離心離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】【汽車專業(yè)】

目 錄 摘要 . 1 第一章 概述 . 1 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 . 1 1.2 課題簡介 . 2 第二章 油氣分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 4 2.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) . 4 2.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 . 8 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 9 3.1 軸的設(shè)計(jì) . 9 3.2 聯(lián)軸器的選擇 .11 3.3 軸承的選擇 .11 第四章 分離器三維造型 . 11 4.1 Solidw orks 簡介 .11 4.2 分離器殼體建模 . 12 4.3 蓋的建模 . 16 4.4 轉(zhuǎn)子的建模 . 18 4.5 裝配模型 . 20 第五章 分離器蓋夾具設(shè)計(jì) . 21 5.1 夾具設(shè)計(jì) . 21 小結(jié) . 22 參考文獻(xiàn) . 23 1 離心分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及 Solidworks 建模 摘要 離心分離裝置是潤滑系統(tǒng)的重要組成部分 ,在潤滑油的流動(dòng)過程中 ,大量的游離空氣和燃?xì)獬榈綕櫥椭衼?,使?jié)櫥椭械目諝夂吭黾舆@將降低它的冷卻能力 ,增大其消耗量及管路中的流油阻力 ,影想泵 的抽油能力，因此在靠近油箱的回油路出口上需要設(shè)計(jì)油氣分離 器，把潤滑油中含有的大部分空氣分離出來。 分離器有多種形式，其中離心分離器效果最好，它主要利用離心力場將油液中的未溶氣體分離出來，在這種情況下，工作液為重物質(zhì)，在離心力場的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣，而氣體較輕，在壓力場的作用下集中在轉(zhuǎn)子中心，在此加以聚集并排出。 離心分離器一般是有轉(zhuǎn)子 ,殼體 ,轉(zhuǎn)子軸等零件組成，其中轉(zhuǎn)子是對油施加旋轉(zhuǎn)的核心。所以轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸對油氣分離器的性能有很大的影響。 本文現(xiàn)針對某型發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)中的分離器進(jìn)行了油氣分離技術(shù)的分析并根據(jù)分離效果的要求來初步確定分離器轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸，建立了理論 推導(dǎo)的計(jì)算模型并使用 SOLIDWORKS 技術(shù)對其進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字 離心分離器 ， Solidworks。 第一章 概述 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)環(huán)節(jié)使學(xué)生綜和運(yùn)用所學(xué)過的基本理論 ,基本知與基本技能去解決專業(yè)內(nèi)的共程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。 2 1培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力拓寬和深化學(xué)過的知識(shí)。 2培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想 ,設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維 ,掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序 ,規(guī)范和方法。 3 培養(yǎng)正確使用技術(shù)資料 ,國家標(biāo)準(zhǔn) ,有關(guān)手冊 ,圖冊等工具書 ,進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 ,數(shù)據(jù)處理 ,編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。 