基于SolidWorks汽車輪胎自動拆卸機的設計論文

1、天津工程師范學院2009屆本科生畢業(yè)設計1 緒 論1.1設計所要研究的目的和意義汽車自19世紀末誕生至今100余年期間，汽車工業(yè)從無到有，以驚人的速度發(fā)展。近20年來，計算技術、設計理論、測試手段、新型材料、工藝技術等諸方面的成就，不但改變了汽車工業(yè)的面貌，而且也使汽車產(chǎn)品的結構和性能煥然一新。汽車的發(fā)展也推動著現(xiàn)代汽車維修業(yè)的發(fā)展，汽車維修工具的發(fā)展水平是汽車維修行業(yè)技術進步的主要標志之一，也是汽車維修質(zhì)量、效率、安全和文明生產(chǎn)的重要保證。隨之汽車維修工具也發(fā)生著變化，拆卸輪胎的機械就是其中的一種。輪胎拆卸機由脫胎器、杠桿式脫胎器、滾輪式脫胎器發(fā)展到氣動脫胎機，雖然這些都是比較省力，效率也較

2、高，但自動化的程度不高。為此本汽車輪胎自動拆卸機就是為了滿足廣大用戶需求而設計的。該汽車輪胎拆卸機綜合運用電動和氣動作為主要動力，來實現(xiàn)輪胎的拆卸。電動部分是由電機帶動，經(jīng)過減速機構把動力傳遞給轉(zhuǎn)盤使其轉(zhuǎn)動。而氣動技術是以空氣為介質(zhì)，以壓縮空氣為動力源實現(xiàn)控制自動化。由于氣動系統(tǒng)的工作介質(zhì)是空氣，它是取之不竭的，因此，只要有壓縮機即可比較簡單地得到壓縮空氣。而且它還具有防火、防爆、防電磁干擾、不受放射線及噪聲的影響且對振動及沖擊也不敏感，結構簡單，工作可靠，成本低壽命長等優(yōu)點。因此，本汽車輪胎拆卸機是為滿足廣大用戶的需求而設計的。1.2 使用SolidWorks繪制三維的特點SolidWork

3、s是三維設計軟件。SolidWorks能完全自動捕捉設計意圖和引導設計修改。在SolidWorks的裝配設計中可以直接參照已有的零件生成新的零件。不論設計用自頂而下方法還是自底而上的方法進行裝配設計，SolidWorks都將以其易用的操作大幅度地提高設計的效率。SolidWorks有全面的零件實體建模功能，其豐富程度有時會出乎設計者的期望。用SolidWorks的標注和細節(jié)繪制工具，能快捷地生成完整的、符合實際產(chǎn)品表示的工程圖紙。SolidWorks它具有基于特征、參數(shù)化、實體造型等特點，整個設計基于裝配關系進行，裝配的基礎要素是相關的零件，零件是由若干個參數(shù)化的可以基于裝配關系的特征堆砌而成

4、，特征是一些與機械設計的表達意圖相關的一些簡單幾何形體。SolidWorks主要包括以下特性：1）草圖設計SolidWorks軟件所有的零件都是建立在草圖基礎上的，草圖功能的提高會直接影響到對零件的可編輯能力的提高。2）曲面建模 在SolidWorks中，曲面建立后，可以以很多方式對曲面進行延伸。你可以將曲面延伸到某個已有的曲面，與其縫合或延伸到指定的實體表面，或者輸入固定的延伸長度，或者直接拖動其紅色箭頭手柄，實時地將邊界拖到想要的位置。另外，現(xiàn)在的可以對曲面進行修剪，可以用實體修剪，也可以用另一個復雜的曲面進行修剪。首先，選取特定的曲面做為剪切工具，以綠色表示；然后，選取要保留的那一部分曲

5、面，以淡綠色表示；沒有選取的那部分曲面，以灰色表示，就會立刻被切除。你還可以將兩個曲面或一個曲面一個實體進行彎曲操作，將保持其相關性，即當其中一個發(fā)生改變時，其他另一個會同時相應改變。3）工程圖在SolidWorks的工程制圖中引入了一個嶄新的快速制圖功能(即RapidDraft)，它能迅速生成與三維零件和裝配體暫時脫開的二維工程圖，但依然保持與三維的全相關性。這樣的功能使得從三維到二維的瓶頸問題得以徹底的解決。4）新特征SolidWorks對倒圓角的處理添加了新的特征，使得倒角的功能更加強大。在原有特征陣列的基礎上，也增添了新的特征。另外，用戶可以直接點取螺栓的尺寸，所有相關的數(shù)據(jù)都可以在電

