基于PROE的電液塊式制動器三維設(shè)計(jì)【說明書+CAD+PROE+仿真】

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The brake is used in mechanism or machine to slow or stop the operation of the device, is sometimes used as a regulating and limiting mechanism or machine movement speed, it is to ensure that the body or machine safety work important component. Brake friction type, hydraulic type and electromagnetic etc. This paper is aimed at the hydraulic power brake block design. Use of mechanical design and kinematics of the knowledge, the braking system data for design, on the basis of this, the drive and brake spring component selection, and then to the brake shoe design, finally, the designed parts modeling and connection, generate simple brake. Key words: Pro/E; brake; modeling; connection II 目錄 摘 要 .I 目錄 .III 前 言 .V 1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展 .1 1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展 .1 1.2 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在各方面的應(yīng)用 .1 1.2.1 制造業(yè)中的應(yīng)用 .1 1.2.2 工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 .2 1.2.3 和電子電路方面的應(yīng)用 .3 1.2.4 仿真模擬和動畫制作 .3 1.2.5 其他應(yīng)用 .4 1.3 PRO/E 軟件與傳統(tǒng)二維計(jì)算機(jī)輔助軟件的比較 .4 2 電力液壓快式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .7 2.1 分類與性能 .7 2.1.1 結(jié)構(gòu)形式 .7 2.2 電力液壓塊式制動器 .8 2.2.1 型號與標(biāo)記 .8 2.2.2 工作條件 .9 2.3 制動器的計(jì)算 .10 2.3.1 制動力矩的計(jì)算 .10 2.4 塊式制動器各零部件的設(shè)計(jì)與選用 .14 2.4.1 制動瓦塊的計(jì)與選用 .14 2.4.2 制動襯塊的設(shè)計(jì)與選用 .15 2.4.3 銷的設(shè)計(jì)與選用 .16 2.4.4 螺紋的選用 .16 III 2.4.5 摩擦與潤滑 .17 3 電力液壓塊式制動器的建模 .19 3.1 電力液壓塊式制動器底座建模 .19 3.2 電力液壓塊式制動器制動臂的建模 .23 3.3 電力液壓塊式制動器制動瓦塊的建模 .25 3.4 電力液壓塊式制動器拉桿的建模 .27 3.5 電力液壓塊式制動器彈簧及彈簧座的建模 .29 3.6 電力液壓塊式制動器杠桿單臂的建模 .31 4 電力液壓塊式制動器的裝配聯(lián)接 .32 4.1 建立彈簧組件 .32 4.2 建立制動瓦的聯(lián)接 .34 4.3 建立制動器主臂的聯(lián)接 .36 4.4 制動器副臂的聯(lián)接 .37 4.5 制動器杠桿的聯(lián)接 .38 4.6 總裝配 .40 4.7 制作動畫 .45 5 三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展前景 .46 結(jié)束語 .49 致 謝 .51 參 考 文 獻(xiàn) .52 IV 前言 機(jī)械制造業(yè)是國家工業(yè)體系中的基礎(chǔ)行業(yè)，在信息化快速發(fā)展的今天， 作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的 PRO/E 在產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)中，起到了重要的作 用。同時(shí)該類軟件的應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的 變化，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 美國 PTC 公司的 PRO/E 軟件自誕生那一天起，就引領(lǐng)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，將 一場深刻的變化帶進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。其優(yōu)勢在航空航天、汽車工 業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動器 械等制造業(yè)的廣泛、深入應(yīng)用就能得到生動的說明。相關(guān)聯(lián)的據(jù)庫、參數(shù) 化設(shè)計(jì)基于特征的實(shí)體模型化、以及多兼容的數(shù)據(jù)接口等，都是 PRO/E 的 最大特點(diǎn)。建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上的特點(diǎn)令數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)結(jié) 合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠在各個(gè)階段稱為一個(gè)完整一體的過程。工程 設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒 角及圓角等特征，可以輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了 在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。該軟件的多數(shù)據(jù)的接口可以與多種 CAE/CAM 軟件的的連接應(yīng)用。而我國的三維設(shè)計(jì)起步較晚，但是經(jīng)過近幾年 的發(fā)展，正在世界繁榮的設(shè)計(jì)環(huán)境下蓬勃的發(fā)展著。 有限元分析的基本思想是將一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題簡化為離散的 有限自由度問題求解的一種數(shù)值方法。物體被離散后通過對其中各個(gè)單元 進(jìn)行單元分析，最終得到整個(gè)物體的分析。這類如 ANSYS 的軟件與 PRO/E 的結(jié)合應(yīng)用使兩者的優(yōu)勢能夠互補(bǔ)，更加解放了人的勞動，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā) 展。 