基于Solidworks的手压阀的模拟仿真设计毕业设计

1、指导教师（签名）：济源职业技术学院毕业设计题目基于SolidWorks的手压阀的仿真设计系别机电工程系专业机电一体化技术班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目：基于SolidWorks的手压阀的模拟仿真设计要求：一、手压阀零件建模设计；二、手压阀装配设计；3、手压阀机构仿真设计；设计进度要求：第一周：搜集查阅资料，确信设计题目。第二周：写任务书并列出大纲。第三周：用solidworks进行手压阀的零件建模及装配体建模。第四周：做电子稿并进行论文的排版和编辑。第五周：修改论文、定稿、打印。第六周：提交论文并预备答辩。第七周：参加答辩摘要SolidWorks软件是美国Solidworks公司开

2、发的三维CAD产品，是一套机械设计自动化软件，功能壮大、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、减少设计进程中的错误和提高产品质量。Solidworks市场份额增加最快、技术进展最快、市场前景最好、性能价钱比最优的软件。SolidWorks不仅提供如此壮大的功能，同时对每一个工程师和设计者来讲，操作简单方便、易学易用。本文探讨了运算机模拟仿真技术的概念、特点和分类、关键技术和在现实生活中的几个典型应用，基于SolidWorks对手压阀各零件进行三维建模，充分利用SolidWor

3、ks的参数、关系式、零件库等知识对各组成零、部件进行建模，再完成各部件装配和总装配，最后对整体机构进行运动仿真。通过一系列操作的完成，真实再现手压阀的工作，对零部件的设计有专门大的帮忙。关键词：模拟仿真，手压阀，SolidWorks目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 设计任务书I摘要II HYPERLINK l bookmark14 绪论2 HYPERLINK l bookmark16 仿真技术的概述3仿真模拟技术的特点与分类4 HYPERLINK l bookmark18 仿真模拟的分类4 HYPERLINK l bookmark20 仿真模拟与虚拟现

4、实技术4 HYPERLINK l bookmark22 仿真模拟中的关键技术6 HYPERLINK l bookmark24 动态环境建模技术6 HYPERLINK l bookmark26 交互设备和工具6 HYPERLINK l bookmark28 仿真场景治理技术7网络环境技术7 HYPERLINK l bookmark30 应用环境系统7仿真模拟技术的几个典型应用8制造工业中的模拟仿真技术8作战演习的仿真模拟8 HYPERLINK l bookmark32 6基于SOLIDWORKS的手压阀的模拟仿真10 HYPERLINK l bookmark34 SolidWorks概述10 H

5、YPERLINK l bookmark36 手压阀的大体工作原理11 HYPERLINK l bookmark38 手压阀组成零件的实体建模11 HYPERLINK l bookmark40 零件的实体建模12 HYPERLINK l bookmark42 手压阀的装配18手压阀的爆炸演示的制作进程19手压阀的模拟仿真运动演示的制作进程20结论23致谢24 HYPERLINK l bookmark48 参考文献251绪论运算机仿真技术是世界各国十分重视的一项高新技术。仿真是以运算机系统为基础，依照用户的要求，成立实际系统的数学模型，并使之转换为仿真模型，在不同的工况下，在运算机系统中运行演示，

6、从而真实地展现实际系统运行状态的进程。它是涉及计算数学、工程操纵、各类实际系统的专业知识、运算机软硬件技术等多学科领域的一项综合性高科技技术;是科学工作者、工程技术人员、运行操作人员进行系统分析、优化设计、性能评估、运行实验、教育培训、操作训练的有力工具。它在国防、能源、交通、航空航天等重要的军事与非军事领域，取得了愈来愈普遍的应用。美国1992年提出的22项国家重点进展的关键技术报告中，运算机仿真技术被列为第16项。同年提出的21项国防及军事重点进展的关键技术报告中，被列为第6项。充分说明了模拟仿真技术在现代科学技术领域中的重腹地位。Solidworks软件是一种壮大的虚拟样机设计和仿真平台

7、,具有方便易用、直观简单、功能丰硕等优势。利用该项技术能够快速地发觉机械系统设计中的缺点,并能够直接更改模型,大大地减少了设计中的错误,缩短了新产品的开发周期;同时基于该软件的模拟仿真能够在教学上直观形象的演示给学生，使学生通过通俗易懂的画面，快捷、高效地同意新知识。2仿真技术的概述仿真是指用一个数据处置系统,来全数或部份地仿照某一数据处置系统,使得仿照的系统能像被仿照的系统一样同意一样的数据,执行一样的程序,取得一样的结果。模拟（有时也译作仿真）是指用一个数字处置系统表达某个物理系统或抽象系统当选取的行为特点。但在适应上咱们老是将仿真模拟两个词连用,有时也简称为仿真,以simulation来

