阀门设计.docx

阀门设计.docx

《阀门设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阀门设计.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

阀门设计

1分析过程

1.1建模设计

Solidworks提供功能强大的基于特征的实体建模功能，通过拉伸、旋转、薄壁有：

阀体、上盖、心轴、轴承衬套、偏心凸轮、轴承、平键、螺钉、管接头一、调特征、扫描、抽壳、圆角、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。

气压阀压螺帽、钢珠、弹簧座、调压弹簧、O型环一、外盖、活塞杆、O型环二、弹簧塞杆、弹簧、调压螺帽、螺塞、管接头二，共有22个零件，以下是主要零件造型的过程。

对于气压调压阀的具体建模设计过程如下：

（1）打开Solidworks2010，新建零件1阀体，在基准面中新建草图，依次给予拉伸、旋转除料、倒角、阵列、创建螺纹线、创建基准面及草图，扫描切除、圆角等特征，具体建模尺寸参照建模/机构/结构综合实训教程书，三维建模过程依次如图1所示。

图1

（2）新建零件2心轴，在基准面中创建草图后给予旋转增料特征，再创建草图、后给予旋转除料及倒角特征，最后创建草图后拉伸除料，三维建模过程如图2所示。

图2心轴的建模

SolidWorks提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。

工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。

从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。

增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。

使用RapidDraft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。

用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。

交替位置显示视图是专门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。

SolidWorks才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。

“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。

（3）新建零件3上盖，在基准面中创建草图后给予旋转增料特征，后添加倒角特征并给予拉伸除料特征后圆周阵列;同理构建零件4轴承衬套及零件5偏心凸轮模型如图3所示。

图3上盖、轴承衬套、偏心凸轮的建模

（4）从设计库中，取出标准零件，后另存为零件6轴承、7螺钉、8平键，三维模型如图4所示。

图4轴承、螺钉、平键的建模

（5）新建零件9管接头、10调压螺帽、11钢珠，三维模型如图5所示。

图5垫片、弹簧盖、活塞杆的建模

（6）新建零件12弹簧座、13弹簧，14外盖，螺栓及螺帽中螺纹也可使用装饰螺纹线替代，三维模型如图6所示。

图6弹簧座、弹簧、外盖的建模

1.2虚拟装配

　利用虚拟装配，可以验证装配设计和操作的正确与否，以便及早地发现装配中的问题，对模型进行修改，并通过可视化显示装配过程。

虚拟装配系统允许设计人员考虑可行的装配序列，自动生成装配规划，它包括数值计算、装配工艺规划、工作面布局、装配操作所模拟等。

（1）新建装配体1气压调压阀，插入零件1-22，六角螺母插入4次，并添加配合重合以及同轴心关系，整个装配体如图7所示。

图7气压阀的装配

（2）单击工具中的干涉检查并计算，显示有多处干涉，详细检查干涉皆为螺纹干涉，故可忽略（建议使用装饰螺纹线替代螺纹造型就不存在干涉问题，同时还可提高运行速度），说明装配完全正确，干涉检查如图8所示。

图8气压阀的干涉检查

（3）完成干涉检查无误后，单击插入爆炸视图，爆炸的顺序即为装配的逆顺序，装配体的爆炸效果图如图9所示。

图9气压阀的爆炸视图

1.3效果图渲染

　效果图是利用插件PHOTOWORKS完成，添加零件的材质为默认塑料、布景为带完整光源的工作间，其余参数默认，渲染效果图如图10所示。

图10气压阀的渲染效果图

1.4工程图

　新建工程图，新建模板设为A4图纸，插入所需的零件心轴，添加视图、剖视图、断面图、并标注尺寸公差、形位公差、表面粗糙度，生成心轴工程图，如图11所示。

图11心轴工程图的输出

1.5运动分析

MOTION是其运动仿真CAE插件，它可建立三维动力学仿真机构模型并添加运动、约束、力、碰撞等，对机构进行仿真模拟、干涉分析、跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等，并可输出动画、图形、表格等多种形式的结果，其分析的结果可指导修改零件的结构设计或调整零件的材料。