在機(jī)械加工中，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)合理性以及產(chǎn)品的動態(tài) 展現(xiàn)，都離不開動態(tài)仿真的協(xié)助。作為 PRO/E 動態(tài)仿真的的高級應(yīng)用，在 論文中也相應(yīng)作了介紹與演示。特別是在減速箱的模擬裝配的實(shí)例應(yīng)用。 另外，本課題通過舉例等方法闡述了 PRO/ENGINEER 在三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域里 的應(yīng)用價(jià)值及應(yīng)用前景，及以后的發(fā)展趨勢。 V 總之在信息化的今天，在設(shè)計(jì)手段不斷更新，發(fā)展的國際大環(huán)境里， 像 PRO/E 這類三維軟件肯定會向著更加智能，功能更加全面，更加具有人 性化的的方向發(fā)展。從事機(jī)械行業(yè)的工作者，要不斷關(guān)注其發(fā)展，使其在 自己的發(fā)展中起到應(yīng)有的作用。 0 1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展 1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design）是由計(jì)算機(jī)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì) 中的計(jì)算、分析、模擬、制圖、編制技術(shù)文件等工作,由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)人 員完成產(chǎn)品的全部設(shè)計(jì)過程,最后輸出滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果和產(chǎn)品圖紙的一種機(jī) 械設(shè)計(jì)方法。它是最近幾十年來迅速發(fā)展起來并得到廣泛應(yīng)用的多學(xué)科綜 性的新技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用適應(yīng)了當(dāng)前產(chǎn)品需提高設(shè)計(jì)質(zhì)量, 快速更新?lián)Q代的需求。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)從上世紀(jì) 50 年代末，伴隨著計(jì) 算機(jī)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的增強(qiáng)和儲存管式圖形顯示技術(shù)的出現(xiàn)而產(chǎn) 生。如今 CAD 技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了 60 多年，并且正以強(qiáng)大的沖擊力，影響改變 著工業(yè)生產(chǎn)，直至社會的各個(gè)方面，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程、工業(yè)技術(shù)方法發(fā) 生了深刻的變革。常見的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件可以分為二維軟件與三維軟 件兩種，它們在功能與效率上相差很大。 Pro/e 軟件作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中非常重要的一款三維設(shè)計(jì)軟件，它所 具有的功能是計(jì)算機(jī)發(fā)揮輔助設(shè)計(jì)功能、提高設(shè)計(jì)效率的重要基礎(chǔ)。 1.2 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在各方面的應(yīng)用 1.2.1 制造業(yè)中的應(yīng)用 1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，其中以機(jī)床、汽車、飛 機(jī)、船舶、航天器等制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛、深入。眾所周知，一個(gè)產(chǎn)品的 設(shè)計(jì)過程要經(jīng)過概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個(gè) 主要階段。同時(shí)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將并行工程的概念引入到整個(gè)設(shè)計(jì)過程中， 在設(shè)計(jì)階段就對產(chǎn)品整個(gè)生命周期進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)將設(shè)計(jì)、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于 一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)?，F(xiàn)在較常用的軟件有 UG II、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid 等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)主要運(yùn)行在圖形工作站平臺上。在 PC 平臺上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件主要有 Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge 等。 1.2.2 工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面: （1） 建筑設(shè)計(jì)，包括方案設(shè)計(jì)、三維造型、建筑渲染圖設(shè)計(jì)、平面布 景、建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)、小區(qū)規(guī)劃、日照分析、室內(nèi)裝潢等各類計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì)應(yīng)用軟件。 （2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括有限元分析、結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)、框/排架結(jié)構(gòu)計(jì)算 和分析、高層結(jié)構(gòu)分析、地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工等。 （3） 設(shè)備設(shè)計(jì)，包括水、電、暖各種設(shè)備及管道設(shè)計(jì)。 （4） 城市規(guī)劃、城市交通設(shè)計(jì)，如城市道路、高架、輕軌、地鐵等市 政工程設(shè)計(jì)。 （5） 市政管線設(shè)計(jì)，如自來水、污水排放、煤氣、電力、暖氣、通信 （包括電話、有線電視、數(shù)據(jù)通信等）各類市政管道線路設(shè)計(jì)。 2 （6） 交通工程設(shè)計(jì)，如公路、橋梁、鐵路、航空、機(jī)場、港口、碼頭 等。 （7） 水利工程設(shè)計(jì)，如大壩、水渠、河海工程等。 （8） 其他工程設(shè)計(jì)和管理，如房地產(chǎn)開發(fā)及物業(yè)管理、工程概預(yù)算、 施工過程控制與管理、旅游景點(diǎn)設(shè)計(jì)與布置、智能大廈設(shè)計(jì)等。 