8、表示,是用模型（物理模型或数学模型）来仿如实际系统,代替实际系统进行实验和研究,是产品设计和制造中的经常使用技术手腕。确切地说,仿真模拟技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以运算机和各类物理效应设备为工具,利用系统模型对实际或假想的系统进行实验研究的一门综合性技术。它综合了运算机、信息处置、自动操纵等等多个高新领域的技术,已经成为科学研究中除理论研究和科学实验之外的第三种方式。目前的普遍应用不仅有力地推动了运算机、电子和操纵技术等相关学科的进展,其应用功效也产生了庞大的经济效益和社会效益。用仿真模拟系统进行实验,不受气候、场地和时刻等客观条件限制,具

9、有经济、灵活、可多次重复利用的优势,尤其适用于航空、航天、国防、航海及其他大规模复杂系统的分析、设计、实验和评估进程,已经成为许多复杂系统必不可少的辅助设计手腕。其中闻名的有美国NASA在航天器外的空间活动和哈勃天文望远镜修复的地面仿真模拟训练系统。因此,美国国防部将建模和仿真技术列为21世纪保证美军优势地位的七大关键技术之一。国外产业界也将其视为一项参与新世纪竞争的重要技术。3仿真模拟技术的特点与分类3仿真模拟技术的特点与分类传统上,仿真模拟技术是探讨系统、模型、仿真三者之间的关系,仿真确实是对模型的实验,模型是系统的抽象,仿真建模确实是对不同形式的系统模型研究其求解算法。现代的仿真技术,更

10、多的是依照物理规律通过运算机的程序计算,建模方式和手腕更为丰硕,如通过基于模型库的结构化建模,采纳面向对象建模方式,在类库的基础上实现模型拼合与重用等软件工程技术。由此涌现出来的众多的新算法和新软件,大大加速了仿真模拟进程。要想通过仿真模拟得出正确、有效地结论,必需对仿真结果进行科学的分析。现代仿真软件普遍采纳了可视化技术,通过图形、图表,乃至动画生动传神地显示出被仿真对象的各类状态,使模拟仿真的输出信息加倍丰硕、加倍详尽、加倍有利于对仿真结果的科学分析。仿真模拟的分类仿真模拟技术在不同的应用领域和应用中,具有不同的实现形式,要紧体此刻系统模型或仿真模型的不同实现形式,依照系统模型中是不是包括

11、随机因素,可分为随机型和确信型模型;依照模型是不是具有时变性,可分为动态模型和静态模型;从仿真模拟的形态区分,通常有实物仿真和半实物仿真乃至全软件仿真等形式;从系统状态来区分要紧能够分为离散事件仿真、Monte-Carlo仿真和持续仿真等形式。仿真模拟与虚拟现实技术在有关文献中,咱们常常能够看到仿真模拟技术与虚拟现实技术等表达方式紧密相关,虚拟现实和仿真模拟是从不同的角度、不同的对象或不同的应用范围来论述实物虚化和虚物实化的操纵操作进程间的研究目标和实现手腕等大部份是相似的。虚拟现实从用户感受角度分为桌面级虚拟现实和沉醉式虚拟现实两种类型,从研究对象角度分为仿真虚拟现实和假想性虚拟现实,还有其

12、他依据不同的背景和要求对虚拟现实研究方式和表现形式的各类分类。通常咱们要求虚拟环境知足三要素:沉醉感、互动性和构思性,可是关于不同的应用目标,虚拟现实技术对三个要素的实现要求也有专门大的不同。仿真模拟技术依照技术交互手腕和实现目的不同分为进程仿真和结果仿真,前者偏重在系统行为进程活动的真实性验证,它与虚拟现实技术联系更为紧密,后者偏重在对系统模型计算结果的验证,通常借助于高性能运算机等设备取得数据,再对计算结果作可视化重现。而通常咱们所说的运算机仿真更偏重在利用运算机软件模拟环境与真实环境结合进行的操作和推演,因此仿真模拟更注重于系统中的一些物理特性或真实特性,有时并非注重系统的沉醉感。可是目

