毕业设计论文-山楂去核机

真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。/真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。（）大学毕业设计论文设计（论文）题目：经济型山楂去核机设计系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：09机制姓名：学号：指导老师：完成时间：2012-11摘要山楂为药、食两用品种，近年来在医药、保健、食品等方面用量大增。在以山楂为原料加工饮料、罐头、果脯和果干制品时去核作业是一项十分重要的前处理工序。我国现在山楂的去核都是采用手工操作。一般每人每天(以8h计)加工山楂50~60kg，劳动强度大。近年来，随着经济的发展和人们生活水平的提高，和对食品质量要求变高，以往的手工操作远不能满足现代水果加工的需求，研制一种新的去核机构是山楂加工业的前景所趋。山楂去核机的一般工作过程为：山楂的喂入、定位、夹持、切削与去核、成品与下脚料的分别收集。由于山楂的外形并非旱规则形状．因此在机械加工时，采用山楂的外形进行定位、夹持，不能保证山楂核的中心线刀具的中心线重合，定位、夹持会出现偏差，增加了山楂的破碎率和去核的不净率。通过对部分山楂品种的物理结构研究：山楂核的中心线与山楂的花蕊凹点(下凹点)与花蒂凹点(上凹点)的连线接近重合。此提出以上F凹点为山楂的定位基准，进行山楂去核机的整体设计。即采用中心定位方式，保证山楂喂入时的定位精度。针对当前山楂去核机存在的问题，综合各类水果去核机优点，设计出了经济型的山楂去核机，主要包括：旋转间歇机构、自动下料机构、冲针往复运动机构，废料回收机构，各机构动作协调，去核率高，对实现我国去核自动化有深远的意义。关键词：去核机、冲针、间歇机构ABSTRACTInrecentyears,Hawthorn,inmedicine,healthcare,asfoodconsumptionsoarformedicine,foodandvarieties.Inhawthornasrawmaterialprocessingbeverages,cannedandpreservedfruitanddriedfruitproductstonuclearworkisaveryimportantpretreatmentprocess.Ourcountrynowthehawthorntonuclearweremadebymanualoperation.Generalperpersonaday(8hmeter)processinghawthorn50~60kg,laborintensity.Inrecentyears,withthedevelopmentofeconomyandtheimprovementofpeople'slivingstandardandfoodqualityaskstobehigh,inthepast,themanualoperationfarcannotsatisfythedemandofmodernfruitprocessing,researchanddevelopanewtonuclearagencyistheprospectofhawthornprocessingindustrytend.Hawthornpittergeneralworkingprocessis:hawthornthefeeding,positioning,clampingandcuttingandgonuclear,finishedproductandscrapsofcollectedrespectively.Duetotheappearanceofhawthornisnotdryrulesshape.Soinmechanicalprocessing,theshapeofthehawthornforpositioning,clamping,cannotguaranteehawthornnuclearcenterlinetoolcenterlinecoincidence,positioning,clampingwillappeardeviation,increasedthehawthornbrokenrateandtonuclearnotnetrate.Basedonthephysicalstructureofhawthornfruitvarieties:hawthornnuclearcenterlineandhawthorncentresignifiesconcavepoint(concavepoint)andHuaDiconcavepoint(concavepoint)oftheconnectionclosecoincidence.ThisputforwardaboveFconcavepointforlocatingdatumofhawthorn,hawthornpitteroveralldesign.Theyarethecenterpositioningway,andguaranteethehawthornfeed，Whenthepositioningaccuracy.Inviewofthecurrenthawthornpitterexistencequestion,thecomprehensiveallkindsofstoningmachineadvantages,designoutoftheeconomyofhawthornpitter,mainlyincluding:rotaryintermittentmechanism,automaticfeedingmechanism,bluntneedlereciprocatingmotionmechanism,wasterecyclinginstitutions,organizationsactioncoordination,tonuclearrateishigh,torealizeourcountrytonuclearautomationhasprofoundmeaning.Keywords:Pitter,bluntneedle,intermittentmechanism目录摘要 -2-ABSTRACT -3-第一章概述 -5-1.1山楂去核机的分类及特点 -5-1.2国内山楂去核机的发展现状 -7-1.3国外山楂去核机的发展现状 -8-1.4课题的研究内容 -9-第二章经济型山楂去核机方案设计 -10-2.1山楂去核机的设计要求 -10-2.2山楂去核机方案对比 -10-2.3山楂去核机原理分析 -12-2.4山楂核残留、冲偏和冲烂的解决方案 -13-2.5本章小结 -14-第三章经济型山楂去核机选型计算 -15-3.1负载参数确定 -15-3.2减速器、电机的选型计算 -15-3.3气缸和导轨选型 -17-3.4同步带的选型计算 -21-3.5刀具参数选择 -30-3.6本章小结 -32-第四章山楂去核机的三维建模 -33-4.1SOLIDWORKS软件介绍 -33-4.2转动系统三维建模 -36-4.3冲核系统三维建模 -39-4.4山楂去核机装配体 -41-4.5本章小结 -42-设计总结 -43-致谢 -44-参考文献 -45-第一章概述1.1山楂去核机的分类及特点山楂去核机主要分为两类：电动去核机和手工去核机。电动去核机如图1.1、1.2所示，可将山楂加工成盲孔、通孔、挖净枯花三种效果。第一种小型山楂去核机加工成盲孔：刃具从山楂开花的一端进去将核掏出。去核后是一端有眼的盲孔，山楂外形不变象顶小帽。适合穿成串做冰糖葫芦，去核刃具直径为10毫米，孔的口径小，保留的果肉多，去核干净。根据对机器操作熟练程度的不同，每小时加工山楂20-40斤。

第二种大型山楂去核机加工成通孔：刃具从山楂开花处的一端进去将核掏出，山楂被挖个通孔但外形不变。适合做罐头，也可以将山楂的孔中填入果酱做冰糖葫芦用。去核刃具直径为10毫米，两端口径一样大。保留的果肉多，去核干净。加工成通孔比加工一头有眼的盲孔速度要快1/3、比手压机速度快一倍左右。根据对机器操作熟练程度的不同，每小时加工山楂30-50斤。

