基于Solidworks的抓物機(jī)器車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動仿真【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

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日機(jī)器零件的設(shè)計(jì)相同的理論或方程可應(yīng)用在一個一起的非常小的零件上，也可用在一個復(fù)雜的設(shè)備的大型相似件上，既然如此，毫無疑問，數(shù)學(xué)計(jì)算是絕對的和最終的。他們都符合不同的設(shè)想，這必須由工程量決定。有時，一臺機(jī)器的零件全部計(jì)算僅僅是設(shè)計(jì)的一部分。零件的結(jié)構(gòu)和尺寸通常根據(jù)實(shí)際考慮。另一方面，如果機(jī)器和昂貴，或者質(zhì)量很重要，例如飛機(jī)，那么每一個零件都要設(shè)計(jì)計(jì)算。當(dāng)然，設(shè)計(jì)計(jì)算的目的是試圖預(yù)測零件的應(yīng)力和變形，以保證其安全的帶動負(fù)載，這是必要的，并且其也許影響到機(jī)器的最終壽命。當(dāng)然，所有的計(jì)算依賴于這些結(jié)構(gòu)材料通過試驗(yàn)測定的物理性能。國際上的設(shè)計(jì)方法試圖通過從一些相對簡單的而基本的實(shí)驗(yàn)中得到一些結(jié)果，這些試驗(yàn)，例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜的及現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)到的電壓、轉(zhuǎn)矩和疲勞強(qiáng)度。另外，可以充分證明，一些細(xì)節(jié)，如表面粗糙度、圓角、開槽、制造公差和熱處理都對機(jī)械零件的強(qiáng)度及使用壽命有影響。設(shè)計(jì)和構(gòu)建布局要完全詳細(xì)地說明每一個細(xì)節(jié)，并且對最終產(chǎn)品進(jìn)行必要的測試。綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)是一個非常寬的工程技術(shù)領(lǐng)域。例如，從設(shè)計(jì)理念到設(shè)計(jì)分析的每一個階段，制造，市場，銷售。以下是機(jī)械設(shè)計(jì)的一般領(lǐng)域應(yīng)考慮的主要方面的清單：最初的設(shè)計(jì)理念 受力分析 材料的選擇 外形 制造 安全性 環(huán)境影響 可靠性及壽命在沒有破壞的情況下，強(qiáng)度是抵抗引起應(yīng)力和應(yīng)變的一種量度。這些力可能是：漸變力 瞬時力 沖擊力 不斷變化的力 溫差如果一個機(jī)器的關(guān)鍵件損壞，整個機(jī)器必須關(guān)閉，直到修理好為止。設(shè)計(jì)一臺新機(jī)器時，關(guān)鍵件具有足夠的抵抗破壞的能力是非常重要的。設(shè)計(jì)者應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地確定所有的性質(zhì)、大小、方向及作用點(diǎn)。機(jī)器設(shè)計(jì)不是這樣，但精確的科學(xué)是這樣，因此很難準(zhǔn)確地確定所有力。另外，一種特殊材料的不同樣本會顯現(xiàn)出不同的性能，像抗負(fù)載、溫度和其他外部條件。盡管如此，在機(jī)械設(shè)計(jì)中給予合理綜合的設(shè)計(jì)計(jì)算是非常有用的。此外，顯而易見的是一個知道零件是如何和為什么破壞的設(shè)計(jì)師可以設(shè)計(jì)出需要很少維修的可靠機(jī)器。有時，一次失敗是嚴(yán)重的，例如高速行駛的汽車的輪胎爆裂。另一方面，失敗未必是麻煩。例如，汽車的冷卻系統(tǒng)的散熱器皮帶管松開。這種破壞的后果通常是損失一些散熱片，可以探測并改正過來。零件負(fù)載類型是一個重要的標(biāo)志。一般而言，變化的動負(fù)載比靜負(fù)載會引起更大的差異。