开题报告-基于solidworks平台下槽轮机构自动化设计与分析

大学毕业设计开题报告学生姓名学号学院、系专业机械设计制造及其自动化设计题目基于SOLIDWORKS平台下槽轮机构自动化设计与分析指导教师毕业设计开题报告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述一，本课题研究的目的和意义。目的参数化设计是一种灵活多变的设计方法，一般是指设计对象的结构比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应，设计结果的修改受到尺寸驱动。设计时只要变化一个参数值，将自动改变所有与它相关的尺寸，通过调整参数来修改和控制几何形状，自动实现产品的精确造型和交互式绘图功能。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，成为初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图和重复的计算工作中解脱出来，将精力集中于优化产品设计阶段，大大提高设计速度，并减少信息的存储量。另外，参数化设计符合和贴近现代CAD中概念设计以及并行设计思想，工程设计人员设计开始阶段可快速草拟产品的零件图，通过对产品形状及大小的约束即可精确成图。所以通过参数化设计槽轮机构，将节省槽轮机构设计时大量不必要的重复工作，达到提高设计效率，降低成本的目的。同时通过本课题的练习将会使我得到SOLIDWORKS软件应用能力和VC面向对象的设计语言编程能力得到提高。12意义1用计算机来实现设计意图，其可靠性要大大增强。因为可以综合考虑各种影响因素的重要性，权衡利弊后做出最优选择，给出最优方案，从而可以有效避免手工设计考虑的不全面。2当槽轮设计规范化、参数化后，由于在设计过程中考虑到其操作上的简便性，可以大大减少了设计人员工作量。只要给出设计意图便可以自动进行分析计算、造型、装配直至最后给出图纸，这就大大提高了设计效率，缩短了产品开发周期，提高了产品的设计质量，可以实实在在地为企业创造效益，产品也可以得到迅速推广。3SOLIDWORKS是被广泛使用的CAD优秀软件，作为新一代的产品造型系统，SOLIDWORKS它有强大的三维建模功能和二次开发工具。其设计思想先进，SOLIDWORKS提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械领域的新标准。4从制造行业来说，利用计算机辅助设计软件设计出的产品、给出的图纸更加合乎制造业的规范。特别是对于一些技术装备先进的工厂，可直接将计算机内的图形信息发送到数控机床上，从而能够大大提高加工的精确度，减少人为错误。5槽轮属于机械产品的通用零件，通SOLIDWORKS技术设计槽轮，可以推动机械行业的科技化进程，为以后越来越多的机械产品应用参数化研究做了大胆尝试。13,14二，参数化设计的意义与背景7,8,91，参数化设计的概念参数化技术（PARAMETRIC）是CAD技术在实际应用中提出的课题，是现代CAD技术中重要的、且待进一步研究的领域之一。参数化设计是一种灵活多变的设计方法，一般是指设计对象的结构比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应，设计结果的修改受到尺寸驱动。设计时只要变化一个参数值，将自动改变所有与它相关的尺寸，通过调整参数来修改和控制几何形状，自动实现产品的精确造型和交互式绘图功能。2，产品设计中应用参数化的必要性研究表明，在新产品的研制过程中，约7080的成本耗费于设计阶段。因此，如何开发和研究先进的设计方法与工具，以提高产品设计的效率就显得至关重要。我国加入世界贸易组织后，新科学技术对制造业科技含量要求加大，技术改造的时间会相应缩短，传统设计方法中，重复工作量大，设计效率低下，新产品投放市场慢，导致企业缺乏竞争力。寻求更加新型、先进、高效的设计方法，势在必行。参数化技术（PARAMETRIC）就是CAD技术在实际应用中提出的课题。参数化设计方法与传统设计方法相比最大的不同在于它存储了设计的整个过程，对于相似结构的系列零件设计，更是具有无可比拟的优越性。它设计出一族而不是单一的产品模型，通过一组参数来控制图形的大小、形状。参数化设计是实现设计过程自动化的有效手段之一，是机械设计发展的必经阶段。随着计算机技术的进步，计算机已成为各个设计领域的重要组成部分，参数化设计方法也越来越受到人们的重视。对于常用的零件，如果每次都要经过烦琐的建模，不仅工作量大，而且，要花费大量的时间，这不仅是浪费时间，还是重复性的无效劳动。