第三种小型山楂去核机挖净枯花：刃具从山楂开花处的一端进去约5毫米深左右，将干枯的花蕾挖去。山楂核仍保留，山楂外形不变。此种加工后的山楂适宜做蜜饯果脯用。不仅枯花清除的干净，而且刃具上的加长尖通出的深孔，还有利于糖液的渗入。提高果脯产品质量和档次。本机操作简单速度快，每小时加工山楂40-60斤。图1.1多冲头电动山楂去核机图1.2单冲头电动山楂去核机脚踏式山楂去核机如图1.3所示，不用电，完全手工操作。市场上常见的手压机最大的缺点是：因为担心山楂被压碎或被压裂口,工作时小心谨慎去核效率不高。脚踏式山楂去核机经过技术改造，将原来的只有下部刀片改为上下均有刀片。彻底解决了山楂被压时容易裂口的问题，破损率几乎等于零。改造后轻轻用力即可快速加工，极大的提高了去核效率。但该手动机只能将山楂加工成两头透气的通孔。适宜做罐头，也有将山楂横着穿串填入果酱做冰糖葫芦用的。每小时可去核30斤左右。图1.3脚踏式山楂去核机1.2国内山楂去核机的发展现状山楂是我国特有的药果兼用树种。山楂品种繁多，鲜食和加工果均在市场上销售看好。山楂在山地、平原、丘陵、沙荒地、酸性或碱性土壤，均可栽培山楂为药、食两用品种，近年来在医药、保健、食品等方面用量大增。在以山楂为原料加工饮料、罐头、果脯和果干制品时去核作业是一项十分重要的前处理工序。我国现在山楂的去核都是采用手工操作。一般每人每天(以8h计)加工山楂50~60kg，劳动强度大。近年来，随着经济的发展和人们生活水平的提高，和对食品质量要求变高，研制一种新的去核机构是山楂加工业的前景所趋。中国从20世纪80年代后期着手对去核机进行研制，并陆续推出一些产品。但真正在生产中推广应用的并不多。在众多的果品加工厂中，去核作业至今基本上仍靠手工或十分简陋的工具完成。中国研制的核果水果去核机具，按其结构特点和工作部件的不同，大体可分为剖分式、对辊式和捅杆式等几大类。（1）剖分式去核机对于体积较大的核果类水果如桃、杏、李等的去核，常采用部分分割式去核机，它的主要是采用剖分刀把水果分成两半，再通过振动筛或手工辅助脱核。该设备结构简单且工作可靠。但对于粘核类果品存在去核率不高且果肉损失率大以及人工劳动强度高等特点。（2）对辊式去核机此类去核机使用于果肉与果核易分离的核果类水果。果品由推压装置被送入两辊子之间，在两辊子挤压下，大部分果肉被挤入不锈钢齿辊中的齿间间隙中，二果核则使橡胶辊子的表面胶层变形并凹入其中。再经两辊子下方的核肉分离调节装置使核肉分离，分离后的果核在橡胶层弹性作用下脱离橡胶辊子落入果核收集装置，而果肉则由类似梳子式的回收装置将嵌在齿盘间的果肉梳出，流入果肉收集斗中，从而达到核果自动分离。中国研制的新型对辊式去核机以及西北农林科技大学机械与电子工程学院的老师研制的山茱萸去核机都属于此类。除针对辊式去核机果肉损失大的缺点增加了清核装置外，山茱萸去核机快辊设计成浮动式，当较大尺寸的果实进入核间隙时，快辊可在水平方向上瞬时移动，增大了去核间隙，保持了果肉的完整。但对辊式去核机去核后果肉损失率较高，去净率不够理想，果肉损失率可以很高，该机械仅仅适用于果汁、饮料的加工。（3）捅杆式去核机捅杆式去核机是通过粗细与果核基本相同的捅杆把果核捅出。典型的是山楂去核机。捅杆式去核机适用于大小一致、核易脱离的水果的去核作业，果肉完整性较好。它还可对海棠、太平果去芯，若配置相应的刀具和果模，也适用于鲜果去核和莲籽去芯作业，但也存在着工作效率低和果肉损失等问题。（4）打浆式去核机打浆式去核机仅适用于果核坚硬而不易击碎的核果的去核作业，如芒果打浆去核机。但果肉经打浆后粉碎率极大，只能用于果汁、饮品等的生产。（5）刮板式去核机该机主要由螺旋输送器、网筛、带齿板、搓板等构成。果料等由进料口经螺旋输送器进入筛网。利用刮板的转动作用和螺旋输送器作用，使果品沿着圆筒筛向出口端移动，其轨迹为一螺旋线。而果肉在刮板、圆筒筛网和搓板之间的移动过程中受离心力和摩擦力作用而变成小碎块，穿过筛网孔落入果肉收集斗，果核则从圆筒另一端出口排出，以达到果肉分离的目的。由于设置了搓板机构，使果肉快速变碎易穿过筛网孔，又可保护果核不被击碎。1.3国外山楂去核机的发展现状美国FMC公司80年代韧向市场推出了一种自动转矩式粘核桃去核机。每分钟可加工80个桃子，其生产率约800kg/h左右。该机采用l4个小杯对桃子进行定位和输送。每个杯子底部有一带凸起的小转轴。小轴在链条带动下始终旋转着。只要杯内桃子的凹部不在小凸起的上方，桃子外圈就会与凸起接触并被其带动旋转着这时，桃子保持直立状态，劈刀将果内劈成两半启，央持挑子的两个橡胶夹板相向转动150，使果内与撬核分离。该机可以整十加工季节连续工作而不必停机润精。谓节和清洗也十分方便。由于它保持了去核后果内的完整性，因此比较适合于罐头、果脯和果干加工厂使用。由于该机结构较复杂，成本较高而国内罐头、果脯等食品均属徽利产品，因此在我国推广起来存在一些难度。意大利BERTUZZI公司推出了一种滚于去核机，它适合于离接型槐、杏、李等核果的果内与果核的分离。滚子心部材料为碳钢，外面覆盖一层弹性适中的橡胶层，辊子由数十齿状圈盘组成。各盘问有一定间隔，在两辊子上方有一推压装置，当它将物料推人两辊子之间时t物辩l在两辊子的挤压下，果内被挤入齿辊中的齿间隔，而果核脱离滚子的橡胶层变形而凹入橡胶层中。当转过一定角度后，橡胶的弹性作用使果核脱离滚子而进入果核收集斗。在辊子下方有一可调的分离装置使内核有效分离I在齿辊下方还有一个类似梳子的装置将嵌在滚子齿盘问的果内梳出，落人果内收集斗。从而达到核内分离的目的。它适用于带内果汁饮料、果装、果酱、果汁饮料等品种的去核工序，具有生产效率高等特点，有较高的推广价值。随着人民生活水平的不断提高，人民对食品质量的要求也越来越严格。生产厂家也意识到前处理工序对产品质量有着不可忽视的影响，各厂家纷纷寻找合适的前处理设备。由于许多前处理设备在国内尚属空白，因此，开发性能优良的去核机及其它前处理设备是形势所需。核果类水果主要指桃、李、杏、山楂、红山楂及橄榄等，它们在水果总产量中占有较大的比例。在以它们为原料加工饮料、罐头、果脯及果干制品时，去核作业是一项十分重要的前处理工序。以往所采用人工作业，不仅占用大量劳动力、劳动强度大、生产率低，并且产品质量难以控制。因此，实行水果去核的机械化作业是水果加工业中必然的发展趋势。1.4课题的研究内容（1）系统运动方案设计，提出几种可行的方案，进行优化对比，选出一种最优的方案进行设计。（2）山楂去核机主传动结构及工作原理分析。（3）传动系统的选型计算，对电机的扭矩、功率进行计算；减速器的额度负载、传动比进行理论计算；间歇机构（凸轮分割器）进行选择；气缸的缸径、推力进行选择。（4）采用三维软件对传动系统中的零部件进行结构设计。（5）对经济型山楂去核机进行运动仿真。第二章经济型山楂去核机方案设计2.1山楂去核机的设计要求（1）把打标识机与电机结合实现连续去核工作的效果（或利用冲床结构原理）。

