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1、真空磁傳動攪拌機概述： 真空磁傳動攪拌機在設計充分考慮到客戶的各種功能需求。 1.產(chǎn)品采用將磁傳動攪拌機安裝在真空罐上，憑借磁傳動攪拌機的靜密封結構原理，確保攪拌器運轉時嚴格密封、達到零泄漏； 2.與真空系統(tǒng)連接起來抽真空，使被攪拌的物料或介質處在真空環(huán)境中被攪拌混合，達到理想的、純粹的攪拌工藝效果； 3.適用于在真空環(huán)境中的液-液以及固-液的攪拌、混合、溶解、傳質、擴散、化學反應等工藝。 ●真空磁傳動攪拌機特點： 將多項技術元素整合設計,通過成熟的磁傳動攪拌機技術，能高度確保真空攪拌機的抽真空的嚴格密封的要求。 ●其他方面： 1.運用的高效節(jié)能型軸流槳葉

2、技術，非常適合中、低粘度的介質的真空攪拌； 2.采用各種要求的螺帶攪拌器，非常適合中、高粘度的介質的真空攪拌。 ●真空攪拌機結構示意圖： 首先收集相關資料了解國內外研究現(xiàn)狀并翻譯相關英文資料，在了解基本資料后進行方案總體設計，關鍵數(shù)據(jù)計算完成后開始總裝配圖及主要零件圖制，對關鍵零件進行設計校核后進行三維建模、運動仿真。 攪拌機構的構成及各部分作用 圖2.1 型真空注型機攪拌機構 我設計的型真空注型機攪拌機構由直流馬達、減速機、同步帶輪、蓋板底板、軸、接頭、連桿及板組成。其中直流馬達通過減速機將動力傳給帶輪1，帶輪1經(jīng)過皮帶傳給帶輪2，帶輪2通過軸傳給接頭

3、，接頭通過連桿將動力傳給板進行攪拌。 圖2.1就是對型真空注型機攪拌機構結構分析后得到的型真空注型機攪拌機構。 運動部件設計及校核 同步帶傳動設計與校核 確定設計功率 考慮載荷性質和每天運轉的時間等因素，設計功率要比要求傳遞的額定功率要大，即 （1.1） 式中 P——傳遞的額定功率，kW； ——工作情況系數(shù)。

4、 液體攪拌機的工況系數(shù)=1.6 （普通工作時間10~16小時），所選電機功率W 由公式1.1得到設計功率kW 選取同步帶型號 圖3.1同步帶選型圖 由上圖根據(jù)設計功率（32W）和小輪轉速（120）確定選XL型。 表1-1 同步帶主要參數(shù) 由表1-1得到XL型同步帶節(jié)距為5.08mm。 確定帶輪節(jié)圓直徑 XL型帶輪最小齒數(shù)，所以初步取齒數(shù)。 故小帶輪節(jié)圓直徑 mm 帶速m/s 傳動比 大帶輪齒數(shù) 大帶輪節(jié)圓直徑mm 確定中心距a 初定中心距 代入節(jié)圓直徑得 即 取為110mm 初定帶的節(jié)線長度

5、 mm 實際中心距mm 初張緊力的校核 基準額定功率kW 帶寬mm 作用在軸上的力 N 切邊長 mm 撓度mm 載荷N 查閱機械手冊 N 故滿足條件 攪拌器軸的校核 ① 畫出軸的力學模型圖 分析結構可知：此軸主要受扭轉力矩的作用，軸向力很小，忽略不計。 ② 作用在軸上的力 由于此軸上安裝的攪板，攪動一種特殊的液體，此液體給板一個作用力并傳遞給軸。經(jīng)查找資料類比可得軸所受的轉矩T’是5200NM,所以T=5200NM. ③ 畫扭矩圖 ④ 校核軸的強度 ⑴由此結構可知危險

6、截面在Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ上 由于此軸的材料為Q235，其需用切應力,所以安全。 ⑵因軸又細又長，為保證其能正常工作，應保證軸的角度應變率也應在一定的范圍內。 而需用角度變化率，所以能正常工作。 UG三維建模及其裝備 機械產(chǎn)品從設計到成品面向市場的過程，往往需要經(jīng)歷“設計樣機制造、測試評價、修改、產(chǎn)品”這一耗時的過程。如何加速新產(chǎn)品的開發(fā)過程，并在新產(chǎn)品投產(chǎn)之前有一個有效的手段來檢驗新產(chǎn)品的性能和適應性，以避免投產(chǎn)后的失敗，這是工程技術人員追求的目標。三維實體模型就是設計者進行實時形象的分析設計，模擬實驗，預測結果的虛擬樣機。 目前二維繪圖軟件的使

