球阀的绘制与三维建模

1毕业设计（论文）课题名称：球阀的绘制与三维建模指导教师：马玉清系别：电子信息系专业：机电一体化技术班级：11机电4班姓名：曹锋二〇一三年十月十五日2摘要近年来，高等职业教育迅速发展。为我国的职业教育事业带来了蓬勃生机，数控技术及应用作为一门新兴行业，在国内外机械加工中，具有举足轻重的地位。数控机床作为一种高智能产品，它以结构灵活多变，加工精度高，生产效率高，质量稳定，特别适应多品种，小批量，产品更新周期快的特点，深受广大生产企业的青睐。作为一名毕业生，经过三年的职业教育，按照老师的要求，综合运用所学知识，通过查找资料，能否保质保量地完成毕业设计任务，是检验毕业生合格与否标准。本人经过周密思考，认真总结，仔细筛选，决定设计球阀，它综合运用了所学专业知识，充分运用了数控机床加工的各项功能，具有典型代表性。本次毕业设计的主要工作是通过用不同的测量仪器对球阀教具各个零部件进行测量，绘制草图，通过查阅相关资料对其中的标准件进行标注。用CAD画出球阀各个零部件的零件图和装配图，用PRO/E画出各个零部件的实体图，最终装配成一个完整的球阀模型。在测绘过程中需要熟练运用各种量具，熟练查阅技术资料，国家标准，熟练运用CAD软件和PRO/E软件。关键字：球阀；测绘；CAD；PRO/E3毕业设计（论文）任务书课题名称球阀的绘制与三维建模课题性质工程应用专业班级学生姓名学号指导教师马玉清教研室主任李如平系部主任王勇发放日期2013-6-28一、课题条件：球阀它具有旋转90度的动作，阀芯为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制量之用，如V型球阀。毕业设计内容要求：1、熟练查阅技术资料，国家标准，熟练运用CAD软件和PRO/E软件2、用AUTOCAD画出球阀各个零部件的零件图和装配图3、用CAD或者是PRO/E画出各个零部件的实体图4、最终装配成一个完整的球阀模型5、书写毕业论文4二、计划进度：1.资料的收集6月28日至8月1日2.用AUTOCAD画出球阀各个零部件的零件图和装配图8月1日至9月1日3.用CAD或者是PRO/E画出各个零部件的实体图并最终装配成一个完整的球阀模型9月1日至10月10日4.毕业设计论文的书写、修改、完善10月11日至11月10日5.准备毕业设计答辩11月10日至11月20日三、主要参考文献：[1]王先逵．机械制造工艺学．北京：机械工业出版社，2011．[2]詹友刚．Pro/ENGINEER野火4．0机械设计教程．北京：机械工业出版社，2009．[3]黄云清，张远平等．公差配合与测量技术．北京：机械工业出版社,2007．[4]李澄，吴天生等．机械制图．北京．高等教育出版社，2008．[5]徐炳亭，吴子东等．计算机应用基础．天津：天津人民出版社．2005．[6]杨黎明，杨志勤等．机械设计简明手册．北京：国防工业出版社，2008．[7]史彦敏．AutoCAD2006实训教程．北京：化学工业出版社，2009．指导教师马玉清（系）教研室主任王勇2013年6月28日2013年6月28日5目录第一章绪论1.1课题研究的背景···············································61.2本设计的意义、内容、目的与任务······························9第二章球阀的简单分析2.1球阀的功用和用途·············································102.2球阀的工作原理··············································112.3球阀的主要特点··············································11第三章球阀的拆卸3.1测绘前的准备及测绘步骤······································123．2球阀的拆卸要求·············································143．3球阀拆卸时注意事项·········································14第四章零部件的测绘4．1扳手的测绘·················································154．2螺栓的测绘·················································164．3垫圈的测绘·················································174．4阀盖的测绘·················································184．5阀芯的测绘·················································204．6阀杆的测绘·················································214．7压紧套的测绘···············································224．8阀体的测绘·················································234．9密封圈的测绘···············································254．10填料的测绘················································25第五章球阀的装配5．