6、子版的機械零件手冊中自動查到。5）裝配用戶不僅用SolidWorks軟件來解決一般的零部件設計問題，越來越多的用戶開始用SolidWorks軟件處理系統(tǒng)級的大型裝配設計，對大型裝配體上載的速度也是要求越來越高。面對用戶的需要，SolidWorks從不同的角度對大型裝配體的上載的速度進行了改進，包括分布式數(shù)據(jù)的處理和圖形壓縮技術的運用，使得大型裝配體的性能提高了幾十倍。1.3 傳動方案的選擇為了保證汽車輪胎自動拆卸機的工作質(zhì)量和可靠性并且要滿足汽車輪胎自動拆卸機的工作要求，為了盡量同時達到這些要求，設計時要根據(jù)設計要求統(tǒng)籌兼顧，保證重點要求。所以確定了以下的傳動方案。我們遵循傳動方案的一般選擇原

7、則，首選圓柱齒輪傳動，它的傳動效率高。在傳動比要求大大的情況下可選用蝸桿傳動。由于轉(zhuǎn)盤軸的的轉(zhuǎn)速低故選用一級蝸桿減速器，此種方案結構緊湊，傳動比大，但傳動效率低，適用于不連續(xù)工作的機械。傳動方案機構簡圖：如圖1-1所示。 圖1-1 傳動方案機構簡圖本方案中蝸桿傳動可實現(xiàn)較大的傳動比，結構緊湊，傳動平穩(wěn)，但傳動效率低。蝸桿和蝸輪有較大的齒面相對滑動速度，需要較好的潤滑狀況形成液體動力潤滑油膜，可以提高承載能力和效率，延長使用壽命。電動機與蝸桿間使用V型帶傳動，帶傳動的承載能力較小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，其結構尺寸要比其他傳動形式的結構尺寸大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，因此布置在高速級，即電動機后。2 零

8、部件的設計2.1 電動機的選擇1）選擇電動機的類型和結構型式按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動機，為臥式封閉結構。2）電動機功率的選擇預定輪胎自動拆卸機的阻力為5000N,R為半徑 T=FR=5000254=1270000 Nmm輪胎自動拆卸機所需電動機功率為（2-1） （2-2） 傳動裝置的總效率應為組成傳動裝置的各個運動副效率乘積，即 （2-3） （2-4）V帶傳動的效率， 0.96蝸桿傳動的效率，0.75 0.82 ，取0.75圓錐滾子軸承的效率，0.98 式中 Pw 輪胎自動拆卸機所需功率，指輸至轉(zhuǎn)盤的功率，W 由電動機至轉(zhuǎn)盤的總效率 F輪胎自動拆卸機的工作阻力，N v

9、輪胎自動拆卸機的線速度，m/s對于載荷比較穩(wěn)定，通常按照電動機的額定功率選擇，而不必校核電動機的發(fā)熱和起動轉(zhuǎn)矩。選擇電動機的功率時應保證電動機的額定功率Ped等于或稍大于輪胎自動拆卸機所需的電動機功率Pd, 即 PedPd （2-5）T輪胎自動拆卸機的阻力矩，N.m轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，r/min 3）電動機的轉(zhuǎn)速為實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤達到6.5r/min,為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速，需先推算出電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。V帶傳動的傳動比常用范圍為 = 24 ， 單級蝸桿傳動比常用范圍為= 1040，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為=（24）（1040）=20160=（2060）7=1401120r/min，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有

10、750，1000 r/min 。符合這一轉(zhuǎn)速范疇的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min，1000 r/min，載荷平穩(wěn)，電動機的額定功率Ped等于或稍大于輪胎自動拆卸機所需的電動機功率Pd。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關手冊查出有兩種方案進行比較，查表得電動機數(shù)據(jù)及計算出的總傳動比列于下表2-1所示1。表2-1 兩種傳動比方案方案電動機型號額定功率Ped/ KW電動機轉(zhuǎn)速n / （r/min）傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比V帶傳動蝸桿傳動1Y100L-61.51000940 144.6 4 36.152Y132S-82.2750710109.2 2.8 39方案1與方案2相比較，綜合考慮電動機和傳動

11、裝置的尺寸重量、價格以及總傳動比，可以看出，如為使傳動裝置結構緊湊，選用方案1比較好?，F(xiàn)在選用方案1，即選定電動機型號Y100L-6 。4）總傳動比總傳動比為 同時 初選取帶的傳動比為4，這樣減速器的傳動比為5）傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算各軸的轉(zhuǎn)速軸 r/min軸轉(zhuǎn)盤軸 計算各軸的輸入功率 軸 軸 轉(zhuǎn)盤軸 計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機所需要的實際轉(zhuǎn)矩即電動機的輸出轉(zhuǎn)矩 即（2-6） 軸 軸 轉(zhuǎn)盤軸 表 2-2 各軸運動和動力參數(shù)軸名功率 P /KW轉(zhuǎn)矩 T （N.m）轉(zhuǎn)速n（r/min）傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電機軸1.3513.7294040.961軸1.3052.6823533.60.9