　　其具体的运动过程：

气压阀动力由心轴传入，带动凸轮，使活塞杆向左推动，造成左方密封空间变小。

这样让气体的压力增加，管接头内部的弹簧也会因为内部压力的增大而将高压气体排出，从而达到气压阀送出的压力。

　　当凸轮顶端位于相反方向时，活塞杆就会压缩弹簧的推力而向右运动，让左方密封空间增大，气体通过下方的管接头而进入。

　　点击工具选项，在菜单中勾选的MOTION选项，后具体操作步骤如下：

（1）为了方便在稍后的凸轮机械配合的操作，打开零件凸轮，点击分割线工具，选择基准面做草图将凸轮与活塞杆的接触面分割出4个接触面，具体分割的前后如图12所示。

图12凸轮面的分割

（2）同理凸轮面的配合，打开零件活塞杆，选择基准面做草图并添加拉伸特征，注意不勾选合并实体选项，将会产生两个实体，右击刚生成的长方形实体将其隐藏，如图13所示。

图13创建活塞杆端部接触平面

　　（3）打开装配体，系统会出现重新构建的对话框，点击确定，将弹簧零件删除，重新创建基准面，并构建弹簧，并添加关系，后保存弹簧，让弹簧具备了关联性，如图14所示。

图14弹簧的关联设置

　　（4）点击添加配合，选择凸轮相切配合，选择刚分割的凸轮4个面及活塞杆端的接触平面，如图15所示。

图15凸轮配合

（5）点击运动算例，添加旋转马达，选择心轴，输入每秒钟30转，具体如图16所示。

图16旋转马达添加

　　（6）在运动菜单中选择MOTION分析，点击计算按钮，点击结果和图解选择零件活塞杆，可获得活塞杆Z方向的质心速度及平动位移如图17所示。

图17输出z方向的平动位移和质心速度

　　（7）点击运动菜单中的播放按钮，可获得气压阀的完整的包含弹簧、凸轮实体仿真运动，整个运动的动画如图18所示，最后可保存动画为AVI格式。

图18气压阀的实体运动仿真

2、具体零件绘制

零件一

1、创建长方体基体

图15

步骤：

1）新建文件夹

单击菜单栏中的“文件”——“新建”命令，在弹出的对话框中，单击零件按钮，然后单击确定按钮，创建一个新的文件夹。

2）绘制草图

在“FeatureManager设计树”中选择“前视基准面”作为绘图基准面，然后单击菜单中的“工具”——“草图绘制实体”——“中心矩形”命令，绘制一个矩形，标注其尺寸长为144mm，宽为84mm

3）拉伸实体

单击菜单栏中的“插入”——“凸台/基体”命令，在弹出的对话框中厚度输入16.

2、在长方体基体上打孔

图16

步骤1）选择基准面，以基准面所在的矩形中心为原点作基准线。

2）分别定位尺寸为26mm、109mm、66mm、16mm作直径为6.6mm和H7的圆。

3）以四个大圆孔的圆心为圆心作直径为13mm的圆。

图17

图18

3、绘制长方体凸槽

步骤1）以基准线原点为中心，绘制长为68mm的正方形，以同样的中心再绘制一个长为62mm的正方形。

2）单击“特征”工具栏中的“拉伸凸台/基体”按钮，在弹出的对话框中输入深度为43

4、绘制圆柱形底盘

图19

步骤1）、以长方体框上面为基准面，以基准线中心为圆心，绘制直径为67的圆。

2）单击“特征”工具栏中的“拉伸凸台/基体”按钮，在弹出的对话框中输入深度为4。

零件二

1新建文件夹。

启动solidworks2012，单击菜单栏中的的“文件”到“新建”命令，或单击“标准”工具栏中的“新建”按钮,在弹出的“新建solidworks文件”对话框中，单击“零件”按钮，然后单击“确定”按钮，创建一个新的零件文件。

2绘制草图。

在“FeatureManager设计树”中选择“前视基准面”作为绘图基准面，然后单击菜单栏中的“工具”到“草图绘制实体”到“圆”命令，或单击“草图”工具栏中的“圆”按钮绘制一个半径为34mm的圆一，

3拉伸实体。

单击菜单栏中特征项，选择“凸台拉伸”按钮，系统弹出“凸台拉伸”属性管理器；在

“深度”文本框中输入“5”然后单击“确定”按钮

，生成拉伸实体如图2-1

图2-1

4绘制草图。

在图中单击圆一作为绘图基准面，单击“草图”工具栏中的“草图绘制”按钮，到“圆”命令，以原点为圆心绘制一个圆二，在图2-2中填入圆的尺寸“21.5mm”