（2）利用工作台的旋转一定角度，暂停3—4秒，实现山楂的去核。

（3）整个过程在6秒左右，去核率达到98%，山楂不破损，不用做任何处理，一次性完成作业，山楂大小不受限制，摆放山楂位置和刀具作业位置完全分离，保证操作人员的人身安全。（4）解决现有去核机器中普遍存在的山楂核残留、冲偏和冲烂等问题。

（5）电动山楂去核机，操作方便安全、速度快、效率高。据了解现在市面上的去核机机械基本上可以分为履带式去核机，手动去核机，转盘去核机，导杆去核机，手动去核效率低，不安全，不适于进行大批山楂去核的生产。2.2山楂去核机方案对比（1）典型履带式去核机如图2.1包括有：电机、传动轮、传动轴、捣机、及其下端的冲头，电机与传动轮联结，传动轮通过传动轴与捣机联结，其特征在于：冲头下断面和冲针，在再冲头下方设有载山楂履带，载山楂履带上开有若干孔，载山楂履带下方设有模板，模板上对应于冲核针和冲山楂针开有若干漏核孔和漏山楂孔，履带一端触联有驱动轮，一端触联有从动轮，驱动轮通过传动装置与传动轮联接，在履带一端的上端设有山楂箱。驱动轮和从动轮均为多面体轮，载山楂履带是由若干个带板组合联接而成的。图2.1履带式去核机1-电机；2-传动轮；3-传动轴；4-捣机；5-冲头；6-冲核针；7-冲山楂针；8-载山楂履带；9-山楂孔；10-模板；13-驱动轮；14-从动轮；15-传动装置；15a-传动杆；15b-传动齿轮；16-山楂箱；17-带板此设备使用时，将山楂注入山楂箱，山楂箱中的漏山楂在载山楂履带上的山楂孔中。电机带着传动轮运转，将山楂运至冲头下方，冲核针先将山楂核冲出，然后冲山楂针将山楂冲出，实现冲核目的。是一种改良的红山楂去核机，其工作效率高，安全性能强，结构简单合理，使用方便安全。不足之处是对山楂的周径大小适应能力较低，是的原料使用率低，产能不高。（2）典型转盘式去核机如图2.2包括有:电动机、主动轮、冲针，其特征在于：主动轮通过曲轴、连杆与带有若干冲针的机头活动联结，冲针由半部分的冲核针与半部分的冲山楂针组成，冲针下方是间歇式旋转盘，旋转盘上设有若干隔离区，隔离区上设有红山楂定位孔，主动轮由传动装置分别联接旋转盘下方的转盘轴以及料斗下方的定量给山楂总成，在旋转盘下方对应于机头位置设有半部分的漏核区和半部分的漏山楂区，与之相对应设有山楂核传送带和红山楂传送带。传动装置包括从动轮和与之联结的连杆。图2.2转盘式去核机1-电动机；2-皮带；3-主动轮；4-曲轴；5-连杆；6-冲针；6a-冲核针；6b-冲山楂针；7-机头；8-旋转盘；9-隔离区；10-红山楂定位孔；11-从动轮；12-转盘轴；13-料斗；14-定量给山楂总成；15-漏核区；16-漏山楂区；17-山楂核传送带；18-红山楂传送带；19-导轨；20-扶正装置；21-清除装置此设备无需手持单个红山楂逐个进行操作，提高了工作效率，也提高了安全性能。其不足之处是可能将山楂压烂，或将山楂核挤到一边的山楂肉中，导致成品合格率低。对山楂的周径大小适应能力低，是的原料使用率低。2.3山楂去核机原理分析经以上对比分析确定了最终的设计方案，采用电和气相结合的双重控制来实现山楂的去核，方案如图2.3所示。电动控制回收装置下料装置间歇转盘气动控制电动控制回收装置下料装置间歇转盘气动控制图2.3新型山楂去核机本文设计的新型山楂去核机主要包括电动控制部分、气动控制部分、旋转间歇转盘、下料装置以及山楂核的回收装置。各个部分之间的动作能够协调，控制原理如图2.4所示，电机安装在支架上，输出轴与减速器的输入轴相连，减速机起到增大扭矩降低速度的作用，减速机输出端连有带轮，经过同步带练到凸轮分割器（间歇机构），从而带动转盘开始旋转，转盘分为12等分，没3秒停一下，人工开始上料，转盘上方有弹簧片，用于定位，同时气缸带动冲针向下运动，将山楂核冲掉，该机构还有废核回收，以及自动下料装置。图2.4新型山楂去核机工作原理2.4山楂核残留、冲偏和冲烂的解决方案为解决现有山楂去核机器中普遍存在的核残留、冲偏和冲烂等问题，进一步提高产品的质量和成品率，分析了现有机器定位对准方式，指出了产生上述不足的原因是由于没有考虑山楂大小不同引起山楂核与去核刀具相对位置的变化。红枣去核时，去核刀具应始终对准枣核中心。但由于红枣的大小不同和定位不合理，使得去核刀具经常偏离山楂核中心，造成冲偏、冲烂现象，影响质量和成品率。文献［1－2］利用定位盘上的弧形槽和变半径挡圈进行定位，山楂被直立定位在弧形槽内，由与定位座位置相对固定的捣杆去核，没有考虑到大小不同引起山楂核中心位置的变化，适应能力不强。专利200820004133．［3］采用了一种专用的去核模板，红山楂直立在模板内进行定位，然后进行冲核，也没考虑山楂核中心与去核刀具相对位置的变化。为保证直立式定位的稳定性，专利03262421．2［4］提出了一种带弹性套的校正机构，利用两个大端相对的锥面将直立的红山楂进行校正，防止红山楂歪斜，但该方式仅适用于大小适中的红山楂。文献［5］设计了一种可分离式的楔形模具来对红山楂进行夹紧和定位，该方法新颖，但也对红山楂大小有一定的限制，另外该模座结构较复杂。