，单击再单击 （确定） 即可完成对左孔的配合。 （ 9) 插入螺栓， 用 移动零件，单击 （配合） ，选择要阀体和锥形塞的所要求配合的线，选择“配合列表”中的“同轴心”，单击再单击（确定） ，从而完成整个装配过程，如图 19 所示。 图 19 旋塞阀的装配体 塞阀的 动画演示的生成 塞阀爆炸图和解除爆炸图的生成过程 旋塞阀爆炸图和解除爆炸图的生成 过程如下 ： （ 1) 先启动 件 , 单击菜单 “ 工具 ”“ 插 件” ,单击的选项栏 。在 出现的阀体，是整个是整个装配的关键零件。 （ 2) 单击 （打开）打开装配图（ 旋塞阀 ），点击图下方的 （动画），在动画一栏 （如图 20） 右侧选项中右键点击第一个 ，在视图定向中选择等轴测，再次右键点击 选择所有，将时间轴拉至 15 秒处。 （ 3) 单击 （爆炸视图），先后将千斤顶的 压盖 、 锥形塞 、 阀体分别拉至相应的 位置，在左侧爆炸会 相应 出现 图标，然后单击 （确定）。 16 图 20 动画生成选项 （ 4) 在动画一栏左侧选项中单击 （动画向导），在动画向导菜单中点击“爆炸”，点击”下一步” ,将“时间长度 ”设置为 15 秒，将“开始时间”设置为 2 秒，点击“完成”。 再次单击 （动画向导），在动画向导菜单中点击“解除爆炸”， 点击”下一步” ,将“时间长度”设置为 15 秒，将“开始时间”设置为 18 秒，点击“完成”。单击 （播放）观看生成后的爆炸视图，最后点击 （保存） ,再出现对话框中选择“ ” ,再单击确定即可，将 将生成的爆炸视图储存为 式进行储存。 形成爆炸视图（过程如图 21示 ） 图 21 爆炸图动 画演示 1 17 图 22 爆炸图动画演示 2 图 23 爆炸图动画演示 3 塞阀的模拟图生成过程 旋塞阀模拟图生成过程如下： （ 1) 打开 件，单击 （打开）打开装配图（千斤顶），点击图下方的 （动画），在动画一栏右侧选项中右键点击第一个 ，在视图定向中选择等轴测，再次右键点击 选择所有，将时间轴拉至 15 秒处。 （ 2) 单击 （模拟），选择“ 线性马达 ”一项，在图上点击 锥形塞 ，将锥形塞 拉出，点击 （确定），再次单击 （模拟），选择“ 旋转 马达”一项， 在图上点击 锥形塞 ， 再确定方向 ，点击 （确定）。单击 （播放）观看生成后的爆炸视图，最后点击 （保存）将生成的爆炸视图储存为 8 格式进行储存。 形成模拟视图 (如图 24示 ) 图 24 模拟动画演示 1 图 25 模拟动画演示 2 19 在整个毕业设计过程中，通过对 件的长期学习的过程中，我从理论上了解到了 模拟仿真的方法、关键技术、 应用领域，并且能够运用件对各种零件进行三维实体建模，掌握了利用爆炸视图和动 画演示来模拟零件的运动。在本文中我利用 件对旋塞阀进行了三维造型，并利用爆炸视图和动画演示对旋塞阀进行了运动模拟。由此向大家展示了旋塞阀的三维造型和变型设计的方法。但是对于 件进一步的研究不太深入，需要更加努力
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