因此，疲勞強(qiáng)度必須符合。另一個關(guān)心的方面是這種材料是否直或易碎。例如有疲勞破壞的地方不易使用易碎的材料。一般的，設(shè)計(jì)師要靠考慮所有破壞情況，其包括以下方面：應(yīng)力 應(yīng)變 外形 腐蝕 震動 外部環(huán)境破壞 緊固件的松脫零件的尺寸和外形的選擇也有很多因素。外部負(fù)荷的影響，如幾何間斷，由于輪廓而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和組合件干涉。材料的機(jī)械性能材料的機(jī)械性能可以被分成三個方面：物理性能，化學(xué)性能，機(jī)械性能。物理性能密度或比重、溫度等可以歸為這一類?；瘜W(xué)性能這一種類包括很多化學(xué)性能。其中包括酸堿性、化學(xué)反應(yīng)性、腐蝕性。其中最重要的是腐蝕性，在外行人看來，腐蝕性被解釋為在某處的零件抵抗腐蝕的能力。機(jī)械性能機(jī)械性能包括拉伸性能、壓縮性能、剪切性能、扭轉(zhuǎn)性能、沖擊性能、疲勞性能和蠕變。材料的拉伸強(qiáng)度可以通過試件的橫截面積出試件承受的最大載荷得到，這是在拉伸試驗(yàn)中，應(yīng)力沿Y軸，應(yīng)邊沿X軸變化的曲線。一種材料加載時開始發(fā)生變化的初值取決于負(fù)載的大小。當(dāng)負(fù)載去掉時可以看到變形消失。對于很多材料而言，在達(dá)到彈性極限的一定應(yīng)力值A(chǔ)之前，一直表現(xiàn)為這樣。在應(yīng)力-應(yīng)變圖中，這是可以用線性關(guān)系來描述的。這之后又一個小的偏移。 在彈性范圍內(nèi)，達(dá)到應(yīng)力的極限之前，應(yīng)力和應(yīng)變是成比例的，這被稱為比例極限Ap。在這個區(qū)域，零件符合胡克定律，即應(yīng)力與應(yīng)變是成比例的，在彈性范圍內(nèi)（材料能完全恢復(fù)到最初的尺寸，當(dāng)負(fù)載去掉時）。曲線中的實(shí)際點(diǎn)，比例極限在彈性極限處。這可以認(rèn)為是材料恢復(fù)初值時落后于前者。這種影響在不含鐵的材料中經(jīng)常提到。鐵和鎳有明顯的彈性范圍，而銅、鋅、錫等，即使在相對低的應(yīng)力下也表現(xiàn)為不完全彈性。實(shí)際上，能否清楚地分辯彈性極限和比例極限取決于測量設(shè)備的靈敏度。當(dāng)負(fù)載超過彈性極限時，塑性變形開始，逐漸的試件被硬化。變形比負(fù)載增加得更快時的點(diǎn)被稱成為屈服點(diǎn)Q。金屬開始抵抗負(fù)載轉(zhuǎn)變成快速變形，這時的屈服力成為屈服極限Ay。試件的延伸率 繼續(xù)由Q到T再到，在這種塑性流動時，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系在曲線上處于QRST區(qū)域。在點(diǎn)，試件破壞且這種負(fù)載稱為破壞負(fù)載。最大負(fù)載S除以試件初始的截面積，被定義為這種金屬的最終拉伸極限或試樣的拉伸強(qiáng)度Au。按邏輯說，在應(yīng)力不增加的情況下，一旦超出彈性極限，金屬開始屈服，并最終破壞。但是當(dāng)超出彈性極限后，在紀(jì)錄曲線上應(yīng)增大。這種變化主要有兩個原因：材料的應(yīng)力硬化由于塑性變形而引起的試件橫截面積的變小由于加工硬化，金屬塑性變化越大，硬化越嚴(yán)重。金屬拉伸越長，他的直徑（橫截面積）越小。直到到達(dá)點(diǎn)為止。點(diǎn)之后，減少的速率開始變化，超過了應(yīng)力增加的速率，應(yīng)變很大以至于在局部的某些點(diǎn)的面積減少，被稱為頸縮。橫截面積減少得非?？?，以至于抗負(fù)載的能力下降，即ST階段。破壞發(fā)生在T點(diǎn)。延伸率A和截面積變化率u被描述成材料的延展性和塑性：a=(L0-L)/L0*100%u=(A0-A)/A0*100%在這里，L0和L分別是試件的最初和最終長度，A0和A分別是試件的最初截面積和最終截面積。質(zhì)量保證與控制 產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)中最重要的。