毕业设计（论文）-自动行走式生姜收获机工作部分的设计论文

v第一章引言1.1课题研究的目的及意义生姜作为我国重要的蔬菜品种，具有良好的药用和食用价值，其在我国的栽培历史悠久，种植范围很广，目前已形成许多著名产区，除东北、西北等寒冷地区不种植外，在我国的中部、东南部至西南部的各地区均有生姜产区。且以南方诸省居多。自98年以来，国际的生姜市场日趋活跃，呈现出供不应求、价格坚挺之势。其中对中国的生姜需求逐渐增大。目前，因日韩美等国家对中国生姜需求旺盛，使得农民的种姜积极性增加，2011年全国各地的生姜种植面积都有不同程度的增加。经初步估算，2011年全国的生姜种植面积要比2010年多40％左右。以山东部分地区为例，其生姜种植面积比2010年增加了50％左右，全国各个生姜主产区的生姜种植面积都有不同程度增加，其产量增加了不少。生姜在种植的时候要求姜垄间的行间距不同，因此给生姜的机械化收获带来很大麻烦，很多地方仍然使用传统的起姜器具，存在收获质量差、效率低、劳动成本高等诸多缺陷。本课题采用了全新的设计理念，可以实现生姜多垄同时收获，并且适用于不同田垄间距的作业要求，使生姜收获达到方便，快捷，高效。大大降低了农民的劳动强度，具有良好的经济及社会效应。其组成主要有松土装置，筛选装置等组成。本设计要求完成自动行走式生姜收获机工作部的选型与设计方案优选，完成主运动传动系统、各种装置、润滑与密封等结构设计，使得整个设计完整。完成整机的三维设计及二维装配图，零件图。通过本课题，让学生在毕业设计过程中综合大学所学基础课程及专业课程，培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决一般工程技术问题的能力；进一步培养学生分析问题、创造性地解决实际问题的能力。1.2生姜收获机国内外的现状1.2.1国内的研究现状随着改革开放政策的实行，国内特种农业也在飞速的发展，以往的生姜只会被人当成是一种调味蔬菜，现在生姜的经济性已经逐渐被人所认可。在随着科学技术的发展，高产量生姜品种研制的成功，使得现在生姜亩产量不断提高，所以在全国的各个地区生姜种植的面积在逐年增大，并且以生姜种植的周期短、经济效益高等优点渐渐的成为了这些农民家庭的最主要经济收入方式和新的致富之路。由于国内生姜机械行业起步晚，导致了生姜种植及收获机械化程度很低，这严重拖慢了生姜种植产业在国内的发展速度。国内生姜收获机械主要分为两大类、三种型式。其中的一类是挖掘类，另一类是提拉秧类。挖掘类机械在生姜收获时，如果种植生姜的土壤过干，这样挖掘铲的工作阻力会很大，这样挖掘的效果就会很差，这样人工后期的作业时会造成姜块的损坏和姜块不能收获的困难，如果土壤湿度过大收获机械在行走时会变的很困难，挖掘铲的阻力变大挖掘效果变差；提拉秧类机械受土壤的干湿度的影响不是很大但主要会受到生姜的种植密集度的影响较明显，姜苗种植的过密、过疏或者是疏密不均等问题，都会影响收获效果[1]。尽管现在国内已经有了不少形式的生姜收获机械，但是国内技术并不成熟，现有的机械并不能对生姜收获作业达到全机械化，大部分收获工作还是需要人工去完成。这样农民的收获劳动强度并没有减少，而且还会导致收获时间长和收获效率低等问题,而且人工作业的随意性使生姜茎块的损失率、破碎率较高,不利于生姜的贮存。因此,急需改善和创新新生姜收获机械以解决目前国内生姜收获存在的不足。1.2.2国外研究现状生姜受生长环境以及种植农艺的影响导致它多分布于亚热带地区的国家，如中国、印度、东南亚的一些国家。国外从20世纪40年代开始根茎类作物收获机械的研究,如美国、德国、日本、法国、意大利等发达国家均研制出了不同的收获机械。现已实现对长根作物(萝卜、甜菜等)和短根作物(生姜、生姜、大蒜、洋葱等)的机械化收获，国外的根茎类作物收获机械正向大型化、机电一体化、智能化,更可靠、更安全的方向发展。一些发达国家不断将高、精、尖技术应用到农业机械上来,农业机械正向智能化方向发展[2]。