上述研究没有考虑红山楂大小变化引起山楂核位置的变化，也没有解决压紧后因红山楂变形产生的去核刀管与山楂核的不对准问题，使得现有机器普遍存在适应性差、去核不彻底、成品率低等不足之处。针对上述缺陷，文中通过对平躺式定位方式下不同大小红山楂定位后枣核中心位置变化规律的定量分析，设计了一种针对平躺式定位的对准机构，并对机构的对准误差和主要影响因素进行了详细分析。该机构能够调整山楂的位置，适应不同的大小变化，上方的弹簧片能够将山楂压紧，并将位置限制。定位孔弹簧片定位孔弹簧片2.5本章小结首先针对本课题提出的要求，对市面上的各种去核机进行分析比较，了解他们之间的确缺点与长处，结合各种机构特点，设计出了新型山楂去核机，主要包括电动控制部分、气动控制部分、旋转间歇转盘、下料装置以及山楂核的回收装置，各个部分之间的动作能够协调能够实现的山楂的自动下料和山楂核的自动回收。第三章经济型山楂去核机选型计算3.1负载参数确定山楂去核机标准件的选择需要考虑以下四个因素：负载参数、减速器的参数、电机的参数。负载参数计算分为两步：机器人运转时间的确定、负载力矩的确定。减速器参数选择分为三部分：减速比的确定、平均输入转速的确定、平均负载力矩的确定；电机参数的选择也分为三部分：电机扭矩的确定、电机功率的确定、惯量匹配。根据已知要求，每个工位的时间为6s，总共12个工位，因此（3.1）设加速时间为0.1s，则角加速度为：（3.2）根据设计要求：圆盘的半径为275mm，质量为10kg，因此转动惯量为：（3.3）负载的力矩为：（3.4）电机与末端的转盘之间有多级传动，设安全系数为1.5，则总的力矩为：(3.5)3.2减速器、电机的选型计算减速比的确定：预选电机的额定转速为1000r/min，减速比i为：考虑到速比较大，因此选用多级集成的减速箱。电动机的基本原则：1）电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求，电动机工作过程中对电源供电质量的影响（如电压波动、谢波干扰等），应在容许的范围内；2）按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率，电动机的温升应在限定的范围内；3）根据环境条件、运行条件、安装方式、传动方式，选定电动机的结构、安装、防护形式，保证电动机可靠工作；4）综合考虑一次投资几运行费用，整个驱动系统经济、节能、合理、可靠和安全。现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动，这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是许多机电系统的核心，因此，伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满足给定负载要求的电动机，然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。

伺服电机的选型计算方法：

一、转速和编码器分辨率的确认。

二、电机轴上负载力矩的折算和加减速力矩的计算。

三、计算负载惯量，惯量的匹配，安川伺服电机为例，部分产品惯量匹配可达50倍，但实际越小越好，这样对精度和响应速度好。

四、再生电阻的计算和选择，对于伺服，一般2kw以上，要外配置。

五、电缆选择，编码器电缆双绞屏蔽的，对于安川伺服等日系产品绝对值编码器是6芯，增量式是4芯。这里只考虑电机的动力问题，对于直线运动用速度v(t)，加速度a(t)和所需外力F(t)表示，对于旋转运动用角速度(t)，角加速度(t)和所需扭矩T(t)表示，它们均可以表示为时间的函数，与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机，最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值，但仅仅如此是不够的，物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分，但在实际的传动机构中它们是受限制的。用峰值，T峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限，n上限=峰值，最大/峰值，同样，电机的最大扭矩决定了减速比的下限，n下限=T峰值/T电机，最大，如果n下限大于n上限，选择的电机是不合适的。反之，则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的，而且传动比的准确计算非常繁琐。

新的选择方法

一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开，并用图解的形式表示，这种表示方法使得驱动装置的可行性检查和不同系统间的比较更方便，另外，还提供了传动比的一个可能范围。这种方法的优点：适用于各种负载情况；将负载和电机的特性分离开；有关动力的各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此，不再需要用大量的类比来检查电机是否能够驱动某个特定的负载。