在机械设计中，槽轮的参数因为设计要求的不同，而不得不改变其数值。如果在设计中可以交互的处理，则工作量可以大大的降低，从而提高工作效率,因此槽轮轮的参数化设计至关重要。3，参数化建模技术要实现参数化设计，首先必须进行参数化建模。参数化建模是几何建模的一个发展方向，它可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列化、相似设计及专用系统开发等方面具有较大的应用价值。国内外对参数化建模做了大量的研究。目前，二维参数化建模技术已发展的较为成熟，在参数化绘图方面已得到了广泛应用。而三维参数化造型能处理的问题还比较简单，能处理的类型主要是轴线、平面和轴对称面，能处理的约束类型还很有限，对于复杂形状的建模方法还有待于进一步研究。虽然如此，但是因为三维参数化设计在进行自上而下的设计时有着明显优于二维参数化设计的优势，现在已经越来越广泛的得到设计人员的接受。70年代末及80年代初，英国剑桥大学的RCHILLYARD和美国MIT大学的DCGOSSARD等率先将参数化设计用于CAD中。1985年美国PTC公司首先推出参数化CAD系统PRO/E。参数化建模的关键是约束关系的提取和表达、约束的求解以及参数化几何模型的构造。参数化建模技术大致可分为如下三种方法（1）基于几何约束的数学方法；（2）基于几何原理的人工智能方法；（3）基于特征模型的造型方法。其中数学方法又分为初等方法（PRIMARYAPPROACH）和代数方法（ALGEBRAICAPPROACH）。初等方法利用预先设定的算法，求解一些特定的几何约束。这种方法简单、易于实现，但仅适用于只有水平和垂直方向约束的场合；代数法则将几何约束转换成代数方程，形成一个非线性方程组。该方程组求解较困难，因此实际应用受到限制。人工智能方法是建立面向人工智能的知识表达方式，利用专家系统对图形中的几何关系和约束进行理解，运用几何原理推导出新的约束。特征造型方法是三维实体造型技术的发展，目前正在探讨之中。4，CAD技术的发展及应用CAD技术发展经历了几次技术革命，其主要发展阶段和特点如下（1）60年代，CAD的主要特点是交互式二维绘图和三维线框模型。（2）70年代，CAD的主要技术特点是自由曲线曲面生成算法和表面造型理论。在这期间逐渐形成了CAD产业。遵守各种国际规范，在国际国内形成自己独特的优势，更要立足国内，结合国情，积极开展CAD技术的研究和推广工作，提高企业竞争能力，加速企业现代化进程。三，槽轮机构参数化设计的研究现状10,111，槽轮机构分析由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔他机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速。单臂外啮合槽轮机构见图由带圆柱销的转臂、具有4条径向槽的槽轮和机架组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时,拨动槽轮转过1/4圆周角当圆柱销转出径向槽后,槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。为了保证槽轮停歇，可在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。这样,既不影响转臂转动,又能锁住槽轮不动。为了使槽轮能完成周期性的转停运动，槽轮上的径向槽数不能少于3。为了避免冲击,圆柱销应切向进、出槽轮，即径向槽与转臂在此瞬间位置要互相垂直。在满足不同间停的要求时，可采用多臂的和非对称槽的槽轮机构。槽轮机构一般应用在转速不高、要求间歇地转过一定角度的分度装置中，如转塔车床上的刀具转位机构。它还常在电影放映机中用以间歇移动胶片等。2，槽轮机构参数化设计的研究现状任何通用的CAD软件，甚至面向某一类对象的专用的、商品化的CAD软件，都难以满足形形色色具体产品设计的需要。所以一个公司欲全面采用CAD技术，并取得积极效果，应以引入的CAD系统为基础，根据本公司的实情，进行程度不同的用户化、本地化的二次开发，形成具有本公司特色的产品设计CAD系统。有效的二次开发是CAD发挥效能的关键环节。我国许多企业引进了国外知名的CAD系统，但往往未得到充分的利用，企业对CAD的巨额投资，并没有真正或全面达到提高设计质量、缩短设计周期的目的，也没有带来应有的效益。究其原因，是未进行产品应用和管理方面的二次开发。据抽样调查和外商统计，国内己引进的CAD/CAM系统利用率高、效益好的单位大约在20左右。