12、82軸0.9513017 1 0.75轉(zhuǎn)盤軸0.70956.272.2 氣缸的設計 1）根據(jù)工作機構運動要求選擇氣缸的類型2。由于此氣缸用在脫胎機轉(zhuǎn)盤上，使卡爪做伸展和收縮運動，為此，應選雙作用氣缸，雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣，實現(xiàn)雙向運動的氣缸。其結構可分為雙作用雙活塞桿式、單活塞桿式、雙活塞式、緩沖式和非緩沖式等，而且雙作用氣缸的活塞行程可根據(jù)實際需要選定，雙作用的力和速度不同。出于減少氣缸零件出發(fā)和脫胎機實際工作情況，選擇雙作用單出桿式的普通氣缸。利用軸向支座MSI式。如圖2-1所示。 圖2-1 雙作用單出桿式的普通氣2）根據(jù)工作機構對工作力的要求，確定活塞桿的推力或拉力的大小

13、，選擇氣源供給壓力，計算氣缸直徑和活塞桿直徑3。單出桿雙作用氣缸是使用最為廣泛的一種普通氣缸，因其只在活塞一側有活塞桿，所以壓縮空氣作用在活塞兩側的有效面積不等?；钊笮袝r活塞產(chǎn)生推力F1，活塞右行時，活塞桿產(chǎn)生拉力F2。氣缸工作時的總阻力F2與眾多因素有關。如運動部件慣性力，背壓阻力，密封處摩擦力等，以上因素可以以載荷的形式計入公式，如要求氣缸的靜推力F1和靜拉力F2，則在計入載荷率后 （2-7） （2-8）計入載荷率就能保證氣缸工作時的動態(tài)特性。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求較高，其載荷率一般取=0.30.5，速度高時取小值，速度低時取大值，若氣缸動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率高，其載荷率一般取=0.3

14、0.5，速度高時取小值，速度低時取大值，若氣缸動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速，其載荷率可取=0.70.85。由此，可求得氣缸直徑D。已知活塞桿推力F1=1000N，活塞拉力F 2=1000N，取=0.85，當推力推動做功時?；钊睆剑篋= = =38.7 mm當拉力作功時，由于活塞桿直徑d可根據(jù)氣缸拉力預先固定，詳細計算見活塞桿的計算。估定活塞桿直徑可按d/D=0.20.3計算（必要時也可取d/D=0.160.4）若 d/D=0.160.4，則可得，活塞直徑：D=(1.011.09) =(1.011.09) =(39.142.2)mm活塞缸內(nèi)直徑圓整的標準值D=50mm。3）由氣缸

15、直徑及工作壓力計算，選擇缸壁厚，計算活塞桿直徑（桿徑也應圓整為標準值）4。d/D=0.160.4 取0.3 則 d=D0.3=15 mm最后, 活塞桿圓整后的值為16 mm。4）根據(jù)工作機構任務的要求，確定活塞行程l2，活塞桿長度L及缸筒長度l1。由于脫胎機轉(zhuǎn)盤的直徑為550mm。根據(jù)車輪直徑而得出的而且氣缸行程與其使用場合及工作機構的行程比有關，多數(shù)情況下不應使用滿行程，以免活塞與氣缸蓋碰撞，尤其用于夾緊機構，為保證夾緊效果必須按計算行程多加1020的mm行程余量。根據(jù)脫胎機的具體工作情況，暫確定l2=240 mm ，l1=260mm ，L=270mm。5）根據(jù)執(zhí)行機構對活塞運動速度的要求，

16、求出耗氣量。其中脫胎機卡爪全分開需6秒鐘,夾鉗收縮需4秒鐘。一個氣缸的耗氣量與其直徑、行程、缸的動作時間及從換向閥到氣缸導氣管道的容積等有關。在實際應用中從換向閥到氣缸導氣管道的容積相比往往很小，故可忽率不記，那么氣缸單位時間壓縮空氣消耗量可按下式計算：無活塞桿腔每秒鐘壓縮空氣消耗量 （2-9） 有活塞桿腔每秒鐘壓縮空氣消耗量 （2-10） 則自由空氣消耗量 （2-11） qvz 每秒鐘自由空氣消耗量(m 3/s) 標準大氣壓(絕對) =1.01310 5 p 氣缸的工作壓力( 絕對壓力)() 當時 當時6）活塞桿的校驗在氣缸工作過程中，活塞桿最好受拉力，但在很多場合，活塞桿是承受推力負載，對

17、細長桿受壓往往會產(chǎn)生彎曲變形，因此除需要進行強度校驗外，有時還要進行穩(wěn)定性校驗5。強度校驗應使活塞桿所承受的應力小于材料的許用應力，即 ，活塞桿材料是選45號鋼，則得 =100Mpa因此 （2-12） 所以，滿足強度要求。穩(wěn)定性校驗由于轉(zhuǎn)盤直徑選取為550mm，所以活塞桿的長度L270mm，取鋼的彈性模量為E=，取活塞桿的計算長度為250mm ，安全系數(shù)n=24 ，活塞桿安裝系數(shù)為m為（0.254）與安裝形式有關。 45號鋼彎曲疲勞極限為 所以 L10d 160mm需要進行穩(wěn)定性校驗 （2-13） 因此，滿足穩(wěn)定性要求。7）氣缸筒的壁厚計算缸筒直接承受壓力，需有一定厚度，由于一般氣缸筒壁與內(nèi)徑