在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如，一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响，而且，为输出同样的运动，电机就得以较高的速度旋转，产生较大的加速度，因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反的两个方面。通常，应用有如下两种方法可以找到这个传动比n，它会把电机与工作任务很好地协调起来。因负载力矩较小，选用功率为200w，额定转速为为1000r/min的电机3.3气缸和导轨选型气缸的选型及计算图3.1气缸1.气缸的选型步骤气缸的选型应根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。下面以单活塞杆双作用缸为例介绍气缸的选型步骤。（1）气缸缸径。根据气缸负载力的大小来确定气缸的输出力，由此计算出气缸的缸径。（2）气缸的行程。气缸的行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选用满行程。（3）气缸的强度和稳定性计算（4）气缸的安装形式。气缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定。一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选用相应的特种气缸。（5）气缸的缓冲装置。根据活塞的速度决定是否应采用缓冲装置。（6）磁性开关。当气动系统采用电气控制方式时，可选用带磁性开关的气缸。（7）其它要求。如气缸工作在有灰尘等恶劣环境下，需在活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需选用无给油或无油润滑气缸。2.气缸直径计算气缸直径的设计计算需根据其负载大小、运行速度和系统工作压力来决定。首先，根据气缸安装及驱动负载的实际工况，分析计算出气缸轴向实际负载F，再由气缸平均运行速度来选定气缸的负载率q，初步选定气缸工作压力（一般为0.4MPa～0.6MPa），再由F／q，计算出气缸理论出力Ft，最后计算出缸径及杆径，并按标准圆整得到实际所需的缸径和杆径。关键参数：1-气缸的实际出力F，取决于负载重量或工艺需求2-使用压力p3-负载率η：实际出力F与理论F0出力的比值图3.2气缸负载状态直线导轨的选型分类介绍本文所说的直线导轨均指滚动直线导轨。种类按滚动体类型分有滚珠导轨滚珠、滚柱导轨，前者包括交叉滚珠导轨，而交叉滚柱导轨则可归于后者。按形状分有方轨（截面尺寸大致呈等边矩形）和扁轨（截面尺寸大致呈扁平的矩形），不说明的一般指方轨，扁轨的官方称呼是微型滚珠滑轨。按制造结构分又可分成2排滚珠（或滚柱，下同）导轨、4排滚珠导轨等等。型号编排介绍：目前直线导轨市场标准化程度相对比较高，除某些日本品牌之外多数种类各品牌之间可以替换，这也整个传动机械产品市场的趋势。各厂家大致的型号编排规则有两类，一类是欧系，一类是日系，前者以德系产品为代表，编号比较复杂，主要是字母和数字混合编号，但是数字含义比较复杂，有的就干脆全是数字，中间以点号隔开，比如：23.1。日系产品以日本产品为代表，编号相对简单一点，大致方式也是字母和数字，一般前面是数字，表示产品系列，后面的数字表示相关规格尺寸，例如轨的宽度、长度、滑块数量等，再后面的字母表示其他如形状精度等指标。上述描述是指大致编号原则，具体型号请参阅该品牌产品样本。选型基本原则：1优先性能而不是价格：满足设计要求应是用户首先考虑的目标，然后找到恰当的供应商获得相对低价才是正途。机械产品特别是零部件行业极少有暴利情况，除高端品牌外如果忽略渠道因素你基本可以认为价高质优。2优先选择产品类型而不是品牌：作为用户在适当的时候适当的场合选用不同品牌的产品十分必要3优先考虑标准型号而非特殊型号：每个厂家的样本都会在同一个产品下列举很多规格，但实际上可能大部分都不生产或供货期很长，所以，非必要不要选用非常规规格，以避免在订货、交货期、维修等环节造成困扰。4优先考虑该品牌的持续供货能力而非单规格或单个订单：不要轻信任何厂家的打折促销选型步骤和参数考量：1确定轨宽。轨宽指滑轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一，四排滚珠（也有部分两排珠的）的方轨现货产品一般有15、20、25（23）、30（28）、35（34）、45、55（53）、65（63），某些品牌最大只生产到45规格，有些小厂家可能只到30。期货产品也有85、120等，但大部分厂家不生产。扁轨（微型滑轨，基本是两排滚珠）规格有3、5、7、9、12、15，上述6个规格又各有一个宽型规格（滑轨宽度是标准型的2倍，其中15型滑轨的安装孔是2列），一共12种，但是有些厂家不能生产7以下的型号，具体请咨询该品牌供应商。2确定轨长。这个长度是轨的总长，不是行程。全长=有效行程+滑块间距（2个以上滑块）+滑块长度×滑块数量+两端的安全行程，如果增加了防护罩，需要加上两端防护罩的压缩长度。需要注意的是，事先问清楚该品牌该规格导轨整支的最大长度，超过这个长度是需要对接使用的。多数厂家整支长度最大是4000（微轨一般是1000），有些是3000，这和厂家的加工设备有关。需要对接并且用户想事先在机器上加工安装孔的情况下最好提供接口图纸。另一点请特别注意，导轨上的安装孔孔间距是固定的，用户在确定轨长时要注意位置，例：15的轨，长600。如果不告诉供应商需要的端部尺寸，一般到货的状态是10个安装孔，导轨两端面到各自最近的安装孔中心的距离是30、30，但也有可能是其他尺寸。各品牌对端部尺寸的出货规定略有差异，多数是默认两端相等。还有一点，导轨的长度误差，一般品牌默认2000以下±1~2mm，2000~4000的±2~3mm，如果用户要求比较精确，最好在订购合同上注明误差值或提供图纸。这种情况供应商可能会收取附加加工费。3确定滑块类型和数量。常用的滑块是两种：法兰型，方形。前者高度低一点，但是宽一点，安装孔是贯穿螺纹孔，后者高一点，窄一点，安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分（有的品牌也称为中负荷、重负荷和超重负荷），主要的区别是滑块本体（金属部分）长度不同，当然安装孔的孔间距也可能不同，多数短型滑块只有2个安装孔。滑块的数量应由用户通过计算确定，在此只推荐一条：少到可以承载，多到可以安装。滑块类型和数量与滑轨宽度构成负载大小的三要素。4确定精度等级。任何厂家的产品都会标注精度等级，有些厂家的标注比较科学，一般采用该等级名称的第一个字母，如普通级标N，精密级标P。有些厂家以1、2、3、4、5表示精度从高到低，也有反过来的，总之以把客户弄糊涂为原则。用户若质疑其精度，可以查阅样本。精度是个综合概念，一般由滑块基准侧面相对同侧滑轨侧面的行走直线误差、组合高度误差，滑轨侧面至滑块基准侧面宽度误差、成对高度误差以及成对宽度误差构成。对于多数产业机械，普通级精度可以满足要求，高一点的就选H级，数控机床等设备以选择P级常见，其他超精密机械选择SP（超级精度）、UP（顶级精度）为宜。后面3个等级需要苛刻的安装、使用条件才能展示其性能。5确定其他参数除上述4个主要参数外，还有一些参数需要确定，例如组合高度类型、预压等级等。