图2-2

5拉伸实体。

单击菜单栏中”特征“项，选择“凸台拉伸”按钮，系统弹出“凸台拉伸”属性管理器；在

“深度”文本框中输入“13mm”然后单击“确定”按钮

，生成拉伸实体如图2-3

图2-3

6，绘制草图。

在图中单击圆二作为绘图基准面，单击“草图”工具栏中的“草图绘制”按钮，到“圆”命令，以原点为圆心绘制一个圆三，在图2-4中填入圆的尺寸“16mm”

图2-5

2-4步骤6拉伸切除单击菜单栏中”特征“项，选择“

”按钮，系统弹出“凸台拉伸”属性管理器；在

“深度”文本框中输入“8mm”然后单击“确定”按钮

，生成拉伸实体如图2-5

图2-5

7，绘制草图。

图中单击圆三作为绘图基准面，单击“草图”工具栏中的“草图绘制”按钮，到“圆”命令，以原点为圆心绘制一个圆四，在图2-6中填入圆的尺寸“14mm”

图2-6

8拉伸切除

单击菜单栏中”特征“项，选择“

”按钮，系统弹出“凸台拉伸”属性管理器；在

“深度”文本框中输入“5mm”然后单击“确定”按钮

，生成拉伸实体如图2-7

图2-7

9绘制草图。

以图2-8为基准面，以中心为原点，作半径为”28mm”圆五，在圆五上生成如图1-8四点为圆心作四个圆圆，半径皆为”5.25mm”

图2-8

10拉伸切除。

右键单击圆五，将圆五删除，单击菜单栏中”特征“项，选择“

”按钮，系统弹出“凸台拉伸”属性管理器；在

“深度”文本框中输入“3.5mm”然后单击“确定”按钮

，生成拉伸实体如图2-9

图2-9

图2-10

11绘制草图

以图2-10为基准面，以中心为原点，作半径为”28mm”圆六，在圆六上生成如图1-10四点为圆心作四个圆，半径皆为”3mm”

12拉伸切除。

右键单击圆六，将圆六删除，单击菜单栏中”特征“项，选择“

”按钮，系统弹出“凸台拉伸”属性管理器；在

“深度”文本框中输入“3.5mm”然后单击“确定”按钮

，生成拉伸实体如图2-11

图2-11

13倒圆角单击“特征”栏中的“

”选择圆一，出现图1-12右对话框，在

中填入“2.5”得到如图2-12左

图2-12

步骤14倒圆角单击“特征”栏中的“

”选择圆一，出现图2-12对话框，在

中填入“2.5”最终得到零件图：

图2-13

零件三

1、新建文件夹，单击菜单栏中的“文件”——“新建”命令，在弹出的对话框中选择“零件”然后确定。

2、在“FeatureManager设计树”中选择“前视基准面”作为绘图基准。

单击菜单栏中的“工具”——“草图绘制实体”——“矩形”命令，绘制一个矩形标注尺寸为长11mm，宽5mm。

如图

图3-1

3、单击菜单栏“插入”——“凸台/基体”——“拉伸”命令。

然后选择拉伸输入5mm。

如图3-2

.

图3-2

4、以前视基准面为基准，画直径为5mm的圆。

单击菜单栏“插入”——“凸台/基体”——“拉伸”命令。

然后选择拉伸输入5mm。

如图3-3所示。

图3-3

5、以同样的的方法在右边也作4中的操作得到零件图如图3-4所示

图3-4

参考文献

[1].辛文彤，李志尊主编,<>,人民邮电出版社出版，2012。

[2].李益民主编，<<机械制图手册>>，机械工业出版社出版，1994。

[3].哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，<<机床夹具设计>>，上海科学技术出版社出版，1983。

[4].东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，<<机床夹具设计手册>>，上海科学技术出版社出版，1990。

[5].周平主编<<金属机械加工工艺人员手册>>，上海科学技术出版社，1981。

[6].郭宗连、秦宝荣主编，<<机械制造工艺学>>，中国建材工业出版社出版，1997。

[7].冯道主编，<<机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册>>，安徽文化音像出版社，2003。

[8].马贤智主编，<<机械加工余量与公差手册>>，中国标准出版社，1994。

[9].刘文剑主编，<<夹具工程师手册>>，黑龙江科学技术出版社，1987。

[10].王光斗主编，<<机床夹具设计手册>>，上海科学技术出版社，2002。

致谢

这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。

但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。

这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。

在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。