旋转木马结构设计与动态仿真

1、旋转木马结构设计与动态仿真旋转木马结构设计与动态仿真 -主轴的加工工艺设计A1.1 。A1.1 。3 动态仿真动态仿真是指基于Pro/E 的动态仿真。Pro/E 是美国 PTC公司旗下产品Pro/Engineer软件的简称。Pro/E 是美国参数技术公司（ Parametric Technology Corporation, 简称PTC）的重要产品。是一款集CAD/CAM/CA功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软E件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAM/CA领域的新标准而得到业界的E认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。PTC的系列软件包括了在工业设计和

2、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/E 还提供了全面、集成紧密的产品开发环境。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的综合性MCAD软件。Pro/E 中的装配与动态仿真产品装配与机构仿真是Pro/E 的一项重要功能。当设计师进行产品组装与机构仿真是，能将设计师的设计意图直观的进行表达，可以以动态的方式将产品进行模拟的运行，也能从中检验机构是否存在不合理的干涉、自由度不满足等缺陷。总之该项功能能对设计师提供重要帮助。产品组装与动态仿真的一般方法在 Pro/

3、E 的装配模块中，对产品组装与机构仿真提供了两种不同的方法。约束装配当进行普通产品装配中，不考虑机构运动，或某些元件是固定不动的，那么在装配时可采用约束条件进行装配。（2）连接装配当进行机构运动仿真时，其机构组装必须考虑到哪些元件是运功的，哪些元件是固定不动的，对运动的元件要采用连接条件进行装配。其中约束装配只是按系统提供的方式，将机构各元件按一定的连接方式进行组装。这样得到的只是一个相对直观的产品外观的展示。而想要实现机构的动态仿真，各元件的连接方式姐必须采用“连接装配”因为系统中所提供的连接方式具有不同的自由度，在装配过程中就要按照自己的装配关系意图，再采用相应的连接方式。这样“应用程序”

4、中的“机构”分析模块中才能定义各种伺服电动机的参数，得到预期的动态仿真过程。旋转木马的动态仿真旋转木马的实体造型根据二维CAD图纸，对旋转木马的各个部件进行三维实体造型，其主要零件造型如下列爆炸图所示3.1 爆炸图1- 扭矩限制联轴器3.1 爆炸图1- 扭矩限制联轴器2- 垫铁 3- 减速电机4- 底盘 5- 减震滚轮6- 连接轴 7- 固定盘 8- 主轴9- 螺栓 10- 轴承 11- 轴承套 12- 螺栓 13- 焊接盘 14- 旋转盘 15- 转盘3.2.2 旋转木马的动态仿真根据上述方法，将旋转木马的零件进行装配，在装配的过程中，要考虑好选择要约束相应自由度的连接方式。即使用约束条件将

5、固定不动的零件或组件装配起来。使用连接条件将运动的零件装配起来进入机构模块。当以约束和连接条件将元件组装在一起之后，即可通过下拉式菜单“应用程序 /机构” 进入设计模块，主要步骤如下所示：1）伺服电动机定义3.2 伺服电动机定义12）分析定义3.3 伺服电动机定义23.4 分析定义对话框13）回放、动画、捕获、生成动画，最后保存，完成仿真。3.5 分析定义对话框23.6 回放3.7 动画3.8 捕获3.9 装配图结论本论文所设计的旋转木马是一种迷你的室内儿童玩具，由于款式较新颖，很受儿童的欢迎， 因此有着广阔的发展空间，而在发展过程中所暴露出的种种问题一直没有得到解决，由于是儿童玩具，其设备的

6、安全性很重要，所以本论文主要基于安全性的设计，同时进行改进和创新，通过论文的研究和设计，取得的成果如下：（ 1）为了使旋转木马在突发情况下采取紧急制动，电机采用了制动电机，实现了发情况下的紧急制动；（ 2）为了提高安全性，降低了转盘距离地面的高度，即将滚轮的位置由底盘的上面转移到了与底盘齐平的位置；（ 3）为防止转盘意外逆转（只能蜗杆带动涡轮转，反过来不行），损伤电机的情况发生，采用大传动比蜗轮蜗杆减速器；（ 4）为防过载，旋转木马采用了扭矩限制联轴器，实现了自我保护的能力；（ 5）为了提高转盘运动的平稳性及滚轮的寿命，滚轮采用了球面，从而增加了滚轮与转盘的接触面积，减小了应力；（ 6）为了减