13、前愈来愈多的仿真模拟技术与虚拟现实技术相结合以提高仿真模拟的沉醉感,虚拟现实也愈来愈多地利用仿真模拟经常使用的设备和装置来提高虚拟现实的真实感,因此二者的界限也愈来愈模糊。那个地址咱们不对二者作清楚的区分,那个地址所说的仿真模拟技术确实是综合利用这两种技术的统称。4仿真模拟中的关键技术仿真模拟技术的关键是模型和环境的构建和实时交互和反馈技术。它涉及到数据表示、运动计算和实时视景生成等大体环节。数据表示与治理不仅与物理模型或数学模型的构建和环境生成等图形图像数据有关,也与其他数据格式和具体应用背景所需要的数据有关。运动计算不仅需要高性能的计算能力也与仿真应用背景紧密相关,它包括动力学或运动学方程

14、等具体的数学物理模型求解和实时交互计算。实时视景生成关于强调进程真实感的体验型仿真模系统尤其重要。动态环境建模技术虚拟环境的成立是体验型虚拟仿真模拟技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是依照应用的需要获取实际环境的三维数据,成立相应的虚拟环境模型和仿真对象。三维数据和三维对象的获取能够采纳处景建模,图像等多种形式,有效提高数据获取的效率。它的技术特点是执行人在一个通过运算机和其他设备构建起来的三维视觉或听觉、和包括触觉反馈在内的操作环境中,对执行人的反馈做出及时响应,造成与真实场景和系统几乎一样的操作感觉,因此系统要求具有很强的实时交互性。据统计,仿真模拟系统所提供的视景为仿真模拟提供了70

15、%的有效信息6,仿真模拟系统内容的丰硕程度、传神度、清楚度和视场角的大小,直接阻碍到仿真系统的质量和仿真模拟成效。尽管目前组成的虚拟场景已经有了较为传神的场景成效,可是利用图形图像技术生成的真实感场景与真实场景相较仍有不小的差距。目前采纳的增强现实技术,采纳部份真实的场景对象代替运算机生成对象,对仿真模拟进程起到了专门好的成效。三维声音处置也是一个虚拟仿真场景所需要的,它包括声音合成、三维声音定位和语音识别等技术。在某些应用中,还需要声光电磁等环境因素的考虑。交互设备和工具人与虚拟环境交互的硬件接口装置,涉及图形图像硬件设备,用于产生沉醉感,和跟踪装置,用于跟踪用户头部的位置和方向及从手的位置

16、跟踪到全身各肢体的位置,跟踪装置把这些信息送入应用软件,以确信眼睛的位置及视线方向。如头盔式显示器(HMD)、空间沉醉式显示器(SID，如洞窟式和圆顶式)。触觉和力反馈系统提供触觉刺激,如三维动作跟踪器可提供32个关节传感器,带力反馈的数据手套等。虚拟仿真模拟技术的交互能力依托于立体显示和传感器技术的进展。现有的虚拟仿真技术还远远不能知足系统的需要，例如，数据手套有延迟大、分辨率低、作用范围小、利用不便等缺点，虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高。仿真场景治理技术虚拟仿真中包括大量的感知信息和模型,如信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据治理模型、识别和合成技术等等。同时需要

17、和谐景、物、事件输入信息等。仿真场景的治理技术为系统的正常运行提供技术保障。尤其关于当前的散布式模拟仿真技术,仿真场景的数据组织和治理更为复杂也更为重要。网络环境技术当前，随着运算机网络技术的进展和普遍应用，也由于各类应用需求的驱动，散布式仿真模拟系统成为目前的研究热点之一。系统中数据和交互命令的快速传输，要求散布式系统能够及时响应，同时系统的规模还要求可扩展、功能可扩充、乃至要求是异构型的软件结构。应用环境系统应用系统是面向具体问题的软件部份，描述仿真的具体内容，包括仿真的动态逻辑、结构和仿真对象与用户之间的交互关系，与具体的应用有关，仿真对象的行为模拟的真实性和可信性专门大程度上取决于对场

18、景对象构建的物理模型和数学模型的量化程度和模型的精度。5仿真模拟技术的几个典型应用5仿真模拟技术的几个典型应用仿真模拟活动对社会和科学技术的阻碍体此刻很多方面。例如,在军事领域的应用,有力地推动了军事理论和军事思想的深刻变革,提升了国家的国防平安实力;在设计制造业中的普遍应用,不仅缩短了企业的产品设计与制造周期,而且提高了产品质量,从而提高了企业的竞争力;在政府决策和治理领域的应用,提高了决策治理的科学水平,减少了决策错误,提高了政府治理效率;在文化娱乐方面的应用,不仅丰硕了娱乐内容,也提高了节目的观赏性,制造了更多的梦幻成效,同时节约了娱乐节目制作的本钱,提高了文化传播能力。随着运算机技术和