7、用相當普遍，這主要是由于工程設計上傳統(tǒng)的繪圖習慣，從設計的觀點看，人們頭腦中所構思的設計對象是三維實體，用二維圖形表示三維物體有許多局限性，隨著三維圖形技術的發(fā)展，在三維模型的基礎上可以進行裝配、干涉檢查、有限元分析，運動分析等高級的計算機輔助工作。隨著計算機硬件的、技術的發(fā)展，二維繪圖將很快被三維實體造型所代替。 型真空注型機攪拌機構設計大部分還是二維圖形設計，難以實現(xiàn)參數(shù)化、系列化，難以實現(xiàn)整機分析和計算，圖形數(shù)據(jù)難以為后續(xù)工程應用。因此，本文對型真空注型機攪拌機構三維實體模型的設計是利用基于特征的三維繪圖軟件UG來實現(xiàn)的。 UG軟件簡介 UG現(xiàn)在叫做NX,它是一個三維設計軟件，主要

8、用于汽車和機械行業(yè)，在航空領域也有部分企業(yè)在使用。相似軟件還有catia、proe等 EDS公司的Unigraphics NX是一個產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段。Unigraphics NX針對用戶的虛擬產(chǎn)品設計和工藝設計的需求，提供了經(jīng)過實踐驗證的解決方案。Unigraphics NX為設計師和工程師提供了一個產(chǎn)品開發(fā)的嶄新模式，它不僅對幾何的操縱，更重要的是團隊將能夠根據(jù)工程需求進行產(chǎn)品開發(fā)。Unigraphics NX能夠有效地捕捉、利用和共享數(shù)字化工程完整過程中的知識，事實證明為企業(yè)帶來了戰(zhàn)略性的收益。 來自 UGS PLM 的 NX 使

9、企業(yè)能夠通過新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉型的目標。 NX 包含了企業(yè)中應用最廣泛的集成應用套件，用于產(chǎn)品設計、工程和制造全范圍的開發(fā)過程。 如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是，通過產(chǎn)品開發(fā)的技術創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評審更多的可選設計方案，而且在開發(fā)過程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗中所獲得的知識更早地做出關鍵性的決策。 NX 是 UGS PLM 新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過過程變更它使得工程專業(yè)人員能夠推動革新以創(chuàng)造出更大的利潤。 NX 可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識，根據(jù)已知準則來確認每一設計決策。 NX 建立

10、在為客戶提供無與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗基礎之上，這些解決方案可以全面地改善設計過程的效率來驅動產(chǎn)品革新。 NX 獨特之處是其知識管理基礎，，削減成本，并縮短進入市場的時間。通過再一次將注意力集中于跨越整個產(chǎn)品生命周期的技術創(chuàng)新， NX 的成功已經(jīng)得到了充分的證實。這些目標使得 NX 通過無可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗應用和過程自動化工具，把產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過程都集成到一個實現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。 工業(yè)設計和風格造型: NX 為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術革新的工業(yè)設計和風格提供了強有力的解決方案。利用 NX 建模，工業(yè)設計師能夠迅速地建立和改進復雜的產(chǎn)品形狀， 并且使用先進的渲染

11、和可視化工具來最大限度地滿足設計概念的審美要求。 (1)產(chǎn)品設計: NX 包括了世界上最強大、最廣泛的產(chǎn)品設計應用模塊。 NX 具有高性能的機械設計和制圖功能，為制造設計提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設計任何復雜產(chǎn)品的需要。 NX 優(yōu)于通用的設計工具，具有專業(yè)的管路和線路設計系統(tǒng)、鈑金模塊、專用塑料件設計模塊和其他行業(yè)設計所需的專業(yè)應用程序。 (2)仿真、確認和優(yōu)化: NX 允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過程。通過在開發(fā) 周期中較早地運用數(shù)字化仿真性能，制造商可以改善產(chǎn)品質量，同時減少或消除對于物理樣機的昂貴耗時的設計、構建，以及對變更周期的依賴。