4培養(yǎng)調(diào)查研究 ,面向?qū)嶋H ,面向生產(chǎn)的基本工作態(tài)度 ,工作作風(fēng)和工作方法。 1.2 課題簡介 離心分離裝置是潤滑系統(tǒng)的重要組成部分 ,在潤滑油的流動(dòng)過程中 ,大量的游離空氣和燃?xì)獬榈綕櫥椭衼?,使?jié)櫥椭械目諝夂吭黾舆@將降低它的冷卻能力 ,增大其消耗量及管路中的流油阻力 ,影想泵 的抽油能力，因此在靠近油箱的回油路出口上需要設(shè)計(jì)油氣分離器，把潤滑油中含有的大部分空氣分離出來。 分離器有多種形式，其中離心分離器效果最好，它主要利用離心力 場將油液中的未溶氣體分離出來，在這種情況下，工作液為重物質(zhì)，在離心力場的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣，而氣體較輕，在壓力場的作用下集中在轉(zhuǎn)子中心，在此加以聚集并排出。 本文現(xiàn)針對某型發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)中的分離器進(jìn)行了油氣分離技術(shù)的分析并根據(jù)分離效果的要求來初步確定分離器轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸，建立了理論推導(dǎo)的計(jì)算模型并使用 SOLIDWORKS 技術(shù)對其進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)。 潤滑系統(tǒng)中由供油泵從油箱中抽出一定流量的潤滑油 ,經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)活門的調(diào)壓使泵出口的潤滑油壓力基本恒定 ,壓力油經(jīng)過油濾過濾后通過直射式噴油嘴向軸承內(nèi)圈外緣噴油 ,借助 離心力將潤滑油帶入軸 對發(fā)動(dòng)機(jī)前后軸 等進(jìn)行潤滑 ,潤滑過后的熱潤滑油靠回油泵流回有箱 ,由于潤滑過后的潤滑油中含有大量氣體對系統(tǒng)不利。因此 ,在流回油箱前需進(jìn)油氣分離器把潤滑油于氣體分離。 潤滑油系統(tǒng)所采用的油氣分離裝置主要有三種類型：動(dòng)壓式油氣分離器，離心機(jī)式油氣分離器，平板式油氣分離器。 其中平板式最簡單 ,它利用潤滑油以薄層流過平板或孔隙或?yàn)V網(wǎng)時(shí)氣泡破裂使空氣從潤滑油中溢出從而使油氣分離 ,顯然在潤滑油粘度較大及氣泡直徑較小時(shí)分離效果較差 ,且當(dāng)油流較大時(shí) ,需要較大的平板 ,它用于3 早期的或小型發(fā)動(dòng)機(jī) 動(dòng)壓式油氣分 離器是利用液體旋轉(zhuǎn)離心力來進(jìn)行油氣分離的 ,在摩擦阻力大 ,液體旋轉(zhuǎn)角度下降快的情況分離效果較差 ,一般設(shè)計(jì)在回油箱的回油管的出口 ,回油在壓力作用下切向進(jìn)入油氣分離器 ,在內(nèi)壁上旋轉(zhuǎn)使氣體分離逸出 ,離心機(jī)式分離效果最佳 ,這是由于離心機(jī)式分離器依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使油氣獲得較高的切向速度 ,但它需要消耗一定的功率來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。 離心機(jī)式分離器稱為離心式分離器 ,它主要利用離心力場將油液中的未溶氣體分離出來 ,在這種情況下 ,工作液為重物質(zhì) ,在離心力的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣而氣體較輕 ,在離心力場的作用下集中在轉(zhuǎn)子周圍 ,在此加以聚集并排出。 分離器一般是有轉(zhuǎn)子 ,殼體 ,轉(zhuǎn)子軸等零件組成如圖 2.1所示由經(jīng)驗(yàn)得出 ,油氣進(jìn)口位置一般在較小的徑向位置上 ,這樣可以使進(jìn)口的阻力減小 ,同時(shí)便于油氣分離 ,而潤滑油出口一般設(shè)計(jì)在最大徑向位置上 ,以達(dá)到最高的分離效果 ,并足以克服最大的出口反壓 ,通氣口則要安置在轉(zhuǎn)子中心軸上的低壓區(qū) ,軸上開孔或沿軸向做環(huán)形間隙 , 于氣體從軸心排出。 圖 2.1 分離器總體結(jié)構(gòu) 1 殼體； 2 轉(zhuǎn)子； 3 蓋； 4 轉(zhuǎn)子軸； 5 軸承 離心分離器中，轉(zhuǎn)子是對油施加旋轉(zhuǎn)的核心。