针对国产机型存在的不足之处，和对发达国家先进技术的借鉴，本次设计的生姜收获机通过添加清垄功能和运用轮叉式挖掘铲来解决上述问题，在保证机具达到所需工作标准，同时，要保证该机型的价格较为低廉，操作简便，通用性好等特点。。1.3课题设计思路参考所有与生姜收获机产品相关数据，了解整个生姜收获机的整机系统的组成。2）生姜收获机整机方案的确认。3）生姜收获机整机的设计计算，并对主要零部件进行设计校核。4）生姜收获机整机三维建模。1.5课题设计结构本文以生姜收获机项目作为应用背景，对其机械结构进行了研究。全文共分为六章，各章的主要内容如下：第一章前言部分，主要介绍生姜收获机的研究现状和课题研究的目的及意义；第二章对整个生姜收获机的整机方案进行确认，包括传动系统，驱动系统等确认。第三章完成整个生姜收获机的设计计算；第四章对生姜收获机进行三维建模；第五章总结了全文的研究工作，给出了存在的问题和进一步研究的方向。第二章生姜收获机的总体设计方案2.1生姜收获机的组成及各部分关系概述生姜收获机主要由传动系统、执行系统和驱动系统组成。执行系统：执行系统是生姜收获机完成工作的部件。驱动系统：为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。常用的有内燃机传动、液压传动、气压传动和电传动。2.2驱动系统的选择目前机械设备的主要驱动形式有四大类：液压驱动、气动驱动、电机驱动、内燃机驱动。液压驱动具有输出功率大、控制精度高、可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制等优点。但是液压传动有较多的能量损失(泄漏损失、压力损失等)，传动效率相对低。液压传动需要配套设备如：液压站、各种液压控制阀等，它适用于重载、低速驱动，成本高，体积大。然而本文设计的式手持式生姜收获机，所以液压驱动并不适合。气动驱动功率/质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较小，成本低。但是气源对于手持生姜收获机是个问题，所以气压驱动不合适。电机驱动与气动驱动和液压驱动相比，具有能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制，伺服性好等优点；单对于本生姜收获机来说，电源以及持久性无法达到要求。内燃机机驱动形式的生姜收获机采用主要由发动机、离合器、传动装置，操纵装置等组成。针对本文生姜收获机的设计使用环境和条件，本文选择内燃机驱动形式。2.3总体方案拟定因为本生姜收获机的要求是自行走式，所以本次设计的生姜收获机采用如图2-1所示的结构形式：图2-1生姜收获机原理图如图2-1所示：该机作业时，拖拉机拉动收获机具前行，挖铲单元以一定角度铲入土中（挖掘深度通常在100～150mm），将生姜主根切断，并将掘起的土壤和生姜输送到筛选单元上。掘起的土壤和生姜进入筛选单元，将生姜和沙土不断地向后振动输送，大部分沙土被振落至筛下，实现清土目的，生姜和少部分未去除的沙土随后从筛选单元的尾端被抛送到已收区，实现成条铺放，待田间晾晒后再进行拣拾作业。尾轮安装在机架上，通过调节尾轮的安装高度，调节挖掘铲的挖掘深度和入土角。本机的主要特点：①采用筛选单元清土装置，清土效果好、条铺效果好、可靠度高、损失率低；②通过挖铲角度调节机构，来调整挖掘深度和挖掘铲入土角，操作简单方便；③6匹微型拖拉机即可带动，与现阶段大多数农户拥有的拖拉机相适应，操作简便，成本低，投资少，收效快。第三章生姜收获机整体结构的设计3.1收获机与拖拉机的连接设计收获机与拖拉机直接联接和牵引式两种联接方式，本课题设计主要运用后置式固定联接。直接连接式用螺母固定在拖拉机后面，其结构如如图3-1所示：图3-1收获机与拖拉机的连接3.2传动部分设计收获机主要靠带传动和链轮传递动力。