牛头刨床机构的建模及运动仿真分析

牛头刨床机构的建模及运动仿真分析

 牛头刨床机构的建模及运动仿真分析

摘要:课题为牛头刨床机构的运动建模运动仿真分析。以牛头刨床为研究对象,对其主体结构进行分析,分析结构中会产生驱动的原动件,思考原动件如何带动从动件运动,确定零件的运动方式及运动方法,再在NX上对牛头刨床进行三维建模、机构装配、仿真分析。产生动画效果得出牛头刨床的运动数据以及形式,并完成二维图的创建、说明书的撰写等。以此来达到检验学生对CAD二维图的绘制、牛头刨床结构的理论分析和三维建模实际中的应用等。
关键词:牛头刨床;三维建模;仿真分析
 
Modeling?motion?simulation?analysis?of?shaper?mechanism
 
Abstract: this paper presents a simulation analysis of motion modeling for the mechanism of shaper.In shaping machine as the research object, analyzes its main structure, analysis of the structure will produce drive in the moving parts, consider how the moving parts driven follower motion, movement mode and method of the parts, then was carried out on the shaper in NX 3 d modeling, assembly and simulation analysis..The motion data and form of the shaping machine are obtained, and the creation of 2d drawing and the writing of the specification are completed.This method can be used to test students' theory analysis of CAD 2d drawing, theory analysis of shaper structure and practical application of 3d modeling.
Key words: shaper;3d modeling;The simulation analysis
 
第一章 绪论
1.1研究意义
运动仿真分析作为机构设计时重要的组成部分之一,一直被设计者们高度重视。随着科学技术的不断发展,计算机技术在机械领域的运用已经越来越广泛了,出现了许多三维设计软件,这给机械设计过程中的运动仿真分析带来了很大的便利。
仿真技术在机构设计中拥有很多优点,其中包括:
1)通过仿真运动的分析,可以预先知道所设计的机构是否能够达到所需要的效果,运用动画仿真对机构的运动过程进行模拟,事先检验设计的机构是否能够达到所需要的运动。使得机械运动更加科学更加合理。
2)同时机械运动的仿真分析已经是运动和动力学研究中非常重要的一种手段,将零件的运动规律通过三维动画模拟出来,可以模拟来分析运动规律,可以大大减少研究中的成本,增加研究效率。
3)运动仿真还可以通过运动分析,研究各个零件在装配中是否合理,实现对零件的不合理处进行修改,可以避免不必要的加工过程,减少零件的浪费。
4)仿真分析的好处还有很多,包括通过仿真可以提前对零件的尺寸修改,甚至可以根据要求改变机构结构等。现在已经是很多领域研究中的重要工具,提高了整个工业设计中的效率,是一种经济有效的设计手段。
牛头刨床在机械加工机床当中是不可或缺的组成部分,它主要作用在刨削小型工件上的沟槽、平面、成形面等。此次毕业设计的课题是牛头刨床机构运动的建模及运动仿真分析;通过对这个课题的深入研究,能够更好地将已学习过的Auto CAD、NX等软件更加系统的回顾与巩固,使得我们在利用软件在实际建模当中的应用更为熟练 。并且对于整个机构的工作原理及运动结构能够有更为清晰的认知,了解牛头刨床的性能特点和应用对于本身熟悉机床加工领域也有较大益处。
1.2研究内容
通过对牛头刨床的机理的深入了解,牛头刨床是一种靠刀具的往复运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。本次课题主要研究的内容是:牛头刨床的运动原理、建模仿真运动、运动过程中阻力对机构的影响。其具体工作原理是原动件AB带动滑块B在竖臂CD上滑动,短杆AB做近似圆周运动间接带动横臂CF往复运动(下面有图作说明)。
对于牛头刨床的建模仿真运动将使用NX9.0进行绘图、建模、装配、仿真动画等。从此过程中培养学生对牛头刨床结构的分析和整体设计的能力,以机械原理课程为基础,加深对曲柄摇杆机构的理解。并在此过程中提高查阅文献资料,绘图建模、仿真分析等各项能力。
目录
目录 2
第一章  绪论 2
1.1研究意义 2
1.2研究内容 2
第二章  机构的理论分析和建模装配 4
2.1机构的理论分析 4
2.2机构的三维建模 5
2.2.1牛头刨床的滑块建模 5
2.2.2连杆AB的三维建模 7
2.2.3固定块的三维建模 7
2.3机构的装配 9
2.3.1底座与连杆ED的装配 10
2.3.2滑块与竖臂CD的装配 12
2.3.3装配顺序 14
第三章  机构的运动仿真 14
3.1定义连杆 15
3.1.1定义固定杆 15
3.1.2定义连杆AB 16
3.2 定义运动副 16
3.2.1底座定义固定副 16
3.2.2底座与连杆ED定义旋转副 17
3.2.3滑块与竖臂CD定义滑块副 18
3.3 定义驱动 20
3.4定义求解方案和计算 20
第四章 运动仿真分析 23
4.1设置阻力函数 23
4.2 设置工作阻力分段 25
4.3 添加工作阻力 26
4.4 仿真结果分析 27
4.4.1添加矢量力与未添加矢量力分析对比 27
4.4.2绘制刨头速度、加速度和位移曲线 28
4.4.3 验证机构急回特性. 30
4.5 绘制驱动杆AB与底座反作用力 30
第五章  总结 32
致谢 33
参考文献 34
参考文献
[1]张晋西、张甲瑞、郭雪琴. 《机构运动仿真基础及实例(第1版)》.北京:清华大学出版社,2009年4月
[2]丁峰、乔宇. 《UG10.0快速入门教程》.北京:机械工业出版社,2015.9
[3]胡家秀. 《机械设计基础(第2版)》. 北京:机械工业出版社,2008.6
[4]孙燕华、卢章平. 《AUTO CAD机械制图(第2版)》. 北京:机械工业出版社,2016.1

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