19、其他相关装备技术的进展,仿真模拟技术愈来愈朝着真实性、实时性和隐形性方向进展。仿真模拟技术已经愈来愈多地融合到咱们的生活中,并阻碍着咱们的生活方式和生活适应。制造工业中的模拟仿真技术实验时期是产品设计完成后的关键时期。大多数企业都是先制造物理样机,投入实验,若是某些地址实验失败,那么从头设计、从头制造、从头实验,如此反复,直到通过定型。显然,如此反复多次的“设计、实验、修改”进程,耗时长,本钱高。制造工业中的产品设计仿真分析,主若是为了发觉设计缺点、减少重量、增增强度、优化零部件尺寸、优化性能等。在数字样机的仿真实验中发觉问题、修改设计,与物理样机相较,显然其本钱降低很多。据统计,数字样机的开

20、发方式能够减少一半以上的物理样机制造和实验,从而争取到更多的时刻,节约大量的费用。例如汽车碰撞仿真,模具设计与数控加工仿真系统等。作战演习的仿真模拟现代作战仿真模拟是运算机技术、军事运筹学理论和战役战术学等多学科相结合的产物。从单件武器的操作训练进展到作战协同和对抗训练、再到战术合同演练乃至大规模高速远程网络支持的多军种多武器平台环境下的联合作战演习,仿真模拟技术都有普遍的应用。其要紧功能有三:一是直接或通过导调人员给受训者提供传神的战场态势信息,使官兵有如“身临其境”的感受;二是同意受训人员对态势信息的反馈（判定和决策）;三是通过模拟系统运行结果,对受训人员的反映给以评估。所以增强现代作战仿

21、真模拟系统的研究开发,不仅能够节约大量的资金,幸免大量的物资消耗,有助于实现我国的国防现代化,也有助于改善我国国际周边环境,改善我国的国际形象。6基于SolidWorks的手压阀的模拟仿真随着运算机技术的进展,在液压传动教学中采纳运算机辅助教学已成为一个进展方向。液压传动教学中很重要的内容是介绍液压元件的结构和工作原理,它涉及到液压传动工作介质在液压元件内部的流动。在传统的教学方式中,由于挂图或胶片是静止的,无法连贯地再现液压元件的工作进程,因此造成教师讲解困难学和生明白得困难,教学成效不睬想。为了解决传统教学的缺点,本文针对液压传动的手压阀,提出了一种基于Solidworks的结构装配和工作

22、原理动态仿真，如此可使抽象问题直观化，既有利于教师的教学，也有助于学生的学习。从而表现SolidWorks的优越性，而且缩短学生的明白得时刻，激发学生的学习爱好，弥补传统教学方式的不足，提高教学成效。SolidWorks概述为了开发基于微机平台的三维CAD软件，1993年PTC公司的副总裁与CV公司的副总裁一起成立了SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks软件。该软件具有专门大的创新性，SolidWorks3D设计直接从三维模型入手，省去设计进程中三维视图与二维视图之间的转化。设计者能够方便地运用鼠标通过拉伸、旋转、薄壁特点、高级抽壳、特点阵列和打孔等拖放式操作不

23、断改变其结构，最终完成整个产品（或零件）的设计，直观易学，操作方便oSolidWorks软件采纳参数驱动的设计模式，能够通过修改相关的参数来完善设计方案，支持设计方案的动态修改。软件包括丰硕的标准件图库，用户也可任意扩充自概念的图库，因此减少了没必要要的重复性设计工作，有效地缩短了设计周期，提高了设计效率oSolidWorks能够通过任意旋转和剖切对运动的零部件进行动态的干与检查和间隙检测，发觉问题当即修正，把“试制进程”放在设计时期，能够幸免做成实物后才发觉问题，提高了新产品的设计效率。SolidWorks软件拥有数十个黄金合作伙伴，比如美国闻名的结构研究公司的Cosmos软件能够和Soli

24、dWorks软件无缝集成，实现机械产品的运动学和动力学仿真，另外还能够对机械零件进行有限元分析，从而进一步进行强度校核或优化设计。手压阀的大体工作原理手压阀是吸进和排出液体的一种手动阀门，当握住手柄向下压紧阀杆时，弹簧紧缩阀体向下移动，液体出入口相通，手柄抬起时，阀体向上紧贴阀体，液体再也不通过。Jft料压盖阕杆垫片图手压阀工作原理手压阀组成零件的实体建模Solidworks2007用户界面超级人性化，便于操作。在Solidworks的标准菜单中包括了各类用创建零件特点和基准特点的命令。其中基础实体特点要紧有拉伸凸台/基体、旋转凸台/基体等。在基础实体特点上可添加圆角、倒角、肋、抽壳、拔模及异