因此轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上大多采用輻板結(jié)構(gòu)。輻板起到了連接 和加 強(qiáng)的作用，更主要的目的是使油氣進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔后能盡快獲得圓周運(yùn)動(dòng)，使油氣迅速分離，縮短了轉(zhuǎn)子軸向尺寸。采用輻板數(shù)目的多少直接影響到了油汽分離器的分離效果。輻板數(shù)4 目不能太多也不能太少。輻板數(shù)目太少。液體將不能很快的沒整個(gè)周向展開形式，圓柱形的自由表面，不利于油氣分離；并且當(dāng)出口反壓很小時(shí)；還可以將氣體帶出；輻板數(shù)目太多，則占據(jù)了過大的空間，也使分離面積減?。灰话闳?4-8 片為宜。 第二章 油氣分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 離心分離器，直接由發(fā)動(dòng)機(jī)軸通過減速齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；油氣乳化液在轉(zhuǎn)子里的運(yùn)動(dòng)實(shí)際 是油 氣兩向?qū)α鲉栴}十分復(fù)雜，現(xiàn)在計(jì)算可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕捎诜蛛x器的通道坡度不大，不考慮附面層影響，可以認(rèn)為通道內(nèi)的軸向速度不變；即油氣的軸向速度為 V，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)所用的潤滑油要求在較低或較高的溫度下均能正常工作；并要求有小的粘度，所以可 能把潤滑油假定為理想流體。 在離心力的作用下，較重的潤滑油甩向周邊再流入油箱，而留在轉(zhuǎn)子 中心的空氣和潤滑油蒸氣通向發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)通風(fēng)腔。 為了簡化運(yùn)算建立如下模：認(rèn)為轉(zhuǎn)子半徑為尺寸，內(nèi)部通道的半徑為 R2 如圖 2.2 所示。 取一流體微團(tuán)作為研究對象，現(xiàn)在進(jìn)行一般情況下的 運(yùn)動(dòng)分析。 圖 2.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡圖 5 由理論力學(xué)關(guān)于加速度合成的定理可以得到焦點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)的絕對加速度， a 等于相對加速度 r；牽連加速度 e 與斜式加速度 c 三者的和。當(dāng)原點(diǎn)以 V。的速度進(jìn)入轉(zhuǎn)子做勻速曲線運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為原點(diǎn)在圖式位置時(shí)的曲率半徑為 r，則這三項(xiàng)加速度分別為： （ 1） r 相對加速度： 由于流體微團(tuán)相對于轉(zhuǎn)子葉片做勻速曲線運(yùn)動(dòng)，故只有法向加速度； 即 r=V。 2/r （ 2.1） （ 2） e 牽連加速度： 因?yàn)檗D(zhuǎn)子做勻速運(yùn)動(dòng)，故只有 向心加速度即： e=（ P W） 2r （ 2.2） （ 3） c 科氏加速度： 由 c=2WeVr 可確定 c 在圖示平面所垂直的平面內(nèi)，并與 V。垂直它的大小為： c=2WeVrsin(90- )=2( w)Vrcos （ 2.3） 為了方便計(jì)算，將相對加速度，牽連加速度，科氏加速度在 OX； OY和 O2坐標(biāo)軸上投影得： c o sc o s 20rvaa rxa (2.4) s i n)(s i n 202 rvRaaa reya (2.5) co s)(2rcza vaa (2.6) 222 zayaxaa aaaa (2.7) 因此 ac maF 式中 m 流體微團(tuán)的質(zhì)量； 油珠對轉(zhuǎn)子角速度的滯后系數(shù)； 轉(zhuǎn)子的角速度； v0 油氣的入口速度； 入口速度和軸向夾角的余角。 對于該油氣分 離器來說；因?yàn)橛蜌獾牧髁?Q，恒定轉(zhuǎn)子半徑近似相等，原以可以認(rèn)為油氣相對于油氣分離器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此模型又可以6 簡化為圖 2.3 所示。 