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液壓驅(qū)動機械設(shè)計及仿真研究論文
摘要：驅(qū)動機械發(fā)揮的作用不斷加重，使得更多的設(shè)計人員參與到機械的設(shè)計和仿真研究工作中來。本文根據(jù)筆者長時間對機械工作的總結(jié)和研究，對機械設(shè)計和仿真技術(shù)進行了深入思考，并對其如何指導實際工作，如何合理設(shè)計進行了細致地分析。
關(guān)鍵詞：液壓驅(qū)動；機械；仿真設(shè)計
隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，液壓驅(qū)動機械在生產(chǎn)活動中發(fā)揮著越來越重要的作用。機械可以代替人類從事危險、繁重、重復的工作，大大提高了工作效率和精度。液壓驅(qū)動機械設(shè)計及其仿真的深入研究可以更加有效地發(fā)揮機械的作用，減少人類的工作負擔。在設(shè)計研究階段，需要將多方面的內(nèi)容考慮在內(nèi)，計算機技術(shù)、仿真技術(shù)、工作原理等多個板塊內(nèi)容整合在一起。本文研究的內(nèi)容重點在機械的具體設(shè)計和如何在SolidWorks軟件中實現(xiàn)對機械部件的仿真模擬。
一、機械設(shè)計研究的必要性
復雜的液壓機械是在計算機程序的操控下進行一系列自動化操作，完成預定指令和預定任務(wù)。機械設(shè)計是機械性能好壞的關(guān)鍵，合理的設(shè)計可以大大簡化機器人的工作程序，加快速度，減少資源和能源的浪費。機器的思維方式是程序，是起初的設(shè)計方案。出色的設(shè)計可以減少生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量，增加收益，反之，得不到預計效果，影響整體發(fā)展水平。現(xiàn)代社會正處于快速發(fā)展階段，各國制造行業(yè)得到了快速地發(fā)展，不同領(lǐng)域的技術(shù)和設(shè)備都展開了長期競賽，使得簡單、粗糙的成品地位不斷下降。我國機械發(fā)展得到了空前提高，計算機技術(shù)獲得快速發(fā)展，國內(nèi)技術(shù)設(shè)計者也可以創(chuàng)造出世界一流水平的產(chǎn)品。為了更加快速地整個發(fā)展領(lǐng)域的實力，必須加大對機械設(shè)計的研究力度，從多個技術(shù)層面和空間發(fā)展機械動力，使得液壓驅(qū)動機械在實際生產(chǎn)生活中發(fā)揮更加突出的作用。機械設(shè)計研究的意義在于提高精準性，實現(xiàn)簡易化操作。國內(nèi)機械設(shè)計的過程中主要考慮到機械設(shè)計、實體建模以及計算機技術(shù)的綜合運用。機械設(shè)計階段需要根據(jù)自身的工作需要以及機械給實際工作來的便利來思考如何進行設(shè)計。機械的不同部位也需要進行不斷改進性的探索，尤其是是運動路線和傳遞路線。總之，機械設(shè)計的目的是簡化機械運動的步驟，方便操作者的生產(chǎn)使用。具體的機械設(shè)計還會有具體的設(shè)計細則規(guī)定，必須按照規(guī)定合理性設(shè)計，否則就可能走彎路，影響企業(yè)效益。
二、SolidWorks軟件如何實現(xiàn)驅(qū)動機械零件的仿真模擬
SolidWorks軟件是一款專門為驅(qū)動機械的設(shè)計服務(wù)的軟件。通過這款軟件，設(shè)計者可以清晰地看到機械具體的運作情況，進而將其中不合理或是不簡潔的部分剔除，進行重新設(shè)計。SolidWorks軟件系統(tǒng)對理論要求比較低，可以直觀、快速、簡潔的觀看機械運動的效果，給從業(yè)者提供了巨大的幫助。機械設(shè)計應(yīng)該從理論層面進行分析，對曲面、圓弧以及旋轉(zhuǎn)、拉伸等多種特殊造型進行精細化考慮，力求設(shè)計的機械產(chǎn)品簡潔高效。具體分析幾種常見的模型造型：第一：爪型。