1.2.3 在電子電路方面的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)最早曾用于電路原理圖和布線圖的設(shè)計(jì)工作。目 前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已擴(kuò)展到印刷電路板的設(shè)計(jì)（布線及元器件布局） ，并在集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)制造中大顯 身手，并由此大大推動了微電子技術(shù)和計(jì)算及技術(shù)的發(fā)展。 1.2.4 仿真模擬和動畫制作 應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以真實(shí)地模擬機(jī)械零件的加工處理過程、 飛機(jī)起降、船舶進(jìn)出港口、物體受力破壞分析、飛行訓(xùn)練環(huán)境、作戰(zhàn)方針 系統(tǒng)、事故現(xiàn)場重現(xiàn)等現(xiàn)象。在文化娛樂界已大量利用計(jì)算機(jī)造型仿真出 逼真的現(xiàn)實(shí)世界中沒有的原始動物、外星人以及各種場景等，并將動畫和 實(shí)際背景以及演員的表演天衣無縫地合在一起，在電影制作技術(shù)上大放異 彩，拍制出一個(gè)個(gè)激動人心的巨片。 3 1.2.5 其他應(yīng)用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)除了在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用外，在輕工、紡織、家 電、服裝、制鞋、醫(yī)療和醫(yī)藥乃至體育方面都會用到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。 1.3 Pro/e 軟件與傳統(tǒng)二維計(jì)算機(jī)輔助軟件的比較 傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要是提供方便的設(shè)計(jì)工具和手段來輔助設(shè) 計(jì), 缺乏分析問題和解決問題的能力, 適用于解決算法型或確定型的任務(wù) 問題。近幾年來, 為了克服傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的不足, 人們將人工智能 和專家系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng), 進(jìn)行了智能計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的研究。眾所周知, 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但涉及到一系列的計(jì)算公式、許 多的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及制圖技術(shù), 而且還要用到許多非數(shù)值的經(jīng)驗(yàn)性知 識, 如開始的概念設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的初步設(shè)計(jì)則要求設(shè)計(jì)專家憑借知識和經(jīng)驗(yàn) 來思考、推理和判斷； 而設(shè)計(jì)過程最一個(gè)從“設(shè)計(jì)- 評價(jià)- 再設(shè)計(jì)直到產(chǎn) 生最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果”的反復(fù)過程, 這就更需要設(shè)計(jì)專家具有一定的知識性經(jīng) 驗(yàn), 也就驅(qū)使著專家系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)合。很顯然, 概念設(shè)計(jì) 是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中最重要的一個(gè)階段, 這一階段是設(shè)計(jì)創(chuàng)造性最為集中的 部分, 這一部分與問題的表達(dá)和理解的正確與否, 所提方案的優(yōu)劣以及評 價(jià)和決策的適當(dāng)與否等有關(guān), 它決定了最終設(shè)計(jì)的特色、水平和效益。傳 統(tǒng)的二維 CAD 系統(tǒng)起源于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，其智能定位于圖樣繪制，沒有從 本身的需求來考慮，大多數(shù)停留在電子圖版的水平。設(shè)計(jì)者用二維 CAD 系 4 統(tǒng)來記錄設(shè)計(jì)結(jié)果，設(shè)計(jì)活動只活動在設(shè)計(jì)者的頭腦之中，當(dāng)設(shè)計(jì)者應(yīng)用 二維 CAD 系統(tǒng)的時(shí)候，設(shè)計(jì)差不多已經(jīng)結(jié)束。其局限性表現(xiàn)如下： (1) 只是一個(gè)繪圖工具而并非設(shè)計(jì)工具，不能幫助設(shè)計(jì)者定義設(shè)計(jì)關(guān)系和設(shè) 計(jì)約束，更不能儲存和保持設(shè)計(jì)關(guān)系。 (2) 沒有可變型的產(chǎn)品模型。 (3) 不支持設(shè)計(jì)的全過程，只能完成繪圖等對提高企業(yè)競爭力不很重要的工 作。 (4) 缺乏智力性，只記錄幾何數(shù)據(jù)，缺乏語義信息，不能有效表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。 (5) 對產(chǎn)品缺乏完善的分析系統(tǒng)和檢索機(jī)制。 由于概念設(shè)計(jì)的重要性, 一些學(xué)者提出了基于決策的概念設(shè)計(jì)過程模 型, 并且用超文本做了技術(shù)實(shí)現(xiàn)。與過去的設(shè)計(jì)方法學(xué)模型相比, 決策模 型并不規(guī)定設(shè)計(jì)過程應(yīng)該怎樣,設(shè)計(jì)師自始至終控制著設(shè)計(jì)的流程, 具有更 大的靈活性； 與形式化模型相比, 決策模型并不被動地模擬設(shè)計(jì)過程, 而 是抽取關(guān)鍵的語義和聯(lián)系, 用以描述和支持設(shè)計(jì)過程, 與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)方法相比, 它不僅記錄設(shè)計(jì)的結(jié)果, 更強(qiáng)調(diào)記錄和表達(dá)設(shè)計(jì)的過程。 總之, 智能化是機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中極具有前途的研究領(lǐng)域。 Pro/Engineer 能較好地完成挖掘機(jī)零部件的三維造型，三維造型時(shí)常用以 下方法: 對形狀比較規(guī)則的簡單零件，利用三維軟件自帶的標(biāo)準(zhǔn)幾何體 （方形、圓柱、圓管、圓錐和球、溝槽）庫，直接生成零件實(shí)體，如方板、 光軸、軸套等。 繪制最能反映零件基本特征的幾何草圖，經(jīng)拉伸、旋轉(zhuǎn)生成三 維實(shí)體。 5 沿路徑配置的二維幾何圖形經(jīng)掃描，蒙皮生成曲面形實(shí)體。 從草圖入手建模 設(shè)計(jì)者根據(jù)設(shè)計(jì)的要求用手勾畫出理想的結(jié)構(gòu) 形狀，然后賦予每一條曲線以尺寸約束或幾何約束，使曲線按照設(shè)計(jì)者的 意圖去更新交換，生成參數(shù)化特征的實(shí)體建模。