因为链传动无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，传动效率高，需要的张紧力小，径向压轴力小；并能在高温及低速。有油污等恶劣环境下工作，另外链传动制造精度和安装度要求较低，成本低廉，可远距离传动，结构简单。带传动是一种常用的、成本较低的动力传动装置，在各类机械中应用十分广泛。它具有传动平稳、噪声低、清洁（无需润滑）的特点，具有缓冲减震和过载保护的作用，并且维修方便。3.3筛选单元的设计生姜收获机的清土装置目前主要有抖动升运链式和振动筛式两种，振动筛式结构紧凑、清土效果好、伤果率低等特点，但较抖动升运链式整体震动较大。综合考虑本设计采用振动筛式清土装置，振动筛栅条为纵向排布，栅条中心距可以根据当地生姜品种（主要是生姜果大小）来确定，为便于将生姜成条铺放到远离未收取区的已收区，该机构与偏心轮通过杆相联。振动筛的振动频率和振幅大小对设备的清土效果、输送顺畅性及机具震动性、可靠性等影响很大。振动筛对掘起物的抛掷力与筛动频率的二次方和振幅的一次方成正比，综合考虑，并比照多种同类机型，本设计采用大振幅低频率型振动筛结构形式，振动筛的振幅选定为30mm，偏心套偏心距I为4mm。如图3-2振动筛随着偏心轮的转动带动振动筛不断的抖动，完成抖落泥土，分离果实的动作。图3-2筛选单元3.4挖铲单元的设计挖掘铲的作用是铲断生姜主根、掘起秧土，并将掘起的土壤和生姜传输到清土装置上。对挖掘铲的要求是前行阻力小、挖掘深度稳定、耐磨损、碎土性好、自洁性好、制作工艺方便等。并且能根据需要进行调节；保证土垄能沿铲面顺利通过；对用于粘重土壤的挖掘铲应有较强的碎土能力，为分离作物中的泥土提供有力条件；为了避免工作时出现缠草和壅土，要求挖掘部分能够自动进行清理；牵引阻力小，刃口的耐磨性要好。收获机挖掘部件上采用的挖掘铲有平面铲、曲面铲和槽型铲等。本设计采用平面多铲。平面铲的铲面为平面，结构简单，制造容易。为了保护铲刃的自动清理和良好的入土性能，带斜刃的三角形铲得到广泛的应用。平面铲按铲的数量可分为单铲、双铲和多铲三种。平面单铲常用在单行收获机上，根据挖掘断面和滑切性能的要求，铲刃夹角可取不同的值。平面双铲由左、右两个铲组成，常用在双行收获机上，铲的固定方式有两种：一种是铲直接固定在横梁上；另一种是将左、右两个铲分别通过托架悬臂固定在机架上，并在两铲之间留有滑草奸细。有时在两铲之间放置一个小铲，以减少主铲的宽度和保证铲的滑草能力。平面多铲是由3个或者3个以上的相同或相似的铲组成。由于铲的个数较多，每个铲的铲刃斜角有可能取得小些，从而使铲具有良好的滑切性能，可用在单行或双行收获机上。铲的固定方式有两种：一种是铲直接固定在横梁上；另一种是每个铲分别通过自己的铲柄悬臂固定在升运链从动边底部的横梁上并且在各铲之间留有滑草间隙。前一种固定方式结构简单，但在工作时横梁上容易挂草。通过分析对比国内外现有挖掘铲的结构形状，结合中粘壤土作物种植特性，收获要求和土壤性质，考虑到经济性，本产品挖掘装置采用带斜刃的三角形平面多铲，并在其后端设有碎土栅，以增加其破碎土功能，保证铲刃的自动清理和良好的入土性能及碎土能力。也是生姜从挖掘铲升运到振动筛的衔接部件。3.4.1挖掘铲的主要参数确定图3-3挖掘铲的结构参数如图3-3所示，三角形平面铲的主要参数有：入土角、铲面长度L、铲刃斜角、铲面宽度B和铲后端高度h等。a、入土角挖掘铲入土角较小时，其入土性能差，铲面上土壤后移速度较快，漏土较少；当入土角较大时，入土性能好，但阻力增大，突然后移速度减慢，易壅土。机器前进作业时，位于铲面上的土壤手里情况如图3-4所示：图3-4铲面受力分析利用达朗伯原理，为使土壤能够后移应满足：(3-1)式中：p-沿着挖掘铲移动的崛起物所需的力；R-铲对土壤的反作用力；T-铲面于土壤的摩擦力；G-掘起物的重力；-挖掘铲的入土角；-土壤对铲的摩擦系数，为掘起物与铲面之间的摩擦角。化简式得(3-2)图3-5入土角与阻力P和入土长度的关系文献[13]式3-2表明牵引阻力P与挖掘铲的入土角为正切函数关系。