25、型孔、线性阵列、圆角阵列、镜像等放置特点，这些特点的创建关于实体造型的完整性超级重要。在处置复杂的几何形状时还需要其他高级特点选项，包括扫描、放样凸台P基体及参考几何体中基准轴、基准面这些定位特点等。通过以上特点造型技术在Solidworks中能设计出需要的实体特点。一个零件的建模进程，事实上确实是许多个简单特点彼此之间叠加、切割或相交的操作进程。依照特点的创建顺序，组成零件的特点可分为大体特点和构造特点因此一个零件的实体建模的大体进程能够由如下几个步骤组成：（1）进入零件设计模式。（2）分析零件特点，并确信特点创建顺序。（3）创建与修改大体特点。（4）创建与修改其他构造特点。（5）所有特点完

26、成以后，存储零件模型。以下以阀体的实体建模为例，介绍零件的建模进程。.1零件的实体建模在SolidWorks的环境下，单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。选择前视基准面，进行草图绘制，并用智能尺寸对其修改尺寸，然后点击“特点”f“曲线”f“螺旋线/涡状线1”如下图。选择螺旋线的高度和螺距图插入螺旋线添加“轮廓”和“途径”如下图SwliiWurksMfice:?IMH二_弹笛*J3E3扇丈梓蹄梶启址1HA工Rd)HJ口蚪列曲0P应+匚时“士粛)-X曲熔帝磁迪Q规歩击C5-3J5图扫描特点.|D再彌烝豈讷心O.-H“亠为疽.;:;图弹簧的实体建模生成孔的特点孔特点是机械设计中的常见特

27、点。Solidworks2007将孔特点分成两种类型一简单直孔和异性孔。不管是简单直孔仍是异型孔，都需要选取孔的放置平面而且标注孔的轴线与其他几何实体之间的相对尺寸，以完成孔的定位。先添加“基准面”JflJOflI-E慟律丞旨1骂-.丈枠蹄1R也迫HA1）工只囱口蚪网曲一昂北注3园鹉备怎囲li知门烧姑猱戰Q蛙令申CSSCiOSJ（a1图基准面的创建咛讷，:;C.并在“插入”工具栏，“特点”的目录下，点击孔向导，在孔规格的设计树下（如下图），输入要求的尺寸和规格，生成所需要的螺纹孔。El类誓肯位百孔理韬邑*图孔规格设计树图球头的实体建模图球头的实体建模图阀体的实体模型|养SvlidflTdcls

28、Office2IMIT-11球鱼口二左1零i丈阡瞬机田加HA4)工R區口网肋血)-抒胡鸟说白园沁国呦叼中姑囁也q君屮0C3.i口閒-习寿始超匸1-N1CT4H.IWEffiBiEil泡刿甲、匸責席探迪q応申r?3SC3耳帥订伽丽祜亦“X*iz別(H-Effi箱立梓蹄枫昌豹血人工牙KJ口蚪网曲g孑0訝.rlk5Office?ni!i-慕駅*Ch再日目需務专”btfiMEilli邳也“、.冃1咚探锁Q54*ra-S1SJ3J111霸:gtf=riawfltutREtjflsfchtu工且CD曲口出祖阳Qp图爆炸视图6.4.2手压阀的模拟仿真运动演示的制作进程选择特点点击后面的下拉菜单，找到自概念，勾取模拟一栏，使其添加到“特点”的栏目下，点击模拟工具，选择线性马达。（如图）。图线性马达示用意选中手压阀中需要运动的零件，单击确认（如图、）rII&|F3nrfi-hl!1-:T7C，1i-rTL1；.iO：?FSTrT口曲卜|1GSoU-ffcrlsDCCIq；径咄歹！協术-F7丁1上运乩甦壬:舛：Itfl+盪装Gi獸y爼利曲图手压阀的下运动-菽SvliiflVvrkvOfficw2007-UE+赵豪嵇fS1SolidvoiksOftlc.IRMtnTW-轡衣件应4Wt(rWffiC.jA.d.i工JI宙口辺第助砂h碱I倉-豪|9零題逡现违吝半曲-00LiJ*朝施