组合高度类型主要有2类：高组装型和低组装型，顾名思义，高组装型的组合高度（滑轨的底面到滑块的顶面）要高一些，而低组装型要低一些，视规格大小差异在2~7mm之间，造成这个差异的原因是滑块高度尺寸不同，一般与滑轨无关（也有部分品牌轨和块均不同）。3.4同步带的选型计算同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。同步带传动（见图4-1）时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-20℃―80℃，v<50m/s，P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。图3.3同步带传统同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。同步带的特点(1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；(2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；(3)、传动效率高，可达0.98，节能效果明显；(4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低；(5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；(6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。同步带传动的主要失效形式在同步带传动中常见的失效形式有如下几种：(1)、同步带的承载绳断裂破坏同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生弯曲疲劳折断(见图4-2)。图3.4同步带承载绳断裂损坏(2)、同步带的爬齿和跳齿根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学两种因素所引起。因此为避免产生爬齿和跳齿，可采用以下一些措施：1、控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。2、控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许的节距误差范围内。3、适当增大带安装时的初拉力开。，使带齿不易从轮齿槽中滑出。4、提高同步带基体材料的硬度，减少带的弹性变形，可以减少爬齿现象的产生。(3)、带齿的剪切破坏带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹此裂纹逐渐向齿根部扩展，并沿承线绳表面延件，直至整个带齿与带基体脱离，这就是带齿的剪切脱落。造成带齿剪切脱落的原因大致有如下几个：1、同步带与带轮问有较大的节距差，使带齿无法完全进入轮齿槽，从而产生不完全啮合状态，而使带齿在较小的接触面积上承受过大的载荷，从而产生应力集中，导致带齿剪切损坏。2、带与带轮在围齿区内的啮合齿数过少，使啮合带齿承受过大的载荷，而产生剪切破坏。3、同步带的基体材料强度差。为减少带齿被剪切，首先应严格控制带与带轮间的节距误差，保证带齿与轮齿能正确啮合；其次应使带与带轮在围齿区内的啮合齿数等于或大于6，此外在选材上应采用有较高勿切韧挤压强度的材料作为带的基体材料。图3.5带齿的剪切破坏(4)、带齿的磨损带齿的磨损包括带齿工作面及带齿齿顶因角处和齿谷底部的廓损。造成磨损的原因是过大的张紧力和忻齿和轮齿间的啮合干涉。因此减少带齿的磨损，应在安装时合理的调整带的张紧力；在带齿齿形设计时，选用较大的带齿齿顶圆角半径，以减少啮合时轮齿的挤压和刮削；此外应提高同步带带齿材料的耐磨性。图3.6带齿磨损(5)、同步带带背的龟裂同步带在运转一段时期后，有时在带背会产生龟裂现象，而使带失效。同步带带背产生龟裂的原因如下，1、带基体材料的老化所引起；2、带长期工作在道低的温度下，使带背基体材料产生龟裂。防止带背龟裂的方法是改进带基体材料的材质，提向材料的耐寒、耐热性和抗老化性能，此外尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。同步带传动的设计准则：据对同步带传动失效形式的分析，可知如同步带与带轮材料有较高的机械性能，制造工艺合理，带、轮的尺寸控制严格，安装调试也正确，那么许多失效形式均可避免。因此，在正常工作条件下，同步带传动的主要失效形式为如下三种；(1)同步带的承载绳疲劳拉断；(2同步带的打滑和跳齿；(3)同步带带齿的磨损。因此，同步带传动的设计淮则是同步带在不打滑情况下，具有较高的抗拉强度，保证承线绳不被拉断。此外，在灰尘、杂质较多的工作条件下应对带齿进行耐磨性计算。同步带分类同步带齿有梯形齿和弧齿两类，弧齿又有三种系列：圆弧齿(H系列又称HTD带)、平顶圆弧齿(S系列又称为STPD带)和凹顶抛物线齿（R系列)。梯形齿同步带梯形齿同步带分单面有齿和双面有齿两种，简称为单面带和双面带。双面带又按齿的排列方式分为对称齿型（代号DA)和交错齿型(代号DB〕。梯形齿同步带有两种尺寸制：节距制和模数制。我国采用节距制，并根据ISO5296制订了同步带传动相应标准GB/T11361～11362-1989和GB/T11616-1989。弧齿同步带弧齿同步带除了齿形为曲线形外，其结构与梯形齿同步带基本相同，带的节距相当，其齿高、齿根厚和齿根圆角半径等均比梯形齿大。带齿受载后，应力分布状态较好，平缓了齿根的应力集中，提高了齿的承载能力。故弧齿同步带比梯形齿同步带传递功率大，且能防止啮合过程中齿的干涉。弧齿同步带耐磨性能好，工作时噪声小，不需润滑，可用于有粉尘的恶劣环境。已在食品、汽车、纺织、制药、印刷、造纸等行业得到广泛应用。1.2同步带传动设计计算1.电机额定输出功率为0.2kw2、确定计算功电动机每天使用24小时左右，查表4-1得到工作情况系数KA=1.7。则计算功率为：3、小带轮转速计算通过上面的计算为：1000r/min4、选定同步带带型和节距由同步带选型图可以看出，由于在这次设计中功率转速都比较小，所以带的型号可以任意选取，现在选取H型带，节距Pb=12.7mm表3-1工作情况系数看KA图3.7同步带选型图5、选取主动轮齿数查表4-2知道小带轮最小齿数为18，现在选取小带轮齿数为18。6、小带轮节圆直径确定表4-2小带轮最小齿数表7、大带轮相关数据确定由于系统传动比为1:1，所以大带轮相关参数数据与小带轮完全相同。齿数18，节距12.7mm。8、带速v的确定9、初定周间间距根据公式得：10、带轮啮合齿数计算有在本次设计中传动比为一，所以啮合齿数为带轮齿数的一半，即zm=20。11、基本额定功率P0的计算查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表可以知道Ta=2100.85N，m=0.448kg/m。所以同步带的基准额定功率为表3-3基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量1.3.1同步带的主要参数1、同步带的节线长度同步带工作时，其承载绳中心线长度应保持不变，因此称此中心线为同步带的节线，并以节线周长作为带的公称长皮，称为节线长度。