所以： ar 相對加速度 ：由于流體微團(tuán)相對于轉(zhuǎn)子葉片做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即式(2.4)和 (2.1)中 r 故不存在相對加速度，即 ar 0 ae 牽連加速度 : 因?yàn)檗D(zhuǎn)子做勻速運(yùn)動(dòng)，故只有向心加速度，即 ae= r2 方向如圖所示。 式中 r 流體微團(tuán)到 轉(zhuǎn)子中心的距離。 ac 科氏加速度： 由 ac=2re v，且相對速度和角速度的方向平行。所以在式 (2.5)和 (2.6)中 為 90 度，即 ac 2revsin(90- ) 0，所以絕對加速度 aa= ae= r2 ，流體微團(tuán)所受到的離心力為 rdadmaF c 20303 66 (2.8) 式中 d 流體微團(tuán)的當(dāng)量直徑； 0 滑油密度。 它所受到的阻力是： 24220 rddvdCF (2.9) 阻力系數(shù)dC是雷諾數(shù) Re的函數(shù)。當(dāng) Re在 1 105 15 105范圍內(nèi)時(shí)，適用以下的經(jīng)驗(yàn)公式：8.025ed RC ，所以阻力為 2.12.18.02.00825 dvF rd (2.10) 由于流體微團(tuán)的重力和離心力相比小的很多，所以可以忽略不計(jì)。在運(yùn)動(dòng)流體內(nèi)中所受的內(nèi)摩擦力也可以相互抵消。所以它所受的離心 力和阻力相互平衡，即 Fd=Fc 。由此可以解出流體微團(tuán)的相對拋離速度： 658.028.08.1754 rdvr (2.11) 它在油氣分離器中所需要的拋離時(shí)間為 rrr vSt 式中 Sr 為微團(tuán)的拋離距離，這個(gè)值隨著油珠所在的位置不同而異，我 7 們可以知道當(dāng)21 RRS r 時(shí)這個(gè)拋離距離最大。 vr 流體微團(tuán)的相對拋離速度，由公式 (2.11)可知，當(dāng) r 取最小值時(shí)擁有最小的拋離速度， 所以取 r R2 。 即 658.0228.08.121m i nm axm ax754)( RdRRvStrrr (2.12) 也就是說當(dāng)油氣乳化液入口時(shí)貼近轉(zhuǎn)子內(nèi)通風(fēng)腔外表面的部分是分離時(shí)間最長的部分。 當(dāng)油氣以速度 v0相對于轉(zhuǎn)子向前運(yùn)動(dòng)時(shí)它在分離器內(nèi)的最大停留時(shí)間為 0max0 vLt (2.13) 由于00 AQv ， kRRA 22210 ，式 (2.13)可以改寫為 kQRRLt 2221m a x0 (2.14) 式中 A0 油氣分離器入口的實(shí)際面積； L 油氣分離器通道的總長度； Q 通過油氣分離器的總流量； k 面積系數(shù)； R2 轉(zhuǎn)子軸中間的通道內(nèi)徑； R1 轉(zhuǎn)子的當(dāng)量外徑。 若流體微團(tuán)在油氣分離器停留的時(shí)間大于他的拋離時(shí)間 (t0maxtrmax)，則可以保證在直徑為 d 的油粒全部甩向轉(zhuǎn)子的邊緣，達(dá)到油氣分離的目的。而 t0max trmax 為保證拋離的臨界條件，由此可以得出 該油氣分離器可以分出去的油粒的最小直徑為： kQRRLttr2221m a xm a x0 658.0228.08.121754)( RdRR 9109432219521)475( RRkLQRd 8 910322195294 1)475( RRkLQRd (2.15) 式中 滑油的運(yùn)動(dòng)粘度。 由公式 2.2 得 : trmax=Srmax/Vrm in =(R1-R2)/4d1.8p0.8R( 2)/5/6/75U0 .85/6 =(36-17)/4 31.8（ 1.5 102） 0 .8 17(1 10)2/(75 0.35)0.8 5/6 =19/47.4 28.23 1700/37.24 5/6 =0.015(s) 即當(dāng)油氣乳化液入口時(shí)貼近轉(zhuǎn)子內(nèi)能風(fēng)腔外表面的部分是分離時(shí)間最長的部分。 將實(shí)際數(shù)據(jù)帶入公式 2.14 得： Tomax=L（ R12- R22） /Q K=0.25 2.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 通過以上的分析計(jì)算，我們得到了可分離的油氣的臨界直徑 d 為 910322195294 1)475( RRkLQRd 對于油氣分離器有經(jīng)驗(yàn)值： 6.19.011 RL ， 7.045.0212 RR。 