18、之比所以氣缸壁厚可按下面的薄壁筒計算，選取缸筒的材料為45號鋼，其 （為氣缸試驗壓力）通常計算出的缸筒壁厚度相當薄，但考慮到機械加工缸筒兩端安裝缸蓋等需要，往往將氣缸筒壁厚作適當加厚，且盡量選用標準內(nèi)徑和壁厚的鋼管和鋁合金管。壁厚，經(jīng)圓整為標準值為=5mm。2.3 平面四桿機構的設計1）機構類型的確定由于有滑塊四桿機構結構簡單，工作可靠。它在實現(xiàn)轉(zhuǎn)動與往復運動之間的轉(zhuǎn)換中，獲得廣泛的應用，其中又以單滑塊四桿機構應用更為廣泛。根據(jù)氣動脫胎機的傳動特性，所以選用曲柄滑塊機構較好。其簡圖：如圖2-2所示6。 圖2-2 平面四桿機構簡圖其功用：將桿1的連續(xù)轉(zhuǎn)動或擺動變換為滑塊的往復移動，或反之。2）曲

19、柄滑塊機構的一些參數(shù)和特性的計算。其運動簡圖如圖2-3所示。圖2-3 曲柄滑塊機構的運動特性簡圖 參數(shù)關系： 132196-0最大傳動角最小傳動角滑塊左右極限位置傳動角、 滑塊行程：極位夾角當=0時，則=0行程速比系數(shù)k：曲柄（搖桿）滑塊的機構運動規(guī)律連桿轉(zhuǎn)角：當=90時則滑塊位移： 連桿角速度： 其中曲柄（或擺桿1）的角速度為： 當=90時則當0時 則滑塊速度：連桿角加速度：滑塊加速度：曲柄滑塊機構的慣性平衡法對稱機構法在某些機器中存在著兩個對稱的曲柄滑塊機構或近似對稱機構，兩個對稱機構各構件的慣性力大小相等、方向相反而相互抵消，使機器的慣性力得到平衡，近似對稱機構可使慣性力達到部分平衡。這

20、種平衡方法簡單有效，在脫胎機四桿機構設計中，可以將四個卡爪固聯(lián)在四個滑塊上，實現(xiàn)同時夾緊的同時有效地平衡慣性力7。如圖2-4所示。 圖2-4 曲柄滑塊機構的慣性平衡法簡圖533 典型零部件件的三維設計3.1 轉(zhuǎn)盤的設計 1）啟動SolidWorks2005,在【新建】對話框中,開啟一個零件新檔窗口。2）打開的模型樹中選擇【前視】 作為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。3）單擊繪圖工具欄中的【圓】繪制工具按鈕，以系統(tǒng)坐標原點為圓心繪制轉(zhuǎn)盤的草圖輪廓，輸入圓的半徑225mm，再重復一次該步驟，輸入圓的半徑12mm，單擊工具欄中的【智能尺寸】工具按鈕，標注草圖輪廓尺寸。4

21、）建立圓的中心線，單擊工具欄中的【中心線】 繪制工具按鈕，在草圖繪制平面上繪制圓的中心線。5）畫出一條滑槽的長度、寬度。單擊工具欄中的【直線】 繪制工具按鈕，繪制卡爪的的滑動軌跡。單擊工具欄中的【智能尺寸】工具按鈕，標注草圖輪廓尺寸。在彈出的對話框中輸入該滑槽的寬度值：13mm。6）用鼠標單擊繪圖工具欄中的【圓】繪制工具按鈕，在繪制的中心線上繪制“圓”，在彈出的對話框中輸入半徑值：13mm。7）用鼠標單擊繪圖工具欄中的【剪切】繪制工具按鈕，在彈出的【剪切】對話框中選擇“剪切到最近端”，在用鼠標點選圖中多余的直線和圓弧線。8）整個滑槽的建立。單擊工具欄中的【移動或復制】工具按鈕，系統(tǒng)彈出【移動或

22、復制】對話框。在“操作欄”設置：旋轉(zhuǎn)，選擇“復制”,復制數(shù)為4,旋轉(zhuǎn)角度為90deg 如圖 3-1 所示8。9）成后的草圖如圖3-2所示。10）建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為20mm單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-3所示。11）選擇步驟3）中所創(chuàng)建的實體上表面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪制平面轉(zhuǎn)為正視方向9。圖3-1 設置移動或復制對話框參數(shù)圖3-2 完成后的轉(zhuǎn)盤草圖 圖3-3 創(chuàng)建拉伸特征12）創(chuàng)建軸。用鼠標單擊繪圖工具欄中的【圓】繪制工具按鈕，輸入圓的半徑40mm。如圖3-4所示。13

23、）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為20mm單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-5所示。14）選擇步驟12）中所創(chuàng)建的實體上表面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。重復步驟11）、12）。分別創(chuàng)建卡槽和軸，在拉伸的“深度”對話框中分別輸入2mm和70mm。圖3-4 創(chuàng)建軸的草圖 圖3-5 創(chuàng)建拉伸特征15）單擊特征工具欄上的【倒角】工具按鈕，系統(tǒng)彈出【倒角】對話框。設置倒角類型為“角度距離”，在“距離”輸入框中輸入倒角的距離為0.5mm，在“角度”輸入框中輸入角度值。用鼠標點選所要“