從草圖入手建模很容易實(shí) 現(xiàn)參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)，是挖掘機(jī)最理想的建模方式。 利用三維實(shí)體間的布爾運(yùn)算（交、并、補(bǔ)） ，將多個(gè)簡單零件組 合成一體，生成新的實(shí)體等等，且生成的實(shí)體模型均采用參數(shù)化特征造型。 以下是基于特征及參數(shù)化的設(shè)計(jì)的實(shí)例，從中我們可以加深 PRO/E 在 產(chǎn)品構(gòu)件中的優(yōu)勢的直觀了解。 圖 1 拉伸特征 6 2 電力液壓快式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 分類與性能 2.1.1 結(jié)構(gòu)形式 制動器是使機(jī)械中的運(yùn)動件停止或減速的機(jī)械零件。俗稱剎車或閘。 制動器主要由制動架、制動件和操縱裝置等組成。有些制動器還裝有制動 件間隙的自動調(diào)整裝置。為了減小制動力矩和結(jié)構(gòu)尺寸，制動器通常裝在 設(shè)備的高速軸上，但對安全性要求較高的大型設(shè)備則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作 部分的低速軸上。 制動器名 稱、型式 優(yōu)缺點(diǎn) 使用范圍及選用注意事項(xiàng) 直流電磁 鐵長行程 塊式制動 器 可靠性高制動平穩(wěn)沖擊 小壽命長動作慢，耗電量 大質(zhì)量和外形尺寸大，須 直流電。 用于操作不頻繁并容量大 的場合（每小時(shí)在 600 次 以下）無直流電源，電力 供應(yīng)緊張的工況不宜選用。 直流電磁 鐵短行程 塊式制動 器 動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 穩(wěn)定可靠，耐用性好，有 沖擊，松閘能量小，須直 流電。 可用于頻繁操作，連續(xù)點(diǎn)動 和工作環(huán)境較惡劣的場合， 要求可靠性高。 電磁液壓 塊式制動 器 動作平穩(wěn)，迅速，噪音小， 壽命長，能自動補(bǔ)償自動襯 片磨損的間隙，不需要經(jīng)常 用于頻繁制動和可靠性要求 高的場合，壽命短，易漏油， 寒冷地方需要更換耐低溫的 7 調(diào)整及維修。 油 質(zhì)。 電力液壓 塊式制動 器 動作平穩(wěn)，噪聲小，壽命長， 尺寸小，質(zhì)量輕。 用于起重機(jī)的各種機(jī)構(gòu)，運(yùn) 輸機(jī)械，軋鋼機(jī)械，礦山機(jī) 械等設(shè)備，用途范圍最廣。 2.1.2 分類及特性 任何制動系統(tǒng)都具有以下三個(gè)基本組成部分： （1）供能裝置 包括供給，調(diào)節(jié)制動所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的 各種部件。 （2）控制裝置，包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各種部件。 （3）傳動裝置，包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€(gè)部件。 制動器可以分為摩擦式和非摩擦式兩大類。摩擦式制動器。 制動件與運(yùn)動件之間的摩擦力制動。按制動件的結(jié)構(gòu)形式又可以分為外包 塊式、內(nèi)張?zhí)闶街苿悠?、帶式制動器、盤式制動器等；按制動件所處工作 狀態(tài)還可以分為常閉式和常開式制動器。非摩擦式制動器，主要有磁粉 式制動器，磁渦流制動器。 2.2 電力液壓塊式制動器 2.2.1 型號與標(biāo)記 .標(biāo)記事例 實(shí)例制動輪直徑為mm，推動器額定推力為 1250N,制動力矩代 8 號為 2，彈簧的側(cè)面垂直布置的電力液壓塊式的標(biāo)記： 制動器 YWL10012501 JB/T 6406.11992 引用標(biāo)準(zhǔn) GB 699 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 技術(shù)條件 GB 700 碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB 755 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 基本技術(shù)要求 GB 1222 彈簧鋼 GB 1239.4 熱卷圓柱螺旋彈簧 技術(shù)條件 GB 6333.2 塊式制動器制動瓦塊 GB 6332.3 塊式制動器制動襯墊 GB 9439 灰鑄鐵件 2.2.2 工作條件 制動器的電源為三相交流電；額定為 50HZ，額定的電壓為 380V，允許 電壓波動為：上限不超過額定電壓的百分之 10，下限不低于額定電壓的百 分之 85 制動器的推動器分為 S1 工作制 S3 工作制兩種，S3 工作制時(shí)的負(fù)載持續(xù) 為百分之 40 到百分之 60 制動器正常使用時(shí)，適合的環(huán)境溫度為-25-40 度，24h 內(nèi)的平均溫度不 得超過 35 度。 制動器工作環(huán)境中不得有易燃，易爆及腐蝕性的氣體 制動器底座為水平安裝 2.2.3 技術(shù)要求 9 制動襯塊的固定工作方式按 JB/T 7021.21993塊式制動器 制動瓦 和 JB/T7021.31993塊式制動器 制動襯塊的規(guī)定。 制動器上具有相對擺動的鉸點(diǎn)均應(yīng)設(shè)減磨軸承，軸承的配合應(yīng)符合 有 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 制動器制動瓦應(yīng)具有隨位性。 制動器應(yīng)具有可靠的退距均等裝置，以保證制動器在正常釋放狀態(tài)下， 兩側(cè)退距基本相等。 制動器在允許的最大瓦塊退距下工作時(shí)，推動器工作行程不得不超過 推動器額定行程的百分之 90。 精度要求 制動器在額定負(fù)載下閉合時(shí)，其制動襯塊與制動輪的貼合面積，對于 壓制成型的硬質(zhì)，半硬質(zhì)襯塊應(yīng)不小于設(shè)計(jì)面積的百分之 50；對于軟 質(zhì)襯塊應(yīng)不小于設(shè)計(jì)面積的百分之 70。 制動襯塊外湖面與制動瓦內(nèi)弧面之間的裝配間隙，在任意處不應(yīng)大于 0.5mm。 2.3 制動器的計(jì)算 2.3.1 制動力矩的計(jì)算 B 點(diǎn)作用力 F=50 拉桿 T 將前后制動梁連接在一起，并將 B 點(diǎn)的作用力經(jīng)過杠桿放大后傳給 制動梁。 力 T 按下式計(jì)算： 10 T=F =4043L 這樣經(jīng)過兩級杠桿的放大和傳遞，前后制動梁和閘瓦，最后轉(zhuǎn)變成整個(gè)制 動器施加給制動輪的正壓力 N1,N2。 N1= F =401.2=4843L5 N2= F =400.8=326 根據(jù)制動器的實(shí)際結(jié)構(gòu)，比值稍大于 1，而筆直稍小于 1，因而都可以近似 的取作 1，則由正壓力 N1,N2 所產(chǎn)生的摩擦力矩為 M=2fF =20.3500.830=72043L2D 式中 M正壓力 N1，N2 產(chǎn)生的摩擦力矩 f閘瓦對制動輪的摩擦系數(shù)，木質(zhì)閘瓦 f=0.35，石棉閘瓦 f=0.3 思 考到杠桿系統(tǒng)的傳動比，則實(shí)際制動的力矩 M 為 M=M =7200.9=648 式中 杠桿系統(tǒng)的傳遞速度，取 =0.9 D制動輪直徑，m 摩擦片上最大單位壓力位于 角處：)sin()90(cos)cs( 11xx 摩擦片上單位壓力的分配： )maxp 位于與 x-x 成 角處。