在同步带传动中，带节线长度是一个重要参数。当传动的中心距已定时，带的节线长度过大过小，都会影响带齿与轮齿的正常啮合，因此在同步带标准中，对梯形齿同步带的各种哨线长度已规定公差值，要求所生产的同步带节线长度应在规定的极限偏差范围之内。表3-4带节线长度表2、带的节距Pb同步带相邻两齿对应点沿节线量度所得约长度称为同步带的节距。带节距大小决定着同步带和带轮齿各部分尺寸的大小，节距越大，带的各部分尺寸越大，承载能力也随之越高。因此带节距是同步带最主要参数．在节距制同步带系列中以不同节距来区分同步带的型号。在制造时，带节距通过铸造模具来加以控制。梯形齿标准同步带的齿形尺寸见表4-5。3、带的齿根宽度一个带齿两侧齿廓线与齿根底部廓线交点之间的距离称为带的齿根宽度，以s表示。带的齿根宽度大，则使带齿抗剪切、抗弯曲能力增强，相应就能传送较大的裁荷。图3.8带的标准尺寸表3-5梯形齿标准同步带的齿形尺寸4、带的齿根圆角带齿齿根回角半径rr的大小与带齿工作时齿根应力集中程度有关t齿根圆角半径大，可减少齿的应力集中，带的承载能力得到提高。但是齿根回角半径也不宜过大，过大则使带齿与轮齿啮合时的有效接触面积城小，所以设计时应选适当的数值。5、带齿齿顶圆角半径八带齿齿项圆角半径八的大小将影响到带齿与轮齿啮合时会否产生于沙。由于在同步带传动中，带齿与带轮齿的啮合是用于非共扼齿廓的一种嵌合。因此在带齿进入或退出啮合时，带齿齿顶和轮齿的顶部拐角必然会超于重叠，而产生干涉，从而引起带齿的磨损。因此为使带齿能顺利地进入和退出啮合，减少带齿顶部的磨损，宜采用较大的齿顶圆角半径。但与齿根圆角半径一样，齿顶圆角半径也不宜过大，否则亦会减少带齿与轮齿问的有效接触面积。6、齿形角梯形带齿齿形角日的大小对带齿与轮齿的啮合也有较大影响。如齿形角霹过小，带齿纵向截面形状近似矩形，则在传动时带齿将不能顺利地嵌入带轮齿槽内，易产生干涉。但齿形角度过大，又会使带齿易从轮齿槽中滑出，产生带齿在轮齿顶部跳跃现象。同步带轮的设计的基本要求：1、保证带齿能顺利地啮入与啮出由于轮齿与带齿的啮合同非共规齿廓啮合传动，因此在少带齿顶部与轮齿顶部拐角处的干涉，并便于带齿滑入或滑出轮齿槽。2、轮齿的齿廊曲线应能减少啮合变形，能获得大的接触面积，提高带齿的承载能力即在选探轮齿齿廓曲线时，应使带齿啮入或啮出时变形小，磨擦损耗小，并保证与带齿均匀接触，有较大的接触面积，使带齿能承受更大的载荷。3、有良好的加了工艺性加工工艺性好的带轮齿形可以减少刀具数量与切齿了作员，从而可提高生产率，降低制造成本。3.5刀具参数选择去核刀的工作原理如图3.9所示，在进刀的时候，去核刀旋切入荔枝，将荔枝蒂部果壳切开，切断果肉与海绵状组织之间的连接，并将果核套入刀管；退刀的时候，在刀刃以及刀管与果核之间的挤压力和摩擦力力作用下，将果核从果体中取出，并在退刀行程末期将果核、果蒂连同部分果肉从刀管中顶出，准备开始下一个去核循环。图3.9去核原理图1山楂2去核刀3山楂核4刀杆果核受力分析如图3.10所示，在进刀过程中，刀刃对果核施加夹紧力P1、切向摩擦力f1、以及旋转力矩T1；这些力和力矩有助于去核刀切断果肉与海绵组织之间的连接，迫使果核挤入刀管，由于在刀刃2侧刀管上开有切槽，能使刀管适度强开，使之夹紧果核并随刀管一起转动；果肉对果核曲面施加的支反力N1和摩擦反力矩T'1，这些力对果核产生的约束作用，协助去核刀将果核挤入刀管。当刀具退出时，在果核与刀管相互间夹紧力P2的作用下，刀刃和刀管内壁对果核施加向右的摩擦力f2，驱使果核随刀管一起向外移动，在运动过程中果核受到没有切断的果肉连接力F和切口附近果肉包裹力N2的作用，这些力有使果核与去核刀分离的趋势，这对去核过程是不利的，应尽可能减小或避免。图3.10受力分析注：P1——刀刃对果核的夹紧力；f1——切向摩擦力；T1——旋转力矩；N1——果肉对果核曲面的支反力；T'1——摩擦反力矩；P2——果核与刀管相互间的夹紧力；f2——刀刃和刀管内壁对果核的摩擦力；F——果肉连接力；N2——果肉包裹力；T2——退刀旋转力矩；T'2——退刀旋转力矩通过上述分析知，要保证果核被顺利取出，并尽可能减小去核过程中的果肉损失，去核刀应满足以下性能要求：1）刀刃应锋利，能够快速切入果壳，切断果肉、果壳与果核之间的连接组织。2）刀管内径应合适，既保证能够切断果核与果壳、果肉之间的连接组织，抓牢果核，又能降低去核过程中的果肉、果汁损失率。3）刀具应具有一定的柔性，能够适应对不同大小果核去核。4）刀具应保证果核能够被顺利排出。5）刀具应能够尽可能降低去核过程中的果肉果汁损失，保证果汁不会流入去核刀轴内部。图3.11刀具形状刀头是管形刀身的前端部分，刀刃由一定齿形和齿数的刀齿组成，其作用是在去核的时候划破果壳，切断果肉与海绵状组织之间的连接，取出果核。根据滑切理论，在刀具相同的情况下，滑切时刀齿对物料的正压力比正切时小，刀具对果肉的挤压较弱，果肉的完整性较好，去核阻力较小。前期研究表明采用弧齿形刀具具有较好的去核效果，考虑刀具加工的方便性以及刀具工作时的刚性和方向选择性，将刀齿的结构设计成三角齿形，如图所示，斜边为刀刃部分。去核刀主要由刀头、刀身、刀柄3部分组成，整刀由尼龙材料加工而成，既具有足够的刚性又具有较好的柔韧性。切槽位于2个刀齿条刀刃之间，沿刀刃背部直线延伸至刀身，与刀齿的数量相同，决定刀齿的高度。刀柄主要起固定、传动作用，通过键或销钉联接将刀具固定在去核刀轴上。3.6本章小结根据设计方案的要求，首先确定了设计中所用到的负载参数，对负载的转动惯量，力矩进行了求解，最终确定了设计参量，同时对电机和减速机进行理论计算，确定了所需的型号，其次对导轨和气缸进行理论选型计算，确定选用亚德客气缸和台湾上银导轨，最后基于本设计中对传动比有严格要求，因此选用同步齿形带并进行理论计算，确定了带轮的直径，带长、中心距，带轮包角等参数。第四章山楂去核机的三维建模4.1SOLIDWORKS软件介绍Solidworks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，Solidworks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得Solidworks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予Solidworks最佳编辑奖，以表彰Solidworks的创新、活力和简明。至此，Solidworks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于Solidworks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将Solidworks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的Solidworks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，Solidworks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。