24、倒角”的邊。則完成后的轉(zhuǎn)盤10。如圖3-6所示。圖3-6 完成后的轉(zhuǎn)盤3.2 卡爪底的設計1）啟動 SolidWorks2005,在【新建】對話框中,開啟一個零件新檔窗口。2）在打開的模型樹中選擇【前視】 作為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。3）創(chuàng)建草圖。單擊工具欄中的【直線】 繪制工具按鈕，繪制出一條平行于中心線，單擊工具欄中的【智能尺寸】工具按鈕，標注距離為30mm。再單擊工具欄中的【直線】 繪制工具按鈕，繪制兩條垂直于該中心線的直線，單擊工具欄中的【智能尺寸】工具按鈕，標注距離為196mm。單擊工具欄中的【直線】 繪制工具按鈕，在彈出的【直線】對話框中設置類

25、型為“角度”，輸入值為45度。通過一個端點繪制“直線”。在另一端繪制直線與中心線的距離為12mm。4）單擊工具欄中的【鏡向】 繪制工具按鈕，在彈出的【鏡向】對話框中，設置鏡向?qū)ο鬄椴襟E3）中的直線，鏡向點為中心線。則完成后的草圖如圖3-7所示。5）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為3mm單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-8所示。圖3-7 創(chuàng)建的卡爪底草圖 圖3-8 創(chuàng)建拉伸特征6）單擊【插入】參考幾何體/基準面，在彈出的對話框中設置類型為“點和平行面”，點選端點和側面，插入基準面1。7）選擇基準面1，點擊工具

26、按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。8）創(chuàng)建草圖。單擊工具欄中的【直線】 繪制工具按鈕，繪制出如下圖的草圖，如圖3-9 所示。9）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“兩側對稱”，在“深度”輸入框中輸入深度值為24mm，單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-10所示。10）選擇步驟9）中所創(chuàng)建的實體側表面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向11。11）創(chuàng)建延伸邊草圖。用鼠標單擊繪圖工具欄中的【矩形】繪制工具按鈕，延續(xù) 實體的輪廓繪制直線長為25mm的矩形。如圖3-11所示。圖3-9 在基準面1上創(chuàng)建的草圖 圖3-10 創(chuàng)建拉伸特

27、征12）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為24mm，單擊【確定】按鈕，完成拉伸。13）選擇步驟5）中所創(chuàng)建的實體底面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。14）用鼠標單擊繪圖工具欄中的【圓】繪制工具按鈕，在繪制的中心線上繪制“圓”，在彈出的對話框中輸入半徑值為5mm。繪制兩圓，并對其進行創(chuàng)建拉伸特征，兩圓心相距55mm。如圖3-12所示。 圖3-11 創(chuàng)建延伸邊的草圖 圖3-12 創(chuàng)建兩圓的拉伸15）單擊特征工具欄上的【圓角】工具按鈕，系統(tǒng)彈出【圓角】對話框。設置圓角類型為“面圓角”，

28、在“距離”輸入框中輸入半徑值為10mm，用鼠標點選所要“圓角”的組面。如圖3-13所示。16）單擊特征工具欄上的【圓角】工具按鈕，系統(tǒng)彈出【圓角】對話框。設置圓角類型為“等半徑”，在“距離”輸入框中輸入半徑值為2mm，用鼠標點選所要“圓角”的邊。單擊【確認】按鈕。圖3-13 選擇兩組面 至此，卡爪底的建模過程就完成了，如圖3-14所示12。圖3-14 完成后的卡爪底效果圖 3.3 卡爪設計1）啟動 SolidWorks2005,在【新建】對話框中,開啟一個零件新檔窗口。2）在打開的模型樹中選擇【前視】 作為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“直線”繪制

29、按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“直線”，在草圖繪制平面上繪制卡爪的草圖輪廓，并標注尺寸，如圖3-15所示。3）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置方向欄為“兩側對稱”，在“深度”輸入框中輸入深度值為40mm，單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-16所示。4）選擇步驟3）中所創(chuàng)建的實體側面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“直線”繪制按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“直線”，在草圖繪制平面上繪制卡爪的草圖輪廓，并標注尺寸，如圖3-17所示。 圖3-15 創(chuàng)建卡爪草圖 圖3-16 創(chuàng)建的凸臺草圖 圖3-17

30、創(chuàng)建拉伸特征5）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為40mm，單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-18所示。6）選擇步驟3）中所創(chuàng)建的實體上平面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“矩形”繪制按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“矩形”，在草圖繪制平面上繪制卡爪的草圖輪廓，并標注尺寸。7）選擇步驟5），設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為15mm，單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-19所示。 圖3-18 創(chuàng)建凸臺的拉伸 圖3-19 創(chuàng)建拉