在不同的土质中作业时（即分别取22°、35°、45°），入土角的改变对阻力P的影响规律如图3-5中曲线所示。当较小时，曲线变化平缓，随着增大，曲线变陡，说明入土角的改变对牵引阻力的影响，在重质土壤中比在轻质土壤中敏感。当入土角较小时，牵引阻力P随增长较慢，当以后，牵引阻力急剧上升。因此，挖掘铲的入土角应取为宜、b．铲面的长度L铲面的长度L分别为和，是挖掘铲的入土长度，是铲在地面以上过渡部分的长度。c．入土长度入土长度由图3-5可得：(3-3)式中：H-挖掘深度生姜结果通常在地表以下100mm深处，取挖掘深度H=120mm，随的变化如图3-6中曲线所示入土部分长度随入土角的增大而减少，当取较小值时，会较长，入土性能差且结构不紧凑，一般取。d．过渡部分长度过渡部分长度为土壤和生姜分离装置输送的必经区段，土壤在这里将发生膨松，变形，并消耗动能。过渡部分长度应尽量短，以便土壤子啊铲面上的后移速度未达零值之前，就被送至分离装置。的长度可根据能量守恒定律确定。设质量为m的掘起物，在区段的始点A的速度为，移到B点时的速度为，掘起物由A点向上移动到B点时，其动能消耗等于客服重力。摩擦力所作的功。由动能守恒定律得到：(3-4)式中：-重力所作的功；-摩擦力所做的功将、代入式3-4得(3-5)当时，掘起物停止运动，产生壅土，此时过渡部分长度为：(3-6)式3-6表明，当速度增大时，增加很快，有利于土壤上升和后移。所以，在确定时应考虑工作档位，当入土角取较大值时，应减小。另外随增大而减少，所以实际设计挖掘铲时，为减少摩擦力，避免壅土，将挖掘铲的入土部分的一段和过渡部分设计为栅条式，以便于土壤顺利后移，并使部分土壤分离。e．铲刃斜角挖掘铲工作时，切断根蔓的能力主要取决于铲刃斜角。过大时，根蔓易缠结铲刃，严重时产生堵塞。过小，根蔓不易被切断而发生滑脱现象。图3-6铲刃滑切受力分析如图3-6所示，设为根蔓和土壤对挖掘铲铲刃的摩擦角，为作业时土壤对铲的反作用力，则P沿挖掘铲铲刃的分力使根蔓和土壤后移，阻止根蔓和土壤向后滑移的摩擦力。，式中，为使根蔓滑离铲刃，产生滑切的条件是：即：，化简该式得：(3-7)为使挖掘铲具有良好的切割性能，铲刃斜角的选择应满足式3-7。越小滑切性能越好，但在幅宽不变时铲刃斜角减小会增加铲刃长度，使整机纵向尺寸变大，对机组的提升和行走均不利，因此铲刃斜角不宜过小，土壤对刚的摩擦系数～，所以～，一般取左右。为了使未切割的茎叶和杂草顺利地滑出铲刃，铲刃末端应离机器侧板及其他零件40mm以上的距离。f．铲面宽度B铲的宽度主要取决于生姜地上分布宽度，行距的不均匀性、植株对垄中心的偏移和机器工作行驶的偏差。一般单行生姜收获机挖掘铲的宽度不小于400-600mm，可按下式计算：(3-8)式中：b-生姜分布平均宽度（mm）；-生姜分布宽度标准差（mm）；c-机器行驶偏差，可取c=50～80mm。双行收获机挖掘铲的工作幅宽可按下式计算：(3-9)式中：M-平行行距（mm）；-综合标准差（mm）。(3-10)式中：-行距标准差（mm）。在配置中间带小铲的双铲和多铲式挖掘部件时，两铲之间应留有滑草间隙，其值为：双铲为40-50mm，多铲为30-40mm。第四章生姜收获机主要零部件的设计校核4.1动力分配计算由文献[6]查得：(4-1)(4-2)已知各运动副的效率：球轴承，链条传动，拖拉机动力输出轴的额定输出效率根据有关资料和经验估算，其额定输出功率由式4-1则选作为收获机的设计功率。a.第一轴功率，转速和扭矩由式4-1得由式4-2得由式4-1得由式4-2得b.第二轴功率，转速和扭矩同理由式4-1和4-2得4.2带轮传动的设计计算已知发动机输出转速750转/分，按设计要求输入轴的轴的转速500转/分，输出轴的转速为400转/分(4-3)∴A.确定计算功率查文献得工作情况系数=1.1，由文献得(4-4)选择V带型号：根据查文献，选A型V带。B.