7、震和降低噪声，在滚轮处采用弹簧减震装置，保证了滚轮与转盘的实接触，这样既克服了转盘在制造安装中产生的水平度误差对转盘运转平稳性的影响，又起到了很好的减震、降噪的效果致谢大学三年的学习，是我人生历程中宝贵的财富。在毕业设计完成之际，我衷心感谢所有关心和帮助过我的老师、同学、亲人、朋友。首先要对我的指导老师白斌老师表示衷心感谢，在课题的设计和撰写论文过程中，白老师对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我对论文和作品进行修改和完善，同时学校机房也提供了硬件支持。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢。另外还要感谢我周围的同学，在课题的研究过程中，通过讨论萌发了许多灵感，还在最后论文的撰写

8、和排版过程中提供热情的帮助。特别感谢父母及亲人，正是在他们的不断激励和帮助下，让我在学习的道路上鼓起勇气，克服困难不断前进。最后，对所有关心、帮助过我的人表示深深的敬意。参考文献 TOC o 1-5 h z 杨可桢，程光蕴，李仲生. 机械设计基础. 北京：高等教育出版社，2006谢刚，沈冰. 工程力学. 沈阳：东北大学出版社，2008杨黎明，黄凯，李恩至，陈仕贤. 机械零件设计手册. 北京：国防工业出版社，1986王大康，卢颂峰. 机械设计课程设计. 北京：北京工业大学出版社，2010成大先 . 机械设计手册. 北京：化学工业出版社，2004张世昌，李旦，高航. 机械制造技术基础. 北京：高等

9、教育出版社，2007孙志礼 . 机械设计. 沈阳：东北大学出版社，2000和庆娣 .Pro/ENGINEER Wildfire4.0 中文版基本操作与实例进阶. 北京：科学出版社，2008钟日铭 . Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 从入门到精通. 北京：机械工业出版社，2010荣涵锐 . 机械设计课程设计简明图册. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005Hindhede I, Uffe. Machine Design Fundamentals: A Practical Approach. New York:Wiley,1983.Rajput R K. Elements of

10、 Mechanical Engineering. Katson Publ. House,1985.Patton W.J. Mechnical Power Transmission. New Jersey; Printice-Hall,1908.Mechanical Drive. Machine Design.52(14),1908.Kollmann F.G. Rotating Elasto-Plastic Interference Fits. ASME,80-C2/DET-11.录 A1.1机械加工工艺过程卡片（厂名）机械加工工艺过程卡片产品型号零件 图号产品名称主轴零件 名称主轴共 1页第

11、1页材料牌号45钢毛坯 种类锻件毛坯外型尺寸每毛坯可制作件数1每台件数1备 注工序号工序 名称工序内容车 间工 段设备工艺装备工时准 终单 件1下料热轧45 钢自 由 锻锯床游标卡尺2热处理调质处理220 350HB3粗车三爪卡盘夹持工件，粗车右端面见平，钻中心孔。用尾座顶尖顶住，粗车 30 段，35段， 42 段三个台阶分别到尺寸 32.5， 36.9， 44.5。调头，粗车另一端面保证工件总长215mm，钻中心孔。用尾座顶尖顶住，粗车25 段，35 段两个台阶分别到尺寸 26.9， 38。车 工CA614045 度刀 ,麻花钻 ,60 度刀游标卡尺,止规4热处理退火5钳修研两端中心孔钳 工钳工台麻花钻6半精车双顶尖装夹工件，半精车42 段，35 段，30 段三个台阶分别到尺寸43， 35.4， 31.0。调头，双顶尖装夹工件，半精车25 段到尺寸 25.4， 车 35 段到尺寸36。车 工CA614045 度刀，60度刀游标卡尺，止规7精车双顶尖装夹工件，精车30 段， 35 段，42段到规定尺寸，调头，双顶尖装夹工件，精车 25， 35 到规定尺寸。车 45倒角两个。车 工CA614045 度刀，60度刀游标卡尺，止规8钳划键槽加工线钳工台卡规，深度游标卡