將 L=R1 1， R2=R1 2帶入式 (2.15)，可以導(dǎo)出轉(zhuǎn)子外徑 R1為 175228.18.0176211 4751 dkQR (2.16) 由 R2 R1 2 可以得出轉(zhuǎn)子軸中間的通道內(nèi)徑。 由 L R1 1 可以得出轉(zhuǎn)子通風(fēng)腔的長度。 通過比例的分析計(jì)算，我們得到可分離的油氣的臨界直徑 d 為： d=(V) 4/9(75/4R2) 5/9Q/ kl(R1+R2) 2/3(1/4W)10 /9 =(0.19 102) 4/9(75/4 17) 5/920/3.14 1 70(36+17) 2/3(1/0.5 17)10 /9 =0.069 9 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 軸的設(shè)計(jì) 1選取軸的材料和熱處理的方法 離心分離器是一般機(jī)器設(shè)備，所受載荷不大，主要承受扭矩作用根據(jù)鋼的材料的力學(xué)性能選擇， 45 鋼粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理便能滿足使用要求。 經(jīng)查機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊 P158 得 B=640mpa s=355 -1=300mpa -1 =60mpa 2.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑 軸的最小直徑計(jì)算公式為： dmin A3 P/n 由教材表，查得： A=110-97 軸 dmin（ 110-97） 3 3.79/320 =15.90-18.90 在軸的左端軸徑為 25，右端為 15。 3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在花鍵軸已初選用 600Z 型軸承與軸承配合的軸徑為 15，以軸肩作軸向定位，另外還要考慮在油氣分離過程中，被分離的氣體，要從軸的中心排出，因此該軸應(yīng)做成空心的軸，如圖 3.1 所示。 圖 3.1 軸的簡圖 10 4.軸的強(qiáng)度計(jì)算 （ 1） 作用在軸端上的拉力 F1 和 F2 向軸線簡化，其結(jié)果如圖 3.2 3.4 所示， （ 2）傳動(dòng)軸受鉛垂力。 F-FG+F1+F2 =（ S+6+3） KN =1.8KNM 此力使軸在鉛垂面內(nèi)發(fā)出彎曲變形。外力偶矩為 T=F1R-F2R =（ 6 0.6-3 0.6） KNM =1.8KNM 此力偶矩與電機(jī)傳給軸的扭矩相平衡，使軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，故此軸屬于變扭組合變形。 （ 3）內(nèi)力分析 分別作出軸的彎矩圖和扭矩圖如上圖所示。 由內(nèi)力圖可以產(chǎn)斷 C 截面為危險(xiǎn)截面，該截面上的內(nèi)力矩為： 11 Mmax=4.2 KNM Tn=1.8 KNM （ 4）強(qiáng)度校核 按第三強(qiáng)度理論得： xd3= M2max+Tn2/wm = (4.2 103)2+(1.8 103)2Pa/ 0.1332 =46.6mpa 故該軸滿 足強(qiáng)度要求 3.2 聯(lián)軸器的選擇： 分離器轉(zhuǎn)子軸采用彈性柱銷聯(lián)軸器。由前計(jì)算知 T2=410 N m。由教材查表選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為 HL3，聯(lián)軸器 45 84GB/T5014-1985。 主要參數(shù)尺寸如下： 許用最大扭矩： Tmax=630 N m。 許用最大轉(zhuǎn)速： Nmax=50 r/min。 3.3 軸承的選擇 （ 1）選軸承類型：根據(jù)載荷情況和轉(zhuǎn)速選用深溝球軸 承類型代號(hào) 6； （ 2）選軸承尺寸：查表 12-5 得軸承內(nèi)徑 d=15 內(nèi)徑代號(hào)為 02； 查表 13-6 選尺寸系列代號(hào) 02； 第四章 分離器三維造型 4.1 Solidworks 簡介 SolidWorks 軟件以其功能強(qiáng)大，易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，以逐步成為世界上領(lǐng)先的三維 CAD 解決方案。隨著新版軟件的推出，其功能更加強(qiáng)大。全世界已經(jīng)有越來越多的高校 ，科研所和集團(tuán)公司采用該軟件進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)。 