确定带轮直径、选取小带轮直径：参考文献，选取小带轮直径=140mm验算带速： (4-5)确定从动轮直径：查文献取计算实际传动比：取验算从动轮实际转速由式4-3得：C.确定中心距和带长初选中心距：得取求带的计算基准长度：(4-6)查文献得计算中心距：(4-7)确定中心距调整范围：(4-8)(4-9)D.验算小带轮包角：(4-10)查文献得，合适。E.确定V带根数z确定额定功率：由、和查文献[12]表4.5，得单根A型V带的额定功率分别为1.31KW和1.41KW，用线性插值法求(4-11)确定V带根数Z：由式(4-12)确定：得确定包角系数：得确定长度系数得计算V带根数：取2根F.计算单根V带初拉力F0查文献[6]表3.2得q=0.1kg/m由式，(4-13)G.计算对轴的压力由式(4-14)4.3链传动的设计计算4.3.1链条的计算与选择根据=1.25取小链轮齿数=11则传动比齿数：小链轮齿数大链轮齿数实际传动比由式（4-3）得初定中心距一般取确定链节数(4-15)取链条长度(4-16)计算额定功率工况系数＝1.3齿数系数链长系数排数系数（单排）计算额定功率(4-17)选定链条型号，确定链定链条节距P根据，查文献，选择单排12A型滚子链，节距计算中心距a(4-18)验算链速(4-19)计算对轴的压力(4-20)4.3.2链轮的设计计算小链轮尺寸：分度圆直径(4-21)得齿顶圆直径:(4-22)(4-23)取齿根圆直径(4-24)则(4-25)(4-26)(4-27)(4-28)大链轮的尺寸：分度圆直径由式4-21得齿顶圆直径由式4-22和4-23得取齿根圆直径由式4-24得取由式4-25和4-26同式4-27由式4-28得4.4轴的设计（1）选择材料由于传递中小功率，转速不太高，故选用45优质碳素结构钢，经调质处理，查参考文献[4]表12-1得材料的力学性能数据为：MPaMPaMPa（2）初步估算轴径由于材料为45钢，查参考文献[3]表19.3-2选取A=115，则得：=50㎜考虑装齿轮加键需将其轴径增加4%～5%，故取轴的最小直径为30㎜（3）轴的结构设计如图4-1所示，.图4-1主传动轴（4）轴上受力分析（如图4-2a所示）①链轮上的作用力圆周力：=1812.298N径向力：=635.078轴向力：=178.098②求轴承的支反力水平面上支反力：图4-2受力分析垂直面上支反力：=487.649N=1065.057N（5）画弯矩图（如图4-2b、c）剖面B处弯矩：水平面上弯矩=233.8N·m垂直面上弯矩=72.2N·m合成弯矩=244.694剖面C处弯矩：=9.7N·m（6）画转矩图（如图4-2d）98.6N·m（7）计算当量弯矩因单向回转，视转矩为脉动循环，，则=0.602剖面B处当量弯矩=251.3N·m剖面C处当量弯矩=60.1N·m（8）判断危险剖面并验算强度①剖面B处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，故剖面B为危险剖面=MPa=39.3MPa<59MPa②剖面C处直径最小，为危险剖面MPa=22.3MPa<MPa所以该轴强度满足要求。（1）选择材料由于传递中小功率，转速不太高，故选用45优质碳素结构钢，经调质处理，查参考文献[4]表12-1得材料的力学性能数据为：MPaMPaMPa（2）轴的结构设计（3）轴上受力分析其它的设计和主动轴相似，故在次不进行受力分析4.5轴承的选用与计算滚动轴承的选择，一般从以下几个方面考虑：a.载荷的大小，方向和性质按载荷的大小、性质选择在外轮廓尺寸相同的情况下，滚子轴承比球轴承承载能力大，适用于载荷较大或有冲击的场合。球舟车适用于载荷较小、振动和冲击较小的场合。按载荷方向选择当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或者深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触向心轴承；当承受较大轴向载荷和一定径向载荷时，可选用角接触推力轴承，或者将向心推力轴承和推力轴承进行组合，分别承受径向和轴向载荷。