在軟件的“草圖繪制”命令下找到爪型圖案，并對爪型按照機械的設(shè)計要求進行進一步的改動。在改動的過程中，可以在任何一個方向上進行伸縮變化，角度旋轉(zhuǎn)變換，也可以添加其他的圖形進行圖形合并，設(shè)計出新的造型。總之，設(shè)計者利用軟件中的基本元素進行后期處理達到機械設(shè)計的目的，合理表達機械運動的部件。軟件可以顯示具體的長度、角度以及傾斜度，設(shè)計者應(yīng)該在設(shè)計中對爪型部件的各個要素進行明確規(guī)定，這樣才可以在軟件展示中得到應(yīng)有的效果。第二：齒輪。齒輪是多種基本圖形的綜合設(shè)計圖。齒輪的規(guī)格、形狀以及具體的用途十分寬泛，齒輪模型也需要設(shè)計者進行修改。在修改過程中，需要選擇基準線、基準面同時配合多種拉伸、旋轉(zhuǎn)、混合技術(shù)，甚至通過顏色深淺的不同進行齒輪不同位置的設(shè)計，以便更好的達到利用效果。齒輪是驅(qū)動機械中不同部件相互作用的關(guān)鍵性連接點，需要設(shè)計者從三個角度設(shè)計好齒輪的規(guī)格，提高制作工藝。第三：螺絲。為了機械后期維修的便捷性，復雜的機械設(shè)備也需要進行采用螺絲連接不同板塊，使得各個相對獨立的整體形成一個完整性的驅(qū)動設(shè)備。SolidWorks軟件的螺絲設(shè)計模型是按照我國《機械設(shè)計手冊設(shè)計》要求的，可以較好的適用于較多的機械場合。軟件呈現(xiàn)的是三維效果，螺絲設(shè)計是否得當，各個部件是否很好的切合在一起就可以直接看出來。除此之外，機械設(shè)計過程中還會遇到更多、更復雜的模型，設(shè)計者都應(yīng)進行精密性的計算和規(guī)劃，否則就無法達到產(chǎn)品要求的質(zhì)量。軟件不僅可以將各個精細的部件表現(xiàn)到位，還可以實現(xiàn)機械的動態(tài)模擬，幫助設(shè)計者在動態(tài)流程中發(fā)現(xiàn)不足設(shè)計的不足。軸承、螺柱等都是精密的部件，并且不同部位的具體設(shè)計尺寸存在著差別，需要具體問題具體分析。軟件可以為機械設(shè)計者提供準確、清晰的仿真依據(jù)和仿真模型，為設(shè)計者提供直接性的幫助。在可視化的軟件中，機械的設(shè)計內(nèi)容可以在不同角度得到完美展示，對機械設(shè)計的改造也可以起到提示作用。
三、有限元法輔助機械設(shè)計
有限元法可以有效地支出設(shè)計者進行創(chuàng)新性設(shè)計。有限元法將眾多數(shù)據(jù)問題轉(zhuǎn)為為數(shù)學問題，利用計算機數(shù)學模型的計算處理能力，快速將大批量數(shù)據(jù)處理為具體的動態(tài)分析模型。復雜機械設(shè)計可以利用有限元法將困難的模型分離開，并逐個進行研究，以便順利完成整個模型的設(shè)計。分析有限元的過程是計算機軟件分析過程，在這個過程中材料的選取、零件的位置以及約束條件都會被一一表示出來，對應(yīng)力和變力的處理能力和承受能力也會進行數(shù)據(jù)測試，并形成一個整體效果圖，供設(shè)計者進行二次改進或是簡化，以便提高工作效率。機械中的小部件和零碎部件的分析需要十分關(guān)注。驅(qū)動機械質(zhì)量問題的源頭往往是小部件引起。個別部件的損壞將給整個設(shè)計帶來嚴重的后果，因此，需要在設(shè)計中充分重視小部件的設(shè)計合理性，對小部件的應(yīng)力和受力情況進行正確的分析，以便在使用中不會超出其承受范圍。
四、結(jié)束語
在液壓機械越來越重要的今天，機械設(shè)計及其仿真的研究對機械設(shè)計的突破性創(chuàng)造有著十分重要的意義。加大對液壓機械的關(guān)注力度，擴大研究投資都可以有效地支持液壓機械的設(shè)計發(fā)展，為液壓機械的設(shè)計技術(shù)提供更好的平臺，使得我國的機械設(shè)計和研究能力不斷突破。
參考文獻:
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