maxP 單位壓力在 x、y 方向上分解： P 分解為： cosPxinycos)(max 11 )cos(inmaxPy 對整個(gè)蹄片 x-x 方向上合力為： 2rdbxx cos)in(1maxP 同樣 y-y 方向上合力為： cos)sin(21maxrbPy 合力角度 xyctg tgsin)i(1ttgc 等效壓力： 或2yxPcxos/ 方向通過 ， crbs/)in(1ma 以上是固定銷式求合力的方法（含合力的角度 ）c 摩擦力矩： ，crPT c 為常數(shù)； 另外，摩擦力矩 T 還可以用分方法求： 12 ）rdbPrT2 cos2in2maxPrc/s)in(1max rdbPrT2 os2in2max2Prb cos)in(212s maxax2rbPrPTccosinscrPOZM 13 2.4 塊式制動器各零部件的設(shè)計(jì)與選用 2.4.1 制動瓦塊的計(jì)與選用 引用標(biāo)準(zhǔn) JB/T 7021.1 塊式制動器 連接尺寸 JB/T 7021.3 塊式制動器 制動襯墊 14 2.4.2 制動襯塊的設(shè)計(jì)與選用 材料的選用注意事項(xiàng) 要具有一定的穩(wěn)定的摩擦因數(shù)， 要具有良好的耐磨性 要有盡可能小的壓縮率和膨脹率 制動時(shí)不易產(chǎn)生噪聲，對環(huán)境無污染 表 1 制動塊選型 表 2 制動塊尺寸 15 2.4.3 銷的設(shè)計(jì)與選用 銷主要用于定位，即固定零件之間的互相位置，是組合加工和裝配的主 要輔助零件。也由于軸和輪轂或其他零件的鏈接，并傳遞不大的載荷，還 可以用來做安全裝置中的過載剪短元件。 按銷形狀的不同，可以分為圓柱銷和圓錐銷以及異形銷。 圓柱銷利用微量過盈裝配在鉸制的銷孔中，多次裝拆會松動，降低定 位的精確性和連接的緊固性。 圓錐銷有 1：50 的錐度，在受橫向力時(shí)可以自鎖，靠錐度緊密裝配在 鉸制的銷孔中，可以多次裝拆而不影響定位的精確性。 開尾圓錐銷主要用于受沖擊或振動載荷的情況下，可以防止松動。 開口銷具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，拆卸方便的特點(diǎn)，是一種防松零件， 主要用于螺紋及其他緊固件的放松，不能用于定位，常用低碳鋼絲制造。 定位銷通常不受載荷或受很小的載荷，其尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)從標(biāo)準(zhǔn)中選取， 承受載荷的銷一般根據(jù)使用和結(jié)構(gòu)要求選擇器類型和尺寸。 用做連接的銷通常受到擠壓和剪切，有時(shí)還受彎曲，定位銷一般不受 載荷或只受很小的載荷，其尺寸須按過載被剪斷的條件來決定。 銷的材料一般用抗拉強(qiáng)度不低于 500600Mpa 的碳素鋼，常用材料為 35，45，其許用剪切應(yīng)力為 80Mpa。 2.4.4 螺紋的選用 普通螺栓連接被鏈接的件不太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶螺紋， 螺桿穿過通孔與螺母配合使用，裝配后孔與桿間有間隙，并在工作中不許 消失，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，應(yīng)用較廣。 16 雙頭螺栓聯(lián)接螺桿兩端無釘頭，但均有螺紋，裝配時(shí)一端旋入被 鏈接件，另一端配以螺母，適于常拆卸而被聯(lián)接件之一較厚時(shí)，拆裝時(shí)只 需拆螺母，而不將雙頭螺栓從被聯(lián)接件中擰出。 螺釘連接適于被鏈接件之一較厚，不需經(jīng)常裝拆，一端有螺釘頭， 不需螺母，適用于受載較小情況。 螺母 六角螺母 標(biāo)準(zhǔn)，扁，厚 圓螺母+止退墊圈帶有缺口，應(yīng)用時(shí)帶翅墊圈內(nèi)舌嵌入軸承中，外舌 嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。 螺母 粗制 墊圈 A 型 在實(shí)際工作中，外載荷有震動，有變化，材料高溫需要等會造成摩擦 力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失，摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接 松動，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋連接就會松弛而失效，因此，必須進(jìn)行防松， 否則會影響正常工作，造成事故。 2.4.5 摩擦與潤滑 在機(jī)械傳動中，零部件的相對運(yùn)動會在接觸表面產(chǎn)生摩擦，造成傳動 能量的損耗和機(jī)械磨損，影響機(jī)械運(yùn)動精度和使用壽命。潤滑的主要作用 可歸納為以下幾點(diǎn)： 減少摩擦。加入潤滑劑后，在摩擦表面形成一層膜，可防止金屬直接 接觸，從而大大減少摩擦磨損和機(jī)械功率的損耗。 降溫冷卻。摩擦表面經(jīng)潤滑后其摩擦因數(shù)大為降低，使摩擦發(fā)熱率減 少，對于液體潤滑劑，潤滑油流過摩擦表面帶走部分摩擦熱量，其散熱降 溫作用。 17 清洗作用。潤滑油流過摩擦表面時(shí)，帶走磨損落下的金屬磨屑和污物。 緩沖減震作用。潤滑劑中都有在金屬表面附著的能力，其本身的剪切 阻力小，所以在運(yùn)動副表面受到?jīng)_擊載荷時(shí)，具有吸振的能力。 防止腐蝕。潤滑劑中都含有防腐，防銹添加劑，吸附于零件表面的油 膜，可避免或減少由腐蝕引起的損壞。 18 3 電力液壓塊式制動器的建模 3.1 電力液壓塊式制動器底座建模 我 們 運(yùn) 用 ProE 軟 件 對 制 動 器 底 座 建 模 ， 首 先 要 在 在 電 腦 上 開 啟 ProE 軟 件 ， 然 后 對 其 設(shè) 置 工 作 目 錄 。 雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo)打開 PRO/E 工作界面單擊文件設(shè)置工作目錄:如圖 1 所示 圖 1 設(shè)置工作目錄 在桌面上新建文件夾 ENGINERR，然后開始進(jìn)行 制動器底座的建模。 圖 3-2 新建零件 單擊插入選擇掃描伸出項(xiàng)，右上角彈出對話框，鼠標(biāo)點(diǎn)擊草繪軌 跡選擇 TOP 平面作為草繪平面正向卻省，生成圖 3 所示。 19 圖 3 缺省面板 然后點(diǎn)擊點(diǎn)擊 拉伸點(diǎn)擊 完成，點(diǎn)擊 對其進(jìn)行尺寸的修改， 最后點(diǎn)擊 ，生成圖 4 所示。 圖 4 拉伸面板 然后點(diǎn)擊 修改尺寸點(diǎn)擊 完成預(yù)覽符合要求點(diǎn)擊確定，生成 20 圖 5 所示的實(shí)體。 圖 5 底座面板 繼續(xù)按照上面進(jìn)行的拉伸動作，并且按照尺寸的要求對齊進(jìn)行必要的修 改，會依次生成圖 6 和圖 7 所示的實(shí)體： 圖 6 21 圖 7 接下來選擇參考平面，選擇 RIGHT 平面 ，選擇剛才拉伸實(shí)體點(diǎn) 擊編輯選擇鏡像點(diǎn)擊 完成 ，然后對圖形進(jìn)行倒圓角，接著點(diǎn)擊 點(diǎn)擊標(biāo)題欄的草繪選擇參照選取參照點(diǎn)擊 繪制分別點(diǎn)擊 和 點(diǎn)擊 完成點(diǎn)擊 選擇 修改尺寸點(diǎn)擊 完成， 然后對其進(jìn)行倒圓角等優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后生成如圖 8 所示： 圖 8 22 最后，點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。