b.轴承的转速一般情况下工作转速的高低并不影响轴承的类型选择，只有在转速高时，才会有比较显著的影响。根据工作转速选择轴承类型时，可参考以下几点：1).球轴承比滚子轴承具有较高的极限转速和旋转精度，高速时应优先选用球轴承；2).为减少离心惯性力，高速时宜选用同一直径系列中外径较小的轴承。当用一个外径较小的轴承承载能力不能满足要求时，可再装一个相同的轴承，或者考虑采用宽系列的轴承。外径较大的轴承宜用于低速重载场合；3).推力轴承的极限转速都很低，当工作转速高，轴向载荷不十分大时，可采用角接触球轴承或深沟球轴承替代推力轴承；4).保持架的材料和结构对轴承转速影响很大。实体保持架比冲压保持架允许更高的转速c.轴承的安装和拆卸便于装拆也是选择轴承类型时应考虑的一个因素。d.经济性一般而言，球轴承比滚子轴承便宜；派生型轴承比其他基本型轴承贵；同型号轴承，精度高一级价格将急剧增加。故在满足使用功能的前提下，应尽量选用低精度、价格便宜的轴承。在该收获机中，输入轴和输出轴承受载荷较小，转速较低，分别采用6204，6206深沟球轴承。在这里，我就对输出轴使用的6206轴承进行校核计算：查询机械设计手册得：中等冲击或中等惯性力，；温度系数，；球轴承，；对于该利用率较高，每天8h工作的机械，预期寿命是。N(4-29)查表得：6206轴承的额定动载荷是19.5Kn，额定的静载荷是11.5Kn。(4-30)根据查文献[7]表8.10，得计算当量动负荷P(4-31)查文献[7]页表8.10得，，于是(4-32)计算轴承寿命取、，又6206为深沟球轴承，寿命指数，则由式：，(4-33)该轴承合适第五章生姜收获机三维造型的设计5.1Solidworks软件简介首先我要对Solidworks进行介绍一下，它是一种先进的，智能化的参变量式CAD设计软件，在业界被称为“3D机械设计方案的领先者”，易学易用，界面友好，功能强大，在机械制图和结构设计领域，掌握和使用Solidworks已经成为最基本的技能之一。与传统的2D机械制图相比，参变量式CAD设计软件具有许多优越性，是当代机械制图设计软件的主流和发展方向。传统的CAD设计通常是按照一定的比例关系，从正视，侧视，俯视等角度，根据投影，透视效果逐步绘出所需要的各个单元，然后标注相应尺寸，这就要求制图和看图人员都必须具备良好的绘图和三维空间想象能力。如果标注尺寸发生变化，几何图形的尺寸不会同步变更；如果改变了几何图行，其标注尺寸也不会发生变化，还要重新绘制，标注，因此绘图工作相当繁重。参变量式CAD设计软件，是参数式和变量式的统称。在绘制完草图后，可以加入尺寸等数值限制条件和其他几何限制条件，让草图进入完全定义状态，这就是参数式模式。由于软件自动加入了关联属性，如果修改了标注尺寸，几何图形的尺寸就会同步更新。也可以暂时不充分的限制条件，让草图处于欠定义状态，这就是变量式操作模态。美国SolidWorks公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己的微机上使用功能强大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系统，公司主导产品是世界领先水平的SolidWorks软件。90年代初，国际微机市场发生了根本性的变化，微机性能大幅提高，而价格一路下滑，微机卓越的性能足以运行三维CAD软件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维CAD系统，1993年PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks软件，引起世界相关领域的一片赞叹。在SolidWorks软件的促动下，1998年开始，国内、外也陆续推出了相关软件；原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件，也从1999年开始，将其程序移植到Windows操作系统中。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，以原来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。功能描述Top