31、伸特征8）選擇步驟4）中所創(chuàng)建的實體斜面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“矩形”繪制按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“矩形”，在草圖繪制平面上繪制卡爪的草圖輪廓，并標注尺寸，如圖3-20所示。9）繪制要切除的平面草圖。選擇步驟3）中所創(chuàng)建的實體側面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“直線”繪制按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“直線”，在草圖繪制平面上繪制卡爪的草圖輪廓，如圖3-21所示13。 圖3-20繪制拉伸草圖 圖3-21 繪制切除平面草圖10）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸

32、臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為10mm單擊【確定】按鈕，完成拉伸，如圖3-22所示。在另一側也進行同樣的拉伸切除。11）選擇步驟3）中所創(chuàng)建的實體右側面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“矩形”繪制按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“矩形”，在草圖繪制平面上拉伸的草圖輪廓，并標注尺寸。12）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為3mm，單擊“拔模角度”，設置“拔模角度”為45deg,單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如

33、圖3-23所示。然后用底平面把其切平。如圖3-24所示。圖3-22 創(chuàng)建拉伸切除 圖3-23創(chuàng)建拉伸特征13）選擇步驟6）中所創(chuàng)建的實體右面為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“矩形”繪制按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“矩形”，在草圖繪制平面上繪制小錐臺的草圖輪廓，并標注尺寸14. 圖3-24 把底平面切平的拉伸特征 圖3-25 創(chuàng)建小錐臺拉伸特征14）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為3mm，單擊“拔模角度”，設置“拔模角度”為15deg,單擊【確定】按鈕

34、，完成拉伸。如圖3-25所示。15）卡爪上小錐臺的陣列。選擇菜單命令“插入”“陣列/鏡向”“線性陣列”，在圖形區(qū)域中選擇要陣列的兩個方向，在“線性陣列”對話框中選擇“方向1”選擇邊線在間距中輸入3mm,實例數(shù)為5, “方向2”選擇邊線在間距中輸入3mm,實例數(shù)為7, 要陣列的特征為小錐臺 如圖3-26所示。 圖3-26 小錐臺拉伸特征參數(shù)16）創(chuàng)建定位卡爪槽的基準面。點擊工具欄中的“參考幾何體”工具按鈕 ，在彈出的快捷菜單中選擇“基準面1”或選擇菜單命令“插入”“參考幾何體”“基準面1”。17）系統(tǒng)彈出“基準面”對話框，在“基準面”對話框中選擇“上視”作為創(chuàng)建基準面的參考平面，在 偏移距離輸入

35、框中輸入偏移距離值：20mm。點擊確認按鈕 ，創(chuàng)建完成的基準面，如圖3-27所示。18）繪制定位卡爪槽的特征草圖輪廓。選取“基準面1”為草圖繪制平面，點擊工具按鈕【正視于】，使繪圖平面轉(zhuǎn)為正視方向。單擊工具欄中的“矩形”繪制按鈕或選擇菜單命令“工具”“草圖繪制實體”“矩形”，在草圖繪制平面上繪制卡爪槽的直線部分輪廓，并標注尺寸。19）在工具欄中點擊“三點圓弧”繪制工具按鈕或選擇菜單命令“工具” “草圖繪制實體”“三點圓弧”，以卡爪槽的直線輪廓的兩端點為圓弧起點和終點，繪制與卡爪槽兩直線邊相切的圓弧，單擊工具欄中的【智能尺寸】工具按鈕，對草圖進行尺寸設定與標注，如圖3-28所示。 圖3-27 創(chuàng)

36、建基準面 圖3-28 在基準面上創(chuàng)建草圖 20）創(chuàng)建拉伸特征。單擊工具欄中的【拉伸凸臺/基體】工具按鈕，設置拉伸終止條件為“給定深度”，在“深度”輸入框中輸入深度值為18mm，單擊【確定】按鈕，完成拉伸。如圖3-29所示15。21）按照上面步驟14）15）創(chuàng)建孔。圖3-29創(chuàng)建拉伸特征22）單擊特征工具欄上的【圓角】工具按鈕，系統(tǒng)彈出【圓角】對話框。設置圓角類型為“等半徑”，在“距離”輸入框中輸入半徑值為2mm，用鼠標點選所要“圓角”的邊。23）單擊特征工具欄上的【圓角】工具按鈕，系統(tǒng)彈出【圓角】對話框。設置圓角類型為“面圓角”，在“距離”輸入框中輸入半徑值為2mm，用鼠標點選所要“圓角”的組

37、面。 至此，卡爪底的建模過程就完成了，如圖3-30所示。圖3-30 完成后的卡爪24）插入卡爪的工程圖。如圖3-31所示。 圖3-31 卡爪的工程圖天津工程師范學院2009屆本科生畢業(yè)設計4 零部件裝配4.1轉(zhuǎn)盤卡爪裝配體配合1)新建裝配體文件。單擊新建按鈕，在出現(xiàn)的“新建SolidWorks文件”對話框中選擇“裝配體”按鈕。2) 單擊【確定】按鈕，進入新建的裝配體編輯模式下。3) 單擊“插入零部件”按鈕，或者選擇菜單命令“插入”“零部件”“現(xiàn)有零部件/裝配體”。4) 在“插入零部件”對話框中單擊【瀏覽】按鈕。5) 在出現(xiàn)的“打開”對話框中瀏覽到“轉(zhuǎn)盤”所在的文件夾。選擇該文件，單擊【打開】按