這樣，制動器底座的建模設(shè)計(jì) 就完成了。 3.2 電力液壓塊式制動器制動臂的建模 在 電 腦 上 開 啟 ProE 軟 件 ， 然 后 對 其 設(shè) 置 工 作 目 錄 。 雙擊 PRO/E 桌 面圖標(biāo)打開 PRO/E 工作界面單擊文件設(shè)置工作目錄如圖 9 所示： 圖 9 設(shè)置工作目錄 在桌面上新建文件夾 ENGINERR，然后開始進(jìn)行 制動臂的建模。 雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo)打開 PRO/E 工作界面單擊文件新建：如圖 10 所示。 圖 10 繪制副臂 23 單擊點(diǎn)擊 ，右上角彈出對話框，鼠標(biāo)點(diǎn)擊草繪軌跡選擇 TOP 平 面作為草繪平面確定，生成圖 11 所示： 圖 11 然后點(diǎn)擊 繪制，點(diǎn)擊 修改尺寸點(diǎn)擊 完成生成預(yù)覽預(yù) 覽合適點(diǎn)擊確定，點(diǎn) 擊 文 件 新 建 生成操作面 選擇 TOP 面為草繪平面 點(diǎn)擊 繪制 點(diǎn)擊 修改尺寸點(diǎn)擊 完成點(diǎn)擊 拉伸選擇 修改尺寸點(diǎn)擊 完成，生成如圖 12 實(shí)體： 圖 12 24 點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。這樣，制動器副壁的建模設(shè)計(jì)就完成 了。接著雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo)打開 PRO/E 工作界面單擊文件新建： 單擊點(diǎn)擊 ，右上角彈出對話框，鼠標(biāo)點(diǎn)擊草繪軌跡選擇 TOP 平面作 為草繪平面確定，點(diǎn)擊 點(diǎn)擊標(biāo)題欄的草繪選擇參照選取參照點(diǎn) 擊 和 繪制圖形分別點(diǎn)擊 約束尺寸點(diǎn)擊 修改尺寸點(diǎn)擊 完成點(diǎn)擊 選擇 修改尺寸點(diǎn)擊 完成，生成如圖 13 所 示實(shí)體。 圖 13 點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。這樣，制動器主臂的建模設(shè)計(jì)就完成 了 。 3.3 電力液壓塊式制動器制動瓦塊的建模 雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo)打開 PRO/E 工作界面單擊文件新建 如 25 圖 14： 圖 14 選擇插入選擇掃描伸出項(xiàng)，鼠標(biāo)點(diǎn)擊草繪軌跡選擇 TOP 平面作 為草繪平面確定選擇合適的位置繪制圓弧并對其進(jìn)行尺寸的修改進(jìn)入 下一個(gè)界面繪制圓弧并修改尺寸點(diǎn)擊完成生成如圖 15 所示： 圖 15 生成實(shí)體后再在實(shí)體上單擊點(diǎn)擊 ，彈出對話框，選擇 TOP 平面作為草 繪平面確定，然后點(diǎn)擊軸端面點(diǎn)擊 顯示界面點(diǎn)擊 作圖點(diǎn)擊 點(diǎn)擊 修改尺寸點(diǎn)擊 點(diǎn)擊 繪制一個(gè)四邊形點(diǎn)擊 進(jìn)行尺寸 約束點(diǎn)擊 修改尺寸完成 點(diǎn)擊 選擇 修改尺寸點(diǎn)擊 ， 然后進(jìn)行倒角。在新建一個(gè)平面，選擇剛伸出的實(shí)體進(jìn)行鏡像，然后進(jìn)行 26 倒圓角 ，最后生成圖 16 所示的實(shí)體。 圖 16 點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。這樣，制動器的制動瓦塊的建模設(shè)計(jì) 就完成了。 3.4 電力液壓塊式制動器拉桿的建模 雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo)打開 PRO/E 工作界面單擊文件新建 單擊點(diǎn)擊 ，右上角彈出對話框，鼠標(biāo)點(diǎn)擊草繪軌跡選擇 TOP 平 面作為草繪平面確定 ，點(diǎn)擊 繪制點(diǎn)擊點(diǎn)擊 修改尺寸點(diǎn)擊 27 完成，選擇拉伸長度，點(diǎn)擊確定。然后在對拉桿進(jìn)行螺旋切除，最后生 成的實(shí)體圖如 17 圖 17 拉桿做完后，保存一下，然后進(jìn)行拉桿座的建模，雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo) 打開 PRO/E 工作界面單擊文件 新建 ，進(jìn)入零件模式下。單擊點(diǎn)擊 ，右上角彈出對話框，鼠標(biāo)點(diǎn)擊草繪軌跡選擇 TOP 平面作為草繪平 面確定分別點(diǎn)擊 、 、 、 、 、 和 繪制圖形點(diǎn)擊 完成，選擇 和 修改尺寸和去材料方向 點(diǎn)擊 完成生成如圖 18 所示實(shí)體 圖 18 28 點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。這樣，制動器的拉桿及拉桿座的建模 設(shè)計(jì)就完成了。 3.5 電力液壓塊式制動器彈簧及彈簧座的建模 彈簧部件在制動器中主要是在推動器推桿的作用下迅速壓縮，并通過 杠桿作用把制動瓦打開，抱閘塊。 雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo)打開 PRO/E 工作界面單擊文件新建零件。 圖 20 在插入相中選擇螺旋掃描，伸出項(xiàng)，選擇基準(zhǔn)面，進(jìn)行軌跡繪制，點(diǎn) 擊 修改尺寸 點(diǎn)擊 完成進(jìn)入下一個(gè)界面，點(diǎn)擊 繪制點(diǎn)擊 修改尺寸 點(diǎn)擊 完成 ，生成實(shí)體如圖 21： 29 圖 21 保存好上面實(shí)體后，在新建一個(gè)零件模型，名稱是彈簧座，點(diǎn)擊 拉伸 選擇 RIGHT 為草繪平面點(diǎn)擊標(biāo)題欄草繪 分別點(diǎn)擊 、 、 、 、 、 和 繪制圖形點(diǎn)擊 完成點(diǎn)擊 選擇 修改尺寸 點(diǎn)擊 完成，生成實(shí)體如圖 22： 圖 22 點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。 30 3.6 電力液壓塊式制動器杠桿單臂的建模 制動杠桿是由兩個(gè)單臂組成的，通過銷軸連接。雙擊 PRO/E 桌面圖標(biāo) 打開 PRO/E 工作界面單擊文件新建零件，點(diǎn)擊 拉伸選擇 RIGHT 為草繪平面，分別點(diǎn)擊 、 、 和 、在進(jìn)行倒圓角，點(diǎn)擊 完 成，生成實(shí)體如圖 23: 圖 23 接著點(diǎn)擊點(diǎn)擊 選擇 ，進(jìn)入草繪界面，點(diǎn)擊 繪制點(diǎn)擊， 修改尺寸點(diǎn)擊 完成點(diǎn)擊 拉伸點(diǎn)擊 完成，生成如圖 24 所 示實(shí)體， 圖 24 31 4 電力液壓塊式制動器的裝配聯(lián)接 4.1 建立彈簧組件 單擊 PRO/E 圖標(biāo) ,運(yùn)行 PRO/E,在新建文件下單擊 ，子 類型中選擇 ，名稱鍵入：“zhidongqitanhuangzujian”使用缺省 模版，單擊 按鈕。 在接下來的界面中單擊裝配按鈕 ，在打開窗口中單擊 ，開啟 預(yù)覽窗口，選擇彈簧底座 ，雙擊打開文件。 