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(自下向上)的设计配置管理易用性及对传统数据格式的支持零部件镜像装配特征工程图eDrawingSolidworks模形由零件，装配体和工程图等文件组成，没有生成零件之前的图纸称为草图。由2D，3D草图直接生成3D模形和工程图时，如果修改了草图的标注尺寸，其3D模形和工程图会同步更新；相反，如果修改了工程图的标注尺寸，其3D模形和草图也会同步更新。软件使用起来非常方便，大大减少了设计人员的工作量，提高了工作效率。通常，从打开一个零件文件或建立一个新零件文件开始，绘制草图、生成基体特征、然后在模型上添加更多的特征，生成零件。也可以从其他软件导入曲面或几何实体开始，编辑特征，生成零件和装配体工程图。这是常用的设计方法，也就是自下而上的设计方法。草图绘制从零件文件开始，对于一个新的产品设计，要首先建立零件文件。由于零件、装配体及工程图的相关性，所以当其中一个视图改变时，其他两个视图也会自动改变。SolidWorks2012允许自定义功能,选择菜单栏中的“工具”-“选择”命令,可以显示.定义”系统选项”和”文件属性”选项卡.SolidWorks2012可以自动保存工作.自动恢复功能可以自动保存零件,装配体或工程图文件的信息,在系统死机时不会丢失数据.如果设定此选项,则选择”工具”_”选项”菜单命令.在”系统选项”选项卡上,单击”备份”选项,选择”每(n)次更改后,自动恢复信息”复选框,然后设定信息自动保存前应发生的变更次数.SolidWorks2012具有很强的文件交换功能,可以输入,输出数十种文件格式,可以与AutoCAD，pro/ENGINEER,SolidEdge,CAM等软件很方便地进行文件交换。SolidWorks2012在草图绘制模式及工程图中提供显示网格线和捕捉网格线功能。可将网格线与模型边线对齐，还可捕捉到角度。网格线和捕捉功能在SolidWorks2012中不太使用，因为SolidWorks是参变量软件，尺寸和几何关系已提供了所需的精度。5.2零件建模5.2.1主动链轮三维建模的形成在SolidWorks中，主动链轮的形成比较容易实现，通过拉伸、旋转抽壳等指令，主动链轮的三维模型如图5-1所示。图5-1主动链轮三维图5.2.2轴的三维建模形成由于轴的三维模型比较简单，运用了拉伸，切除，圆角，等特征，形成轴的三维模型。如图5-2所示图5-2轴三维图5.2.3其他零件的三维模型造型另外，SolidWorks里toolbox里包含了各种传动件，螺栓，螺母，螺钉，轴承等数据，可直接调用输入自己参数即可。轴承的建模，从toolbox中选择轴承，滚动轴承如图5-3所示图5-3添加轴承由于链条的三维模型比较复杂，运用了拉伸，镜像，圆角，旋转切除等特征，形成链条的三维模型。如图5-4所示图5-4链条的三维建模其它零部件的三维建模这里就不一一描述5.3零件装配零件设计好了，可以将其在组建模式下通过一定的方式组合在一起，从而造成一个组件或完整产品模型。零件装配需要在专门的组件设计模式下进行。在SolidWorks2012中，可以按照以下步骤来创建一个组件设计文件：单击新建按钮，打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选择“组件”单选按钮，在“子类型”选项组中寻则“设计”单选按钮，在“名称”文本框中输入组件名称，清除“使用缺省模板”复选框，然后单击“确定”按钮。