如果放任質(zhì)量惡化下去，生產(chǎn)者會很快發(fā)現(xiàn)銷售量銳減，可能從而會導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)的失敗。用戶期望他們買的產(chǎn)品質(zhì)量性能好，而且如果制造商想建立并維持其信譽(yù)，必須在產(chǎn)品制造前制造過程中及制造過程后進(jìn)行質(zhì)量控制和質(zhì)量保證。一般來說，質(zhì)量保證包括所有的活動，其包括質(zhì)量建立和質(zhì)量控制。質(zhì)量保證可以被分為三個主要領(lǐng)域，他們?nèi)缦滤觯褐圃熘暗脑牧系臋z查在制造加工過程中的質(zhì)量控制制造之后的質(zhì)量保證生產(chǎn)制造后的質(zhì)量控制包括保證書和面對產(chǎn)品用戶的服務(wù)。生產(chǎn)制造之前的原材料檢驗(yàn)質(zhì)量保證常常在實(shí)際生產(chǎn)制造之前就開始了。這些都是生產(chǎn)者在供應(yīng)原材料、散件或配件的車間里進(jìn)行檢驗(yàn)。生產(chǎn)制造公司的原材料檢驗(yàn)員到供應(yīng)廠并且檢查原材料及于制造的另配件。原材料檢驗(yàn)為生產(chǎn)者提供了一次機(jī)會，那就是在原料及散件被運(yùn)到生產(chǎn)車間之前先進(jìn)行挑選淘汰。原料檢察員的責(zé)任是去檢查原料和零件是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)格并且淘汰那些未達(dá)到特殊指標(biāo)的原料。原料檢驗(yàn)有很多于檢查產(chǎn)品相同的檢驗(yàn)。其如下所述：目測冶金測試尺寸測試 損傷檢驗(yàn)性能檢驗(yàn)?zāi)繙y目測檢驗(yàn)一種產(chǎn)品或原料的某些特征，如顏色、紋理、表面光潔度或部件的總體外觀，從而判斷其是否具有明顯的缺損。冶金測試冶金測試常常是原料間嚴(yán)厲的一個很重要的部分，尤其是像棒料、建筑材料毛坯一些原材料。金屬測試包含所有主要的檢驗(yàn)類型，其中有目測，化學(xué)檢驗(yàn)，光譜檢驗(yàn)和機(jī)械性能檢驗(yàn)，其包括硬度、伸縮性能、剪切性能、壓縮性能和合成成分的光譜分析。冶金測試既可用于成品件也可用于預(yù)制件。尺寸檢驗(yàn)質(zhì)量控制的一些領(lǐng)域是重要的生產(chǎn)件的要求尺寸。尺寸在檢驗(yàn)過程中，像其在生產(chǎn)過程中一樣重要。如果這些零件是為總成供應(yīng)的，那尺寸尤其嚴(yán)格。一些尺寸在生產(chǎn)車間用標(biāo)準(zhǔn)測量工具進(jìn)行檢驗(yàn)，像特種接頭、造型和需求的功能標(biāo)準(zhǔn)度量。符合尺寸規(guī)格對所制造多部件的互換性和對多部件成功組裝成復(fù)雜的裝置，如汽車、輪船、飛機(jī)和其他多部件產(chǎn)品都地極其重要的。損傷檢驗(yàn)在一些情況下，對原材料或零部件采取損傷測試的原始測驗(yàn)是很必要的。特別是涉及到大批的原材料時。例如，在被運(yùn)到生產(chǎn)車間作最終機(jī)器之前，對鑄件進(jìn)行X-射線、電磁離子、染色滲透劑技術(shù)的探傷是很必要的，又對機(jī)器總成的電子或持久運(yùn)作測試而確定的規(guī)格，是無損測試的又一例證。有時，對材料及零件的測試是很必要的，但由于無損測試的花費(fèi)和成本及時間不是任何時候都允許的。例如，有壓力測試決定在設(shè)計(jì)中其是否安全。損傷測試經(jīng)常用于設(shè)計(jì)樣機(jī)的測試，而不是原材料或零件的常規(guī)檢驗(yàn)。一旦設(shè)計(jì)達(dá)到了所希望的材料強(qiáng)度，通常對零件做進(jìn)一步的損傷測試是不必要的，除非他們確實(shí)存在疑點(diǎn)。 性能測試 性能測試在零部件被其他產(chǎn)品被安裝之前，檢查部件的功能，尤其是那些機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜的部件。例如電子設(shè)備零件，飛機(jī)和汽車發(fā)動機(jī)，泵、閥及其他需要在裝運(yùn)和最后安裝前進(jìn)行性能測驗(yàn)的機(jī)械系統(tǒng)。