使用了WindowsOLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，Solidworks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的Solidworks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过Solidworks的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其它3DCAD系统相比，与Solidworks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用Solidworks，越来越多的企业雇佣Solidworks人才。据统计，全世界用户每年使用Solidworks的时间已达5500万小时。在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把Solidworks列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、上海教育局等也在应用Solidworks进行教学。Solidworks软件功能强大，组件繁多。Solidworks功能强大、易学易用和技术创新是Solidworks的三大特点，使得Solidworks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。Solidworks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。Solidworks不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用Solidworks来搞设计了。Solidworks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。Solidworks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用Solidworks，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，Solidworks是设计过程比较简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，Solidworks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用Solidworks，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。全动感用户界面只有Solidworks才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。用Solidworks资源管理器可以方便地管理CAD文件。Solidworks资源管理器是唯一一个同Windows资源器类似的CAD文件管理器。特征模版为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模版上调用标准的零件和特征，并与同事共享。Solidworks提供的AutoCAD模拟器，使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转向三维实体设计。配置管理是Solidworks软件体系结构中非常独特的一部分，它涉及到零件设计、装配设计和工程图。配置管理使得你能够在一个CAD文档中，通过对不同参数的变换和组合，派生出不同的零件或装配体。协同工作：Solidworks提供了技术先进的工具，使得你通过互联网进行协同工作。通过三维托管网站展示生动的实体模型。三维托管网站是Solidworks提供的一种服务，你可以在任何时间、任何地点，快速地查看产品结构。Solidworks支持Web目录，使得你将设计数据存放在互联网的文件夹中，就象存本地硬盘一样方便。用3DMeeting通过互联网实时地协同工作。3DMeeting是基于微软NetMeeting的技术而开发的专门为Solidworks设计人员提供的协同工作环境。装配设计在Solidworks中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，Solidworks的性能得到极大的提高。Solidworks可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。镜像部件是Solidworks技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件（包括具有派生关系或与其他零件具有关联关系的零件）的新的零部件。Solidworks用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。Solidworks是基于特征的实体造型软件，建立的三维建模比二维平面图更加直观、清晰。同时利用装配建模技术可以将零件模拟装配起来。利用装配模型可以进行后续的装配干涉分析、运动仿真模拟、物性分析、有限元分析等，还可以在装配环境中对零件进行设计、编辑、修改。利用这些功能，能有效避免产品设计中经常带来的尺寸不匹配，零件干涉等问题。在零件建模前，一般应进行深入的特征分析，后按照特征的主次关系，按一定的顺序建模。搞清楚零件是由哪几个特征组成，明确各个特征的形状，它们之间的相对位置和表面连接关系;然在Solidworks系统中，零件、装配体和工程都属于对象，它采用了自顶向下的设计方法创建对象。装配体是若干零件的组合，通常用来实现一定的设计功能，在Solidworks系统中，用户先设计好所需的零件，然后根据配合关系和约束条件将零件组装起来，生成装配体。使用装配关系，可相对其他零部件来准确地定位零部件，还可以定义零部件如何相对于其他零部件移动和旋转。通过继续添加配合关系，可以将零部件移到所需的位置。配合会在零件之间建立几何关系，例如共点，垂直，相切等。每种配合关系对特定的几何体组合有效。4.2转动系统三维建模打开新建界面，进入零件体，绘制草图，通过拉伸、旋转命令，建立电机、减速器的三维模型，如图4.1所示图4.1电机减速机通过拉伸、拉伸切除、阵列命令建立了主动带轮的三维模型如图4.2所示。图4.2主动带轮根据理论计算，绘出凸轮分割器的三维模型如图4.3所示。图4.3凸轮分割器通过拉伸、切除命令，绘出旋转工作台的三维模型如图4.4所示。图4.4旋转工作台通过草绘命令建立两个凸台，经拉伸切除命令得到键槽尺寸，最后阵列得到六个安装孔。旋转支架如图4.5所示图4.5旋转支架旋转系统的装配图如图4.6（1）、（2）所示。图4.6（1）旋转系统的装配图图4.6（2）旋转系统的装配图4.3冲核系统三维建模气缸座模型如图4.7所示，通过草绘命令，绘出长方形图框，经拉伸得到下部特征，重新选择基准面，绘制上面的槽型特征，最后运用切除命令得到四个安装孔。图4.7气缸座冲针支架模型如图4.8所示，通过草绘命令，绘出长方形图框，经拉伸得到下部特征，重新选择基准面，绘制上面的圆柱特征，最后运用切除命令得到安装孔。图4.8气缸座冲核系统装配体如图4.9所示。图4.9冲核系统装配体4.4山楂去核机装配体山楂去核机的三维模型装配体