1零件图的装配···············································265.2实物图的装配················································28主要参考文献：···················································29致谢···········································306第一章绪论1.1课题研究的背景1.1.1国内外控制阀的发展现状从19世纪控制阀应用在蒸汽机开始直到今天，控制阀已经发展成为全球年产值约为200亿美元的产业，而且随着全球性工业化的发展，保持着稳定的增长。目前，全球的控制阀市场如同大部分工业品一样被三个经济体瓜分，分别是美国为代表的北美经济体，以德国、英国、法国为代表的欧盟地区，和以日本为代表的亚太地区。美国作为世界上的头号经济强国，美国的阀门工业从二战后初期的全球一半产值下降到现在的30%左右，仍然是全球的最大的阀门供应商。据美国阀门协会统计，美国阀门协会有超过110家企业，年产值超过40亿美元。随着美国公司国际化程度的不断加强，阀门企业开始通过收购本土以及世界其它国家的企业来扩大自己的市场份额，增强竞争力。由于企业之间的收购不断加剧，如今美国的阀门企业多数属于某个超大型跨国公司的一部分。著名的TYCO流体控制公司是年度销售额340亿美元的TYCO国际的子公司；MASONEILAN公司是DRESSER工业公司的一部分，其年销售额超过3亿美元；1984年就在中国开展业务的FISHER控制阀由于进入中国较早，其产品已经成为中国教科书的样板，其母公司EMMERSON集团的销售额已超过140亿美元。德国作为欧盟经济体的火车头，德国的经济在二战后得到了迅速的恢复，德国产品凭借其优良的质量迅速占领了欧洲市场，并随着中国的对外开放来到了中国。目前德国的阀门生产企业有170多家，产值超过22亿欧元，其中出口率为50%左右。德国的阀门企业一直保持着中小型私营企业的特点，目前刚刚开始类似美国的企业并购，但还没有形成类似美国的大的跨国公司。德国的控制阀企业多数属于专业性很强的公司，在某一类产品的研究、设计制造方面都有自己的独到之处。SAMSON公司作为德国控制阀行业的领军者，销售额超过4亿欧元，从1909年发明的波纹管开始，一直在控制阀领域保持技术和质量的领先。AUMA公司是世界上最大的专业生产控制阀用的电动执行器的企业之一，销售额在1.5亿欧元左右，其在电动执行机构上的技术领先使其保持着巨大的竞争优势。7日本作为世界第二的经济体，日本的阀门企业共有706家，但其中15家的产值占到了整个市场的70%。日本阀门市场的总产值约为6亿美元，控制阀是其出口的主要产品。作为中国的近邻，日本的控制阀企业早在60年代就来到中国，至今为止，日本的控制阀企业是目前国内合资企业的最大的合作外方。YAMATAKE、KOSO等几家日本最著名的控制阀生产商目前和国内的多家公司进行了合资，其产品由于价格适中，质量较好，迅速占领了国内的中低端市场。同样，在日本本国生产的控制阀在制造质量和技术上领先于合资企业，保持着在高端市场的竞争力。目前我国阀门生产企业约有5000多家，但大多起点低，规模小，科研开发能力弱，只能参照国外的一些产品结构和样机，做一些消化吸收的工作。造成这种局面的原因主要有以下两个方面：首先，从科研人员组成及经费投入情况来看，目前国内阀门行业科研人数不到职工人数的10%，科研经费的投入小于年产值的3%；在国外，科研经费的投入达到年产值4%的企业，只能勉强维持生产。其次，在劳动生产率方面，美国每人每年13.8万美元，日本每人每年9.5万美元，而我国平均每人每年只有3万元人民币。落差如此之大，国内阀门制造企业也就无法在市场上产生震憾力，与同行业国际知名企业的竞争就更加困难。要尽快改变这种现状，不仅要进行资产重组，更重要的是提高阀门的设计水平及产品质量。当前，控制阀生产行业正处于一个非常有利的发展时期。这主要得益于国家经济持续稳定发展，固定资产投资逐步扩大。尤其是西气东输、西电东送、南水北调等工程的开工建设，需要大量的控制阀产品与之配套；再加上入世后，国际贸易门槛降低以及发达国家调整产品结构，使我国控制阀产品的加工制造面临更大的发展空间。1.1.2国内外的研究动态以球体作为关闭件的阀门，成为球阀。球阀是上世纪50年代问世的一种新型阀门，但它是近几年来发展最快的阀门品种之一。特别是在美、德、日、法、意、西、英等工业发达国家，球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口经、高密封性、长寿命、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并已部分取代闸阀、截止阀、节流阀。它在航天、石油化工、长输管线、轻工食品、建筑等许多方面都得到了广泛的应用。阀体是球阀的主要承载结构，具有几何形状复杂、作用载荷复杂、支撑结构和约束复杂的特点。阀体结构的设计是否合理，将直接影响球阀的使用性能。因此，在对球阀8进行动态分析时，其主要的分析部件就是阀体。球阀阀体的结构分析和计算主要有两种方法:经典力学方法和有限元计算方法。经典力学方法需要对受力系统作大量简化和假设，且计算繁杂、精以球体作为关闭件的阀门，成为球阀。球阀是上世纪50年代问世的一种新型阀门，但它是近几年来发展最快的阀门品种之一。特别是在美、德、日、法、意、西、英等工业发达国家，球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口经、高密封性、长寿命、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并已部分取代闸阀、截止阀、节流阀。它在航天、石油化工、长输管线、轻工食品、建筑等许多方面都得到了广泛的应用。阀体是球阀的主要承载结构，具有几何形状复杂、作用载荷复杂、支撑结构和约束复杂的特点。阀体结构的设计是否合理，将直接影响球阀的使用性能。因此，在对球阀进行动态分析时，其主要的分析部件就是阀体。球阀阀体的结构分析和计算主要有两种方法:经典力学方法度差，影响球阀结构的合理化和可