該軟件可廣泛運(yùn)用航空航天，汽車交通，國防軍工等行業(yè)，及科研12 研究。該軟件的研究與開發(fā)吸取了當(dāng)今圖形處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成果引領(lǐng)著三維 CAD 造型的發(fā)展趨勢。 其最大特點(diǎn)在于所繪圖形可以進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)，便于修改草圖。而在三維造型中，草圖的正確與否直接關(guān)系到三維實(shí)體零件能否順利生成與質(zhì)量的好壞。因此，準(zhǔn)確，快速完成草圖的繪制，是更好的進(jìn)行下一步工作的前提，應(yīng)當(dāng)給予足夠的 重視 在進(jìn)行草圖繪制時(shí)，首先分析草圖的基本構(gòu)成，區(qū)分清楚基準(zhǔn)線，中間線段和連接線段，從整體 上把握草圖，做到心中有數(shù)起，其次，應(yīng)用SolidWorks 提供的各種草圖繪制工具繪制幾何圖元。這里又可以分成三個(gè)層次，先繪制基準(zhǔn)線和已知線段，應(yīng)用尺寸標(biāo)注工具和幾何關(guān)系工具完成幾何圖元的定形和定位，在繪制中間線段，最后繪制連接線段，再次，應(yīng)用草圖編輯工具對所繪制的草圖進(jìn)行修剪。最后對草圖進(jìn)行局部細(xì)化，完成草圖繪制。 SolidWorks2004 具有很強(qiáng)的文件交換功能 ,可以輸入 ,輸出數(shù)十種文件格式 ,可以與 AutoCAD， pro/ENGINEER,Solid Edge,CAM 等軟件很方便地進(jìn)行文件交換。 4.2 分離器殼體建模 對于一個(gè)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，首先要建立零件文件； （一）建立新的文件 1、單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的新建命令按鈕，或選擇“文件” “新建”菜單命令，打開“新建 Solidworks”文件“對話框”。 2、單擊“零件”圖標(biāo)（或單擊“高級(jí)”按鈕），進(jìn)入 Turtial 窗口；然后選擇零件圖標(biāo)，如圖 4.1 所示。 3、單擊“確定”按鈕。這時(shí)就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的零件文件。 13 圖 4.1 新建 Solidworks 文件對話框 （二）繪制草圖：經(jīng)過對殼體形狀的分析 首先繪制殼體部分的草圖，然后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)特征生成形狀由于該部分屬于四轉(zhuǎn)體因此，畫草圖時(shí)要先畫一條中心線利用中心線方可生成旋轉(zhuǎn)特征； （ 1）、在 Feture Manager 設(shè)計(jì)樹中選擇前視基準(zhǔn)面； （ 2）、單擊草圖繪制工具欄中的草圖繪制命令按鈕，此時(shí)在前視基準(zhǔn)面上打開一 張草圖； （ 3）、單擊草圖繪制工具欄上的中心線命令按鈕，將指針移到草圖原點(diǎn)處。當(dāng)指針變?yōu)辄c(diǎn)時(shí)，表示指針 E 位于原點(diǎn)上。此時(shí)在草圖上即可畫，一條通過原點(diǎn)的中心線。 （ 4）、單擊草圖繪制工具欄上的直線命令按鈕或選擇“工具” “草圖繪制實(shí)體” “直線”菜單命令，根據(jù)零件圖的形狀初步將其畫好，其顏色變?yōu)樗{(lán)色表示直線處于欠定義狀態(tài)，然后用同樣方法，再畫出底部的圓弧，根據(jù)零件圖的尺寸要求將圖形定義，此時(shí)原先的藍(lán)線將變?yōu)楹诰€表示此草圖已定義。 14 圖 4.2 草圖特征 （三）調(diào)整形狀和大小 1、單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的選擇命令，選擇要調(diào)整的直線范圍雙擊上面的尺寸可以輕易改變，它的數(shù)值直到滿足零件圖的要求為止，如圖 4.2 所示。 （四）生成基體特征 1、旋轉(zhuǎn)基體特征 （ a）通過所繪制的草圖生成旋轉(zhuǎn)基體特征的具體步驟如下： 1、單擊特征工具欄上的旋轉(zhuǎn) /基體命令按鈕，旋轉(zhuǎn) Property Manager出現(xiàn)； 2、在旋轉(zhuǎn)參數(shù)下選擇旋轉(zhuǎn)軸； 在方向選項(xiàng)中選擇“單一方向”； 在角度選項(xiàng)中選擇“ 360”； 3、單擊“確定”完成“旋轉(zhuǎn)”特征； 拉伸基體特征，經(jīng)分析由于殼體頂部并非回轉(zhuǎn)體，因此，應(yīng)分面部完成。 （ 1）選中殼體頂部“右末”然后單擊“插入單圖”此時(shí)在頂部插入了一張新的草圖，單擊命令欄中“正視于”。以便與繪制草圖； （ 2）按要求單擊命令欄中，“間”分別繪制出， 6 個(gè)圓； 然后在畫 出分別與圓相切的直線； （ 3）單擊“草圖繪制”命令按鈕中的智能尺寸分別按要求將“圓”固定； 15 （ 4）分別兩選中“直線”和“圓”在 Feature Manager 設(shè)計(jì)樹中，彈出對話框在“添加幾何關(guān)系”，對話框中選擇“相切”用同樣方法分別，將其余“圓與直線添加幾何關(guān)系”直到輪廓被全定義； （ 5）單擊“退出”草圖，然后選中草圖在特征“按鈕”中，選擇“拉伸凸臺(tái)”，此時(shí)拉伸出現(xiàn) Feature Manager 設(shè)計(jì)樹中，在方向上、下選擇給定深度，在距離 /下輸入中，“默認(rèn)”“合并結(jié)果”。 （五）生成參考基準(zhǔn)面 單擊“基準(zhǔn)面”命令按鈕，在參考實(shí)體中單擊然后分別選中，基準(zhǔn)軸1 和前視基準(zhǔn)面； 單擊兩面夾角在角度中輸入 3270，單擊確定此時(shí)新基準(zhǔn)面被確定。 生成筋： （ 1）在新基面中插入草圖然后繪制一個(gè)開環(huán)輪廓； （ 2）單 擊退出草圖然后選擇草圖單擊特征工具欄中，筋此時(shí)在 Feature樹中出現(xiàn)筋特征； 在參數(shù)下選擇厚度，“兩側(cè)”在前厚度中輸入 5mm，在拉伸方向中選擇“平行于草圖”。 在選擇生成筋的草圖面中選擇反轉(zhuǎn)材料； （六）生成圓周陣列 （ 1）單擊特征工具欄中“圓周陣列”； （ 2）反向中選擇“基準(zhǔn)軸心”；總角度中輸入“ 3600”，“實(shí)例數(shù)中”輸入 4，默認(rèn)“等間距”，要陣列的特征中選擇筋特征，單擊確定完成陣列 。 （七）生成耳板 （ 1）單擊基準(zhǔn)面，然在“參考實(shí)體”中“選擇”“前視基準(zhǔn)面”，單擊“等距距離”并輸入 60mm，單擊反向。 （ 2）在新基準(zhǔn)面上右擊插入草圖； 在新草圖上繪制耳板草圖； （ 3）單擊“退出草圖”并選中草圖； （ 4）單擊特征工具欄中拉伸凸臺(tái)，在方向上、下選中上條件為繪定濃度，并輸入深度值 15mm。 （八）圓化邊角 由于殼體是鑄件故對外部拐角處需進(jìn) 行鑄造圓角及加工工藝角，便于生產(chǎn)和加工。 單擊視圖工具欄上的旋轉(zhuǎn)視圖命令按鈕，然后，拖動(dòng)零件將其旋轉(zhuǎn)到合適的位置，以便容易觀察和選擇邊線。 16 單擊選擇命令按鈕，選擇要進(jìn)行圓角處理的邊線。 單擊特征工具欄上的圓角命令按鈕，圓角 Property Manager 出現(xiàn)，圓角頂覽在圖形區(qū)域中出現(xiàn)。 將半徑設(shè)置為 3.5mm。 單擊“確定”按鈕完成殼體建模，如圖 4.3 所示。 圖 4.3 殼體模型 4.3 蓋的建模 一、建立新的文件 1、單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的新建命令按鈕或選擇“文件” “新建”菜單命令；打開“新建 solid works”文件對話框。 2、單擊“零件”圖標(biāo)（或單擊“高級(jí)”按鈕；進(jìn)入 Tutrial 窗口，然后選擇“零件”圖標(biāo)） 3、單擊“確定”按鈕，這時(shí)就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的零件文件。 二、繪制草圖 經(jīng)分析蓋的設(shè)計(jì)大致可以分成回轉(zhuǎn)體和拉伸兩部分。 1、單擊前視基準(zhǔn)面并插入草圖。 2、單擊工具欄中“直線”按鈕，繪制蓋的外形如圖 4.4 示。 3、單擊工具欄中“中心線” 將鼠標(biāo)移到原點(diǎn)處“自動(dòng)捕捉圓心”繪17 制一條通過圓心的直線，以便用來作為回轉(zhuǎn)軸。 圖 4.4 蓋草圖 三、生成實(shí)體 1、單擊退出草圖并選擇草圖然后單擊特征工具欄中旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)，在Feture Manager，樹中出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對話框在“旋轉(zhuǎn)軸”中，選擇“中心線”方向“中選擇“單一方向”“角度”輸入“ 360” 2、要在零件上生成新的特征（例如：凸臺(tái)或切除），可以在模型的面或基準(zhǔn)面上繪制草圖然后在進(jìn)行拉伸，具體操作如下： （ 1）單擊視圖工具上的消除隱藏線命令按鈕 （ 2）單擊草圖繪制工具欄上 的選擇命令按鈕 （ 3）單擊標(biāo)準(zhǔn)試 圖工具欄上的上視命令按鈕將指針移到零件的面上，該面的邊線高亮顯示，表示此面可供選取。