活動窗口中，單擊 按鈕，約束類型下選擇 ，單擊 ，完 成底座的放置，放置結(jié)果如圖 1: 圖 1 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇彈簧拉桿文件，單擊打開按鈕，在活動窗口 中選擇對齊和匹配約束，通過操作 彈簧拉桿和底座的聯(lián)接如圖 2： 32 圖 2 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇彈簧文件，單擊打開按鈕，在活動窗口 中選擇對齊和匹配約束，通過操作彈簧，彈簧底座連接如圖 3: 圖 3 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇彈簧外連接件文件，單擊打開按鈕，在 活動窗口中選擇對齊和匹配約束，通過操作最終彈簧組件如圖 4: 圖 4 33 4.2 建立制動瓦的聯(lián)接 單擊 PRO/E 圖標(biāo) ,運(yùn)行 PRO/E,在新建文件下單擊 ，子 類型中選擇 ，名稱鍵入：“zhidongwa”使用缺省模版，單擊 按鈕。 在接下來的界面中單擊裝配按鈕 ，在打開窗口中單擊 ，開啟 預(yù)覽窗口，選擇制動瓦塊 ，雙擊打開文件。 活動窗口中，單擊 按鈕，約束類型下選擇 ，單擊 ， 完成制動瓦塊的放置,如圖 5： 圖 5 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇拉板文件，單擊打開按鈕，在活動 口中選擇對齊和匹配約束，通過操作制動瓦塊與拉板的聯(lián)接如圖 6： 34 圖 6 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動襯塊文件，單擊打開按鈕，在活動 窗口中選擇對齊和匹配約束，然后加入螺栓和螺紋及墊圈，通過操作制動 瓦如圖 7： 圖 7 35 4.3 建立制動器主臂的聯(lián)接 單擊 PRO/E 圖標(biāo) ,運(yùn)行 PRO/E,在新建文件下單擊 ，子 類型中選擇 ，名稱鍵入：“zhidongqizhubi”使用缺省模版，單擊 按鈕。 在接下來的界面中單擊裝配按鈕 ，在打開窗口中單擊 ，開啟 預(yù)覽窗口，選擇制動器主臂單臂 ，雙擊打開文件。 活動窗口中，單擊 按鈕，約束類型下選擇 ，單擊 ，完 成主臂單臂的放置.如圖 8： 圖 8 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇主臂單臂文件，單擊打開按鈕，在活動 窗口中選擇對齊和匹配約束，然后加入螺栓和螺紋及墊圈，通過操作制動 器主臂如圖 9： 36 圖 9 點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。這樣，制動器的制動器主臂的裝配就 完成了。 4.4 制動器副臂的聯(lián)接 制動器主臂和副臂的形狀差不多，只是副臂的長度大些，進(jìn)行裝配聯(lián)接， 運(yùn)行 PRO/E,在新建文件下單擊 ，子類型中選擇 ，名稱 鍵入：“zhidongqifubi”使用缺省模版，單擊 按鈕。 在接下來的界面中單擊裝配按鈕 ，在打開窗口中單擊 ，開啟 預(yù)覽窗口，選擇制動器副臂單臂 ，雙擊打開文件。 活動窗口中，單擊 按鈕，約束類型下選擇 ，單擊 ， 完成副臂單臂的放置，如圖 10： 37 圖 10 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇副臂單臂文件，單擊打開按鈕，在活動 窗口中選擇對齊和匹配約束，然后加入螺栓和螺紋及墊圈，通過操作制動 器副臂如圖 11： 圖 11 點(diǎn)擊 將其保存的工作目錄中。這樣，制動器的制動器副臂的裝配聯(lián) 接就完成了。 4.5 制動器杠桿的聯(lián)接 杠桿是由兩個(gè)杠桿單臂通過銷軸和螺栓聯(lián)接而成，進(jìn)行裝配。 38 運(yùn)行 PRO/E,在新建文件下單擊 ，子類型中選擇 ， 名稱鍵入：“zhidongqiganggan”使用缺省模版，單擊 按鈕。 在接下來的界面中單擊裝配按鈕 ，在打開窗口中單擊 ，開啟 預(yù)覽窗口，選擇制動器杠桿單臂 ，雙擊打開文件。 活動窗口中，單擊 按鈕，約束類型下選擇 ，單擊 ， 完成杠桿單臂的放置，如圖 12： 圖 12 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇杠桿單臂文件，單擊打開按鈕，在活動 窗口中選擇對齊和匹配約束，然后加入螺栓和螺紋及墊圈，通過操作制動 器杠桿如圖 13： 39 圖 13 4.6 總裝配 運(yùn)行 PRO/E,在新建文件下單擊 ，子類型中選擇 ， 名稱鍵入：“zhidongqizhuangpei”使用缺省模版，單擊 按鈕。 在接下來的界面中單擊裝配按鈕 ，在打開窗口中單擊 ，開啟 預(yù)覽窗口，選擇制動器底座 ，雙擊打開文件。 活動窗口中，單擊 按鈕，約束類型下選擇 ，單擊 ， 完成制動器底座的放置，如圖 14： 40 圖 14 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動器副臂文件，單擊打開按鈕，在活 動窗口中選擇對齊和匹配約束，如圖 15： 圖 15 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動器制動瓦文件，單擊打開按鈕 在活動窗口中選擇對齊和匹配約束，結(jié)果文件如圖 16： 41 圖 16 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動器主臂文件，單擊打開按鈕 在活動窗口中選擇對齊和匹配約束，結(jié)果文件如圖 17 圖 17 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動器制動瓦文件，單擊打開按鈕 在活動窗口中選擇對齊和匹配約束，結(jié)果文件如圖 18： 42 圖 18 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動器杠桿文件，單擊打開按鈕 在活動窗口中選擇對齊和匹配約束，結(jié)果文件如圖 19： 圖 19 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動器杠桿文件，單擊打開按鈕 在活動窗口中選擇對齊和匹配約束，結(jié)果文件如圖 20： 43 圖 20 繼續(xù)單擊放置按鈕 ，選擇制動器推動器文件，單擊打開按鈕 在活動窗口中選擇對齊和匹配約束，結(jié)果文件如圖 21： 圖 21 裝配到這在添加入零件拉桿和拉桿座，在活動窗口中選擇對齊和匹配約 束，然后打開渲染命令給零件添加顏色，結(jié)果總裝配如圖 22： 44 圖 22 4.7 制作動畫 制動器裝配完成后，進(jìn)入動畫模塊，進(jìn)行動畫設(shè)計(jì)，先定義主體，把制 動器推動器和制動瓦定義為主體，然后進(jìn)行關(guān)鍵楨動畫的制作，在推動器 上進(jìn)行拖動，拖動到滿意的位置，然后單擊快照，在選擇制動瓦，然后拖 動制動瓦到滿意的地方，單擊快照，接著切換到約束指令，進(jìn)行平移或旋 轉(zhuǎn)，關(guān)鍵楨制作完成后，然后單擊預(yù)覽，觀看效果，結(jié)果滿意，然后選擇 視頻格式，單擊捕獲，輸出視頻，這樣動畫就完成了。 45 5 三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展前景 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)界也正面臨著更激烈的競爭，這就對制造 業(yè)企業(yè)提出了更高的要求：一個(gè)產(chǎn)品由最初的概念構(gòu)想到制造完成再到銷 售所需的時(shí)間要盡量短，產(chǎn)品質(zhì)量要好，制造成本要盡量低，而且用戶對 產(chǎn)品的需求也越來越趨向于個(gè)性化。