38、鈕。如圖4-1所示。 圖4-1 打開所選裝配零件6) 定位轉(zhuǎn)盤。此時被打開的文件“轉(zhuǎn)盤”出現(xiàn)在圖形區(qū)域中，利用鼠標拖動零部件到原點時，使得零件“轉(zhuǎn)盤”的原點與新裝配體原點重合，并將其固定。從中可以看到“轉(zhuǎn)盤”被固定。如圖4-2所示。7) 插入卡爪裝配體到現(xiàn)有裝配體。在工具欄中單擊“插入零部件”按鈕。系統(tǒng)彈出“插入零部件”對話框，單擊【瀏覽】按鈕，在彈出的“打開”對話框中，選取“卡爪裝配”。點擊【打開】按鈕或雙擊該零件，系統(tǒng)關閉“打開”對話框，返回到裝配界面。在裝配界面的圖形窗口中點擊任一位置，完成零件的插入。裝配體的模型樹中將顯示出被插入的卡爪裝配體。 圖4-2 定位轉(zhuǎn)盤8)重復步驟7）三次，

39、再將另外三個“卡爪裝配體” 插入到裝配體中的任意位置。效果如圖4-3所示。 圖4-3 插入卡爪裝配體到裝配體9)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕 ，或選擇菜單命令“插入” “配合”。在圖形區(qū)域中選擇要配合的實體轉(zhuǎn)盤的上平面和卡爪裝配體的下平面，如圖4-4所示。所選實體會出現(xiàn)在“配合”對話框中的 圖標左側的顯示框中，如圖4-5所示。10)點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“重合”按鈕。添加配合面的關系為“重合”，點擊確認 按鈕，完成添加。此時，“配合”對話框變?yōu)椤爸睾稀睂υ捒颍瑫r在“配合”區(qū)顯示所添加的配合。 11)重復步驟9）10）四次。圖4-4 選取配合面圖 4-5 “

40、配合”對話框12)重復步驟9）10），選擇轉(zhuǎn)盤零件的“右視”和卡爪裝配體中的卡爪底的“基準面1”重合，再重復該步驟一次。如圖4-6所示。13)重復步驟9）10），選擇轉(zhuǎn)盤零件的“左視”和卡爪裝配體中的卡爪底的“基準面1”重合，再重復該步驟一次。至此，轉(zhuǎn)盤和卡爪裝配體的裝配就完成了。如圖4-7所示。圖4-6 添加“重合”配合關系 圖4-7 完成后的轉(zhuǎn)盤和卡爪裝配體4.2轉(zhuǎn)盤滑塊配合1)插入滑塊到現(xiàn)有裝配體。在工具欄中單擊“插入零部件”按鈕。系統(tǒng)彈出“插入零部件”對話框，單擊【瀏覽】按鈕，在彈出的“打開”對話框中，選取“滑塊”。點擊【打開】按鈕或雙擊該零件，系統(tǒng)關閉“打開”對話框，返回到裝配界面。

41、在裝配界面的圖形窗口中點擊任一位置，完成零件的插入。裝配體的模型樹中將顯示出被插入的滑塊。2)重復步驟1）三次，再將另外三個“滑塊” 插入到裝配體中的任意位置。3)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕 ，或選擇菜單命令“插入” “配合”，系統(tǒng)彈出“配合”對話框。選擇轉(zhuǎn)盤的下平面和滑塊的上平面為配合面，如圖4-8 所示。 圖4-8 選擇配合面4)點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“重合”按鈕。添加配合面的關系為“重合”，點擊確認 按鈕，完成添加。5)重復步驟3）4）四次。6)重復步驟3）4），選擇轉(zhuǎn)盤零件的“右視”和滑塊的“基準面1”重合，再重復該步驟一次，如圖4-9所示。 圖4

42、-9 選擇配合面7)重復步驟9）10），選擇轉(zhuǎn)盤零件的“左視”和滑塊的“基準面1”重合，再重復該步驟一次。至此，轉(zhuǎn)盤和滑塊的裝配就完成了。如圖4-10所示。 圖4-10 完成后的轉(zhuǎn)盤和滑塊4.3卡爪裝配體滑塊配合1)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕 ，選擇滑塊中孔的圓柱面與卡爪底底面中的孔的圓柱面為配合面。如圖4-11所示。 圖4-11 配合面的選擇2)點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“同軸心”按鈕。添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認 按鈕，完成添加。3)重復步驟1）2）四次，至此，卡爪裝配體和滑塊的裝配就完成了。4.4方塊連桿滑塊配合1)插入方塊到現(xiàn)有裝配體。在工具