指針顯示為面表示正在選取該面 （ 4）單擊草圖繪制命令按鈕，或用右鍵單擊圖形區(qū)域內(nèi) 的任何位置在快捷菜單中選擇“插入草圖”命令打開一張草圖 （ 5）單擊草圖繪制工具欄上的圓形按鈕 （ 6）在原點(diǎn)處繪制一圓，輸入正確參數(shù)單擊確定按鈕，在按圖形形狀給出其他圓和直線 （ 7）在圓和直線間需添加幾何關(guān)系選擇圓和直線，然后在 Future 18 manager 設(shè)計(jì)樹追中，選擇幾何關(guān)系“相切”點(diǎn)確定完成 （ 8）調(diào)整并修剪圖形見圖 4.5。 圖 4.5 分離器蓋模型 4.4 轉(zhuǎn)子的建模 一、按照以上方法，先打開一個(gè)零件文件 二、繪制草圖 1、在 Feture Manager 設(shè)計(jì)樹中選擇前視基準(zhǔn)面 2、單擊草圖繪制工具欄的草圖繪制命令按鈕，此時(shí)在前視基準(zhǔn)面上打開一張草圖 3、單擊草圖繪制工具欄上的中心線命令按鈕將指針移到草圖原點(diǎn)處，當(dāng)指用以作為旋轉(zhuǎn)軸，然后畫出轉(zhuǎn)子外輪廓。 4、單擊草圖繪制工具欄上的“職能尺寸”，根據(jù)零件圖的要求分別進(jìn)行標(biāo)注，完成草圖繪制 5、單擊“退出草圖” 三、生成基體特征 1、旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)特征 通過旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)所繪制 的草圖來生成基 體特征的操作步驟如下： （ 1）單擊特征工具欄上的拉伸凸臺(tái) /基體命令按鈕，拉伸 Property manager出現(xiàn) （ 2）旋轉(zhuǎn)參數(shù) 下執(zhí)行如下操作： 旋轉(zhuǎn)軸選擇中心線； 旋轉(zhuǎn)方向選擇單一方向 旋轉(zhuǎn)角度選擇 360 2、 筋特征 19 （ 1）在轉(zhuǎn)子端面插入一草圖，然后繪制一開環(huán)輪廓 （ 2）單擊特征工具欄上“筋”特征，在 Feture Manager 設(shè)計(jì)樹中選擇“筋”項(xiàng)目； （ 3）在參數(shù)項(xiàng)目下，厚度中單擊“兩側(cè)”按鈕 筋厚度設(shè)為 5mm 拉伸方向設(shè)置為 垂直方向 類型設(shè)置為 自然 （ 4） 確定完成筋特征 3、拉伸切除 在轉(zhuǎn)子外邊 緣部均勻布置了 12 個(gè)出油孔，故對外邊緣進(jìn)行拉伸切除處理。 （ 1）單擊“參考幾何體”或者單擊“插入”菜單中“參考幾何體”，然后選擇“基準(zhǔn)面” （ 2）在 Feture Manager 樹中，基準(zhǔn)面下，選擇參考實(shí)體前視基準(zhǔn)面和轉(zhuǎn)子邊緣表面 單擊曲面切平面，此時(shí)預(yù)覽顯示新的參考基準(zhǔn)面 （ 3）單擊“確定”完成，在新的基準(zhǔn)面上插入另一張草圖 （ 4）單擊草圖繪制工具欄上的“圓”按鈕， （ 5）單擊職能尺寸，將直徑值設(shè)置為 5mm （ 6）退出草圖，單擊“拉伸”切除，在項(xiàng)目下將終止此條設(shè)置為成型到一面，然后單擊確定完成。 4、圓周陣 列 （ 1）單擊特征工具欄上 的圓周陣列 （ 2）在 Feture Manager 樹中，將參考體下選擇基準(zhǔn)面軸（ 1）總角度設(shè)為 360，實(shí)例數(shù)設(shè)為 12，等間距要陣列的特征選擇拉伸切除，單擊確定完成陣列 （ 3）用同樣方法將筋特征進(jìn)行陣列。 5、圓角特征 （ 1）單擊特征工具欄中，圓角按鈕 （ 2）在圓角項(xiàng)目下將半徑為 6mm，在選擇對象下分別選擇要圓化的交線 （ 3）單擊確定完成圓角操作 如圖 4.6 所示 20 圖 4.6 轉(zhuǎn)子模型 4.5 裝配模型 對上述各個(gè)零部件進(jìn)行裝配得到離心分離器的整體裝配圖如下圖 4.7 示： 圖 4.7 分離器裝配體 21 第五章 分離器蓋夾具設(shè)計(jì) 5.1 夾具設(shè)計(jì) （一）總體規(guī)劃 1 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程，在本工序加工之前，工件平板右端面，已加工好，本