弹出“新建文件选项”对话框。从“模板”选项组的列表框中选择“mmns_SLDASM_design”，单击“确定”按钮。在组件设计中（装配设计），主要有两种主流设计思路，即自底向上设计和自顶而下设计。通俗一点而言，前者是将已设计好的零部件按照一定的装配方式添加到装配体中；而后者则是从顶层的产品结构着手，由顶层的产品结构传递设计规范到所有相关子系统，从而有利于高效地对整个设计流程项目进行协作管理。在组件设计模式下，系统允许采用多种方法将元件添加到组件，包括使用放置定义集（简称约束集）和使用元件界面自动放置等。通常元件放置根据放置定义集而定，这些集合决定了元件与组件的相关方式及位置，这些集既可以是由用户定义的，也可以是预定义的。用户定义的约束集含有0个或多个约束；预定义约束集（也叫连接）具有预定义数目的约束。约束放置是较为常用的装配方式。在SolidWorks2012元件放置操控板的约束列表框中，提供了多种放置约束的类型选项，包括缺省、固定、曲面上的边、曲面上的点、直线上的点、相切、坐标系、插入、匹配、对其、和自动。在使用约束放置选项时，需要注意约束放置的一般原则及注意事项。例如，“匹配”约束或“对齐”约束的一组参照的类型要相同（平面对平面、旋转对旋转、点对点、轴对轴）；一次只能添加一个也是，譬如不能使用一个单一的“匹配”约束选项将一个零件上的两个不同的平面与另一个零件上的两个不同的平面配对，二必须定义两个单独的“匹配”约束；元件的装配需要定义放置约束集，放置约束集由若干个放置约束构成，用来组合定义元件的放置和方向。装配通过一个中心线重合，面重合或给定距离来配合圆弧曲面的零件。首先进行部装，在得到生姜收获机的装配图，总装配图见下图5-5，5-6所示：图5-5生姜收获机三维装配体图5-6生姜收获机三维装配体25.4三维向二维的转换SolidWorks作为一套功能强大的计算机辅助绘图和设计软件，可以建立零件的三维实体图，三维装配体图及二维工程图，且大多数生产一线的工程技术人员对二维绘图软件，如autocad，caxa电子图版，等更加熟悉，而且二维软件在绘制，尤其是标注装配体，零件图时，具有独特的优势。所以，充分利用SolidWorks和二维图之间的转换，把SolidWorks自动生成的工程视图与二维软件的标注结合起来，达到“以二维之长补三维之短”的目的。一下是三维建模生成二维工程图的详细过程。在SolidWorks中生成二维工程图。在SolidWorks中的新建模板中，新建一个工程图模板，打开工程图工具条，在工程图工具条中点击“新建”按钮，并在作图区域中单击右键，“从文件中选择”，确认要生成工程图的三维模型，并选择要形成工程图的视图方向；在绘制区域内单击左键，以确定图形位置，单击“确定，完成工程图的绘制，并将其保存为“dwg/dxf”格式的文件。如图5-7所示图5-7新建工程选用标准图纸，或自定义图纸大小，如图5-8所示图5-8选择图纸打开需要生成工程图的零件，并将其拖入此工程图。左键确定位置，继续移动鼠标，会显示鼠标移动方向的视图。从而确定所需工程图，如图4-9所示。图5-9工程图创建此外，还可通过上方的工具来分析剖视图。也可标注此装配体的零件及其名称。因此图还将在CAD中修改，故在此未标注零件序号及名称。第六章结论6.1本论文所取得的结果1、完成了生姜收获机了本体结构方案设计。2、根据生姜收获机的设计要求完成了生姜收获机整体方案的设计3、最后，运动三维软件SOLIDWORKS完成整体的三维装配。6.2技术展望此次多功能生姜收获机的设计不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。通过本次设计我可以更加系统的了解多功能生姜收获机方面的知识；能够加强多功能生姜收获机结构设计能够加强多功能生姜收获机功能部件的选型和设计计算；能够加强多功