助设计系统开发,过程装备与控制工程

优秀本科毕业设计（论文）汇编25162十字轴式万向联轴器计算机辅助设计系统开发过程装备与控制工程专业宣晨（069054148）指导教师：王全先教授摘要：整体来看，我国联轴器无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型，长寿命的中高档联轴器每年仍需大量进口。随着计算机技术的迅猛发展，如今在传统制造业上的应用已非常广泛。计算机的应用可以大幅提高从设计到量产的生产效率。本文利用计算机辅助技术实现大型联轴器的设计、工程和制造。本文讨论十字联轴器的国内外发展现状以及生产工艺和设备，企业环保等问题，CAD/CAE/CAM技术的现状；利用PRO/E软件参数化设计出零件的三维结构和零件图并总装和检查干涉；利用VisualBasic开发零件的校核系统，对零件进行设计校核；对个别复杂零件进行ANSYS有限元分析，强度和刚度的校核；设计万向联轴器装配图，零件图符合使用和制造工艺要求。通过计算机的辅助设计系统的开发，联轴器的开发效率得到显著的提高，无论是零件的造型设计，还是强度刚度的校核，都能很直观很方便，同时也易于修改。关键词：十字轴式万向联轴器；PRO/E；VisualBasic；有限元分析。Abstract：Generallyspeaking,ourcouplingbothinquantityandinquality,technologyandcapacityandotheraspectshasgotarealotofprogress,butcomparedwiththeneedsofnationaleconomicdevelopment,theworld'sadvancedlevel,itstillexistasignificantgap.somelarge,longlifeMediumandhighcouplingstillneedalotofimportseveryyear.Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,andnowtheapplicationofthetraditionalmanufacturingindustryhasbeenveryextensive.Computerapplicationscansubstantiallyincreaseproductionfromdesigntomanufacturingefficiency.ThisarticleuseComputerAidedTechnologytoachievelarge-scaleshaftjointofdesign,engineeringandmanufacturing.Thisarticlediscussesthecrosscouplingofthecurrentdevelopmentstatusandproductionprocessesandequipment,corporateenvironmentalandotherissues,thetechnologyStatusofCAD/CAE/CAM,UsingPRO/Esoftwaretodesignparameterizedthree-dimensionalstructureofpartsandcomponentsandfinalassemblyandchecktheinterferencegraph.UsingVisualBasictodeveloppartsofthecheckingsystem.tocheckonpartsdesign;toanalysisthecomplexityofindividualpartsforANSYSfiniteelement,andtocheckthestrengthandstiffness;.Designinguniversalcouplingassemblydrawing,partdrawingsandmanufacturingprocessestomeettheuseofrequirements.Throughthedevelopmentofcomputer-aideddesign,theefficiencyofdevelopmentofthecouplinghassignificantlyincreased.Whetheritispartofthedesign,orcheckthestiffnessstrength,canbeveryconvenientandintuitive,alsoeasytomodify.Keywords：crossshaftuniversalcoupling；PRO/E；VisualBasic；finiteelementanalysis.十字轴式万向联轴器计算机辅助设计系统开发25172一、总论联轴器几乎使用在各个领域的所有机器的传动中,它是机器中不可缺少的重要轴系部件。随着原动机和工作机的不同及其发展,联轴器技术的发展很快,其类型繁多,工作原理多种,性能更趋完善,结构新颖,构思独特,能满足多种使用场合的需要。（一）十字轴式万向联轴器的国内外技术和发展概况1．联轴器近几年来的发展形势近年来因为伺服电机行业的快速发展，适应高速和高精度控制的需求越来越被夸大。联轴器越来越多的应用于通过伺服系统控制的机械上面。联轴器在这些领域和一般的制造机械不同的是，必需要求输出相对于输入具有很高的追随行。最近联轴器被越来越多地被应用在机床和半导体系体例造机械等通过伺服系统控制的精密机械上。在这些领域里，和一般的制造机械不同的是，联轴器必须要求其输出相对于输入具有很高的追随性。特别是在要求高频率正逆转，高精度定位以及20000r/min以上的高速旋转的工作机床上使用时，联轴器除了本身必需具备高刚性外，还必须具有能耐受反复扭转负载的高弹性疲惫限度的能力，以适应高速运转。因此，联轴器本来必需具备高扭矩刚性、零回转间隙、弹性体补偿制造机械在传动过程中两轴所产生的径向、轴向、角向偏差、顺时针与逆时针回转特性相平等特点。过去，人们只是将联轴器作为一个机械部件来考虑，但是，跟着使用联轴器的机械装置本身用途的多样化，为达到更高的机能，对于联轴器的熟悉，已经从一个单纯的机械部件转变为能左右整个机械系统机能的重要的机械要素。因此，光靠联轴器厂家独自的产品开发来知足用户的要求也变得越来越难题。现在，用户和厂家联手合作，共同开发符合机械系统要求的联轴器已经成为一种趋势。2．我国的联轴器技术和发展现状整体来看，中国联轴器无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档联轴器每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档联轴器却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档联轴器也有供过于求的趋势。2006年，中国联轴器总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料，2006年中国共进口联轴器约10亿美元，约合83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国联轴器总需求约为313亿元人民币，国产联轴器总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。进口的联轴器中，最多的是为汽车配套的各种装饰件联轴器、为家电配套的各种塑壳联轴器、为通信及办公设备配套的各种注塑联轴器、为建材配套的挤塑联轴器以及为电子工业配套的各种塑封联轴器等。出口的联轴器以中低档产品居多。由于中国联轴器价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。虽然近几年联轴器出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使联轴器外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。联轴器外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对联轴器旺盛需求，有些高档联轴器国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些联轴器国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对联轴器出口鼓励不够。现在联轴器与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。优秀本科毕业设计（论文）汇编25182从市场情况来看，联轴器生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命联轴器，并大力开发国际市场，发展出口联轴器。随着中国联轴器工业，特别是工程联轴器的高速发展，可以预见，中国联轴器的发展速度仍将继续高于联轴器工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。经过近几年的发展，联轴器的开发、创新和企业管理等方面已显示新的发展趋势：（1）在联轴器的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求联轴器公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管理水平及提高效率等都是缩短联轴器生产周期的有效手段。（2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到联轴器用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机联轴器开发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来联轴器厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行联轴器设计的被动局面。（3）随着联轴器企业设计和加工水平的提高，联轴器的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得联轴器的标准化程度不断提高，联轴器精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了联轴器工业整体水平不断提高。中国联轴器行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产联轴器的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为联轴器毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠。（4）联轴器企业及其联轴器生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代联轴器企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。（5）随着人类社会的不断进步，联轴器必然会向更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的联轴器企业和能生产高技术含量联轴器企业的业务很是红火，利润水平和职工收入都很好。因此，联轴器企业应把握这个趋向，不断提高综合素质和国际竞争力。（6）发达工业国家的联轴器正加速向中国转移，其表现方式为：一是迁厂，二是投资，三是采购。中国的联轴器企业应抓住机遇，借用并学习国外先进技术，加快自己的发展步伐。存在的主要问题：（1）发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，联轴器的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。（2）工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。（3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。联轴器企业不但要重视联轴器的开发，同时也要重视产品的创新。十字轴式万向联轴器计算机辅助设计系统开发25192（4）供需矛盾短期难以缓解。近