所以，可以毫不夸张地说，没有进行用户化、本地化的二次开发，就没有真正意义上的CAD/CAM技术的有效应用。所以，二次开发问题是目前国内推广CAD/CAM所面临的一个重要课题之一。目前国内外对二维图形参数化和简单三维实体的参数化的研究较为成熟。对复杂的三维实体的参数化的造型研究还不多见。对于本课题要求的槽轮机构属于造型结构较简单的机构。因此我相信国内外对它的技术研究已趋于完善。但他依然对本科生的设计练习具有价值。四,SOLIDWORKS软件介绍6SOLIDWORKS公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸塞州的康克尔郡（CONCORD,MASSACHUSETTS）内，当初所赋予的任务是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。由于使用了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、北京航空航天大学、北京理工大学、上海教育局等也在应用SOLIDWORKS进行教学。相信在未来的58年内，SOLIDWORKS将会成为与当今AUTOCAD一样，成为3D普及型主流软件乃至于CAD的行业标准。SOLIDWORKS软件特点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。参考文献1李瑞琴，机械原理M，北京国防工业出版社，2008,3442孙桓，陈作模机械原理M北京高等教育出版社，19962502713冯博琴VISUALC与面向对象程序设计教程M北京高等教育出版社，20102954于永彦，王志坚，娄渊胜C程序设计基础案例教程M北京北京大学出版社，2009,3115赵山林，高媛，C程序设计M，北京人民邮电出版社，2004,3316二代龙震工作室，SOLIDWORKS2009基础设计第二版M，北京清华大学出版社，2009,4027李卫民，刘淑芳基于SOLIDWORKS平台的二次开发技术IL机械制造，20038全钰泰，朱朝宽基于SOLIDWORKS2001的锻件毛坯三维实体的自动生成J金属成形工艺，2003，21（4）22249李向阳，SOLIDWORKS二次开发的研究IL，机械工程学报，同济大学，2008第二期，0310刘丽娟，任建平，SOLIDWORKS二次开发的应用IL，机械管理开发，山西省机械工程学会，2005年2月,0211吴晓燕，基于SOLIDWORKS二次开发的机械零件参数化建模研究，计算机与网络，信息产业部电子无线通信专业情报网，期刊号不明，0212陈岳坪,罗意平，王平安，用VISUALC开发SOILDWORKS的关键技术IL,机械与电子，中国机械工业联合会科技工作部机械与电子杂志社，2002第二期，0413王彪,刘中柱，SOLIDWORKS二次开发的应用VISUALC篇IL，华北工学院学报，中北大学，2004第三期，0414刘媛，基于VC的SOLIDWORKS机械零件参数化设计，曲阜师范大学学报，曲阜师范大学，第36卷第四期2010年10月，0415JENSENPWCLASSICALANDMODERNMECHANISMSFORENGINEERSANDINVENTORSNEWYORKMARCELDEKKERINC，199116YANHONGSENCREATIVEDESIGNOFMECHANICALDEVICESMHEIDELBERGSPRINGERVERLAG，1998毕业设计开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）一，本课题的主要研究内容（提纲）1分析国内外在三维参数化设计的研究现状及发展前景和将CAD/CAE技术应用于建模设计的必要性。2解决复杂产品的建模问题。鉴于SOLIDWORKS软件对于复杂零件的建模能力有限，考虑首先在VB中建立槽轮参数化设计的编程，然后利用SOLIDWORKS的数据接口，将其导入SOLIDWORKS中，研究SOLIDWORKS和VB或C的结合使用。3实现槽轮机构的三维参数化设计。按照参数化建模原理，研究槽轮的参数化建模方法，既保证了精确的槽轮机构形状，又使此模型能根据输入的一些关键参数而改变尺寸和形状二，拟解决的关键问题1槽轮参数的定义与计算。2槽轮机构的造型与建模。3C程序与SOLIDWORKS接口的实现。4标准槽轮机构库的设计及调用。5用COSMOSMOTION对槽轮机构进行运动仿真并分析其参数三，研究思路和方法1分析要建立的模型，进行槽