43、欄中單擊“插入零部件”按鈕。系統(tǒng)彈出“插入零部件”對話框，單擊【瀏覽】按鈕，在彈出的“打開”對話框中，選取“方塊”。點擊【打開】按鈕或雙擊該零件，系統(tǒng)關閉“打開”對話框，返回到裝配界面。在裝配界面的圖形窗口中點擊任一位置，完成零件的插入。裝配體的模型樹中將顯示出被插入的方塊。2)以同樣方法插入連桿。3)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕 ，選擇方塊中孔的圓柱面與連桿中孔的圓柱面為配合面。點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“同軸心”按鈕。添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認按鈕，完成添加。4)重復步驟3），選擇方塊的上平面與連桿的下平面為配合面。點擊“配合”對話框中“標準配合

44、”欄目中，選擇“重合”按鈕。添加配合面的關系為“重合”，點擊確認按鈕，完成添加。完成后的方塊連桿配合如圖4-12所示16。 圖4-12 完成后的方塊連桿配合 5)重復步驟2）3），選擇方塊的下平面與連桿的上平面為配合面。添加配合面的關系為“重合”，點擊確認按鈕，完成添加。6)重復步驟3），選擇方塊上下兩連桿中的另外一端的孔的圓柱面。添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認按鈕，完成添加。7)重復步驟2）6）三次，完成后的方塊連桿配合。8)重復步驟3）4），選擇滑塊中靠中心的孔的圓柱面與連桿中另一孔的圓柱面為配合面，添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認按鈕，完成添加。選擇滑塊的下平面與連桿的上平

45、面為配合面。添加配合面的關系為“重合”，點擊確認按鈕，完成添加。如圖4-13所示。9)重復步驟8），裝配后如圖4-13所示。 圖4-13 方塊連桿滑塊配合效果圖4.5支撐塊套筒滑塊連桿配合1)仿照上面步驟插入支撐塊、套筒到現(xiàn)有裝配體。2)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕 ，選擇支撐塊中外緣的孔的圓柱面與套筒的內(nèi)圓柱面為配合面。點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“同軸心”按鈕。添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認按鈕，完成添加。3)重復步驟2），選擇支撐塊的上平面與套筒的一側端面為配合面，添加配合面的關系為“重合”，點擊確認按鈕，完成添加配合。4)重復步驟1）3），完成支撐

46、塊套筒的如圖4-14所示17。 如圖4-14 支撐塊套筒裝配 5)重復步驟2）3）選擇滑塊的外緣的孔的圓柱面與套筒的內(nèi)圓柱面為配合面。添加配合面的關系為“同軸心”，選擇滑塊的下平面與套筒的另一側端面為配合面，添加配合面的關系為“重合”，點擊確認按鈕，完成添加。6)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕 ，選擇支撐塊中另一孔的圓柱面與連桿一端的孔的圓柱面為配合面。點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“同軸心”按鈕。添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認按鈕。7)單擊裝配體工具欄上的配合按鈕，選擇支撐塊的上平面與下連桿的下平面為配合面。添加配合面的關系為“重合，點擊確認 按鈕。8)重復

47、步驟6）7），完成支撐塊連桿的配合。如圖4-15所示。9)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕，選擇滑塊中另一孔的圓柱面與連桿一端的孔的圓柱面為配合面。點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“同軸心”按鈕。添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認 按鈕。圖4-15選擇支撐塊連桿的配合面10)單擊裝配體工具欄上的配合按鈕，選擇滑塊的下平面與上連桿的上平面為配合面。添加配合面的關系為“重合，點擊確認按鈕。11)重復步驟10）11），完成滑塊連桿的配合。至此，支撐塊套筒滑塊連桿配合完成，如圖4-16所示。 圖4-16 完成后的支撐塊套筒滑塊連桿效果4.6支撐塊氣缸裝配體配合1)仿照上面步驟

48、插入氣缸裝配體到現(xiàn)有裝配體。2)添加裝配關系。單擊裝配體工具欄上的配合按鈕，選擇支撐塊下方孔的圓柱面與氣缸前端的孔的圓柱面為配合面。點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“同軸心”按鈕。添加配合面的關系為“同軸心”，點擊確認按鈕，完成添加。3)重復步驟2），選擇支撐塊內(nèi)側面與氣缸前端的孔所在的內(nèi)側面為配合面。點擊“配合”對話框中“標準配合”欄目中，選擇“重合”按鈕。點擊“距離”，在 “距離”欄中輸入偏移量為3.5mm。4)選擇氣缸的另一端，重復步驟2）3），如圖4-17所示。圖4-17支撐塊氣缸裝配體配合效果5)重復步驟1）4）。至此，支撐塊氣缸裝配體配合完成，如圖4-18所示。圖4-18完成后的支撐塊氣缸裝配體配合效果4.7緊固件的裝配1）單擊“插入零部件”按鈕，或者選擇菜單命令“插入”“零部件”“現(xiàn)有零部件/裝配體”, 系統(tǒng)彈出“插入零部件”對話框，單擊【瀏覽】按鈕，在彈出的“打開”對話框中，選取“銷1”，在裝配界面的圖形窗口中點擊任一位置，插入銷， 2）添加裝配