12、 UG設計思路和方法 用UG進行三維模型設計，是以三維零件為基礎的三維圖形設計。從而構成產(chǎn)品的設計過程，加工原理，動畫以及性能評價與分析結構。三維圖形設計不僅具有美學特點和個性特點，而且與產(chǎn)品加工方式有關。 三維虛擬圖形要求能反應機械產(chǎn)品的外觀，空間關系，運動等方面的特性、原理，用戶能從不同的角度，以不同的比例觀察虛擬模型，還能夠通過操縱模型對產(chǎn)品的功能進行定性的評價。其設計過程如圖4.1所示。 圖4.1 UG建模設計說明圖 用UG進行零件設計 在UG中，具有全面的零件實體建模功能和變量化的草圖輪廓繪制，能夠自動進行動態(tài)約束檢查。用UG的拉伸、旋轉、倒角，等功能可以方便的得到

13、要設計的實體模型。 以我設計型真空注型機攪拌機構接頭的三維圖形為例說明零件的建模過程 （1）生成基體特征，在前視圖上畫出草圖輪廓，在草圖上添加幾何關系和尺寸，并用回轉特征生成基體，即接頭的大致基本形狀。 （2）在基體上選擇一端為基準面，繪制矩形草圖，用拉伸—求差等特征完成接頭與連桿連接縫。 （3）在基體上選擇另一端面作為參考平面，運用切除—拉伸完成螺栓孔的繪制。 （4）繪制一基準面，運用拉伸—求差生成一小孔。 這樣就繪制出型真空注型機攪拌機構接頭的三維圖形如圖4.2 圖

14、4.2 接頭 在UG中，對于結構，形狀復雜的產(chǎn)品模型進行建模的思路是將整個產(chǎn)品分解為多個零件，通過零件之間的布爾運算逐步得到完整的產(chǎn)品模型，其中，往往將整個產(chǎn)品中最主要或最大的部分視為基本零件，首先完成它的造型，其它部分作為添加特征，以搭積木的方法，在基體零件的基礎上，通過添加，最終得整個模型。 UG裝配設計 裝配設計包括部件設計和總裝配設計。利用零件的平移、旋轉、重合、同心、垂直、平行、相切、距離、夾角等裝配約束使設計好的所有零部件裝配在一起。同時，在裝配過程中進行動態(tài)裝配干涉檢查，一旦發(fā)生裝配干涉或公差不配合，可在特征樹的編輯功能下進行修改。最后，對裝配圖進行渲染，包括陰影，紋理，透

15、明，高光，漫反射，選擇材料等。 在UG的裝配設計中可以直接參照已有的零件生成新的零件。在型真空注型機攪拌機構的裝配中，零部件為底板，其它部分為子部件，如蓋板、軸、接頭、連桿及板等。最后，將子部件和其它零件裝配在基部件上完成裝配。 以型真空注型機攪拌機構的裝配過程為例說明零件的裝配過程 畫出所有零部件的三維模型零件圖 圖4.3底板三維模型零件圖 圖4.4蓋板三維模型零件圖 圖4.5軸三維模型零件圖 圖4.6板三維模型零件圖 圖4.7帶輪三維模型零件圖 圖4.8電動機減速機三維模型零件圖 圖4.9擋

16、邊三維模型零件圖 圖4.10連桿三維模型零件圖 圖4.11 UG裝配圖 上述例子可以看出，運用三維繪圖軟件，型真空注型機攪拌機構設計與制造過程可以從單一的平面轉變可視化的三維動態(tài)圖形，更接近生產(chǎn)實際，它可直觀地檢查產(chǎn)品工作過程中相對運動及干涉原因，縮短了產(chǎn)品設計制造周期，可達到高效，快速，敏捷和一次試制成功的目的，有效地降低了設計制造成本。 運用基于三維特征造型軟件UG構造了產(chǎn)品的三維模型圖，將三維動態(tài)模擬，圖形學與機械產(chǎn)品模型，，直觀的描述了產(chǎn)品設計過程，大大節(jié)省了設計時間和設計周期。 ADAMS運動仿真 ADAMS，即機械系統(tǒng)動力

17、學自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，該軟件是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機分析軟件。目前，ADAMS已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù)1999年機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料，ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了51%的份額,現(xiàn)已經(jīng)并入美國MSC公司。 ADAMS軟件介紹 ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動力學方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。 ADAMS一方面是虛擬樣機分析的應用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析。另一方面，又是虛擬樣機分析開發(fā)工具，其開放性的程序結構和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具平臺。 用ADAMS做運功仿真 圖5.1 圖5.2 圖5.3 16 / 16