但自 1986 年參數(shù)化設(shè)計(jì)出現(xiàn)以來，十 幾年來計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)一直沒有大的突破，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 主要應(yīng)用于產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，所屬應(yīng)用場合主要作為一個(gè)實(shí)體造型工 具用在產(chǎn)品的造型方面，同時(shí)這些造型軟件在產(chǎn)品細(xì)部設(shè)計(jì)過程中提升的 生產(chǎn)力在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中也很有限。在激烈的國際化競爭面前，企業(yè) 學(xué)要的不是在某個(gè)產(chǎn)品細(xì)節(jié)上有一個(gè)工具做的更好，而是要有一個(gè)完美的 產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造的解決方案，但是目前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)不能 滿足這種需求。 傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不是幫助設(shè)計(jì)人員來進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是吧一個(gè)相 好的設(shè)計(jì)做成實(shí)體，因此現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)在應(yīng)用中設(shè)計(jì)量所占 有的比重很小，因?yàn)樵谀阕鲈O(shè)計(jì)時(shí)候，已經(jīng)想好了這個(gè)設(shè)計(jì)的形狀，但是 沒有進(jìn)行真正的設(shè)計(jì)，大部分時(shí)間花費(fèi)在應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)熊怎么樣把 實(shí)體做出來上面。 從最初的繪圖類的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)再到參數(shù)化造型的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ，我們可以看到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)下一個(gè)發(fā)展趨勢就是要進(jìn)行真正的設(shè)計(jì)， 即用創(chuàng)新設(shè)計(jì)取代傳統(tǒng)的參數(shù)化造型技術(shù)。因?yàn)楫a(chǎn)品開發(fā)更多更重要的是 非數(shù)據(jù)計(jì)算，需要通過思考推理和判斷來解決創(chuàng)新活動。利用計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)技術(shù)能夠縮短設(shè)計(jì)時(shí)間、提供方便有效地制造接口，但是只有創(chuàng)新活 46 動才能真正從根本原理上進(jìn)行產(chǎn)品個(gè)性，才能為社會提供種類更多、功能 更豐富的、價(jià)格更經(jīng)濟(jì)的、性能更有效地新產(chǎn)品，才能在產(chǎn)品的性能、質(zhì) 量、價(jià)格等方面產(chǎn)生質(zhì)的飛躍?？梢哉f現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心就是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，它 需要根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)新型技術(shù)所提供的新原理、新方法，進(jìn)行 產(chǎn)品的分析設(shè)計(jì)。另外許多專家學(xué)者認(rèn)為以后計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中必將 引入人工智能，這也是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢。 未來的 PRO-E 發(fā)展將是參數(shù)化的設(shè)計(jì)，二次開發(fā)將是其中的一個(gè)重要 方向，這就需要將其集中化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化。 1、集中化 涉及的功能集中、信息集中、 過程集中于動態(tài)聯(lián)盟中的企業(yè)集中；與 其它軟件的集中，更是在設(shè)計(jì)中起到舉足輕重的作用 2、網(wǎng)絡(luò)化 技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模式，使得資源得到更好的利用。 3、智能化 在實(shí)現(xiàn)集中話和網(wǎng)絡(luò)化的同時(shí)，將人工的智能技術(shù)，特別是專家的系統(tǒng) 技術(shù)，與傳統(tǒng)的 pro-e 技術(shù)結(jié)合起來，形成能夠完成方案構(gòu)思與擬定設(shè)計(jì) 方案與選擇 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 參數(shù)確定等設(shè)計(jì)活動智能化的 PRO-E 系統(tǒng)，是 PRO-E 發(fā)展方向 4、標(biāo)準(zhǔn)化 將 PRO-E 繪的圖用 ANSYS 或 ADAMS 進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，運(yùn)動分析，熱分析， 都需要將圖像格式標(biāo)準(zhǔn)化為 IGES,STEP;接口標(biāo)準(zhǔn)化 CGI,計(jì)算機(jī)體系源文件 CGM,面向圖形應(yīng)用軟件的標(biāo)準(zhǔn) GKS 和 PHIGS 等等。 47 總之在研發(fā)上的投入，是值得探究的一件事情。在高端方向引領(lǐng)機(jī)械 行業(yè)，既能促進(jìn)自身發(fā)展，有能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。未來的三維軟件會 隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，將會更加的智能化、人性化。 48 結(jié)束語 首先來說，這次設(shè)計(jì)是我學(xué)了本科全部課程之后的又一次重要檢驗(yàn)。 它考驗(yàn)了我是否真的牢固掌握了全部所學(xué)知識，以及運(yùn)用知識的能力并且 是否具有廣泛的視角來看待機(jī)械方面的問題。就我而論，深深感覺基礎(chǔ)知 識的不健全和不牢固，因此尚不能很靈活的解決所遇到的全部問題。在本 次設(shè)計(jì)中表現(xiàn)出了這樣那樣的不足和漏洞,說明了基本功的不扎實(shí). 幸好我 得到了老師和同學(xué)的有力的熱情幫助,這些問題的解決將對我以后的工作和 學(xué)習(xí)有極大的幫助. 再者,本次設(shè)計(jì)全面鍛煉了我駕御知識的能力,使我對大學(xué)所學(xué)的理論 知識進(jìn)行了系統(tǒng)化條理化全面化的回顧和復(fù)習(xí),讓我在懂得如何運(yùn)用所學(xué)知 識的同時(shí)又學(xué)到了獵取其他知識的方法.這些都將作為課本知識的有益補(bǔ)充,為 我們以后所要從事的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).我欣喜的感覺到我仿佛一下子 又掌握了那么多又學(xué)會了那些陌生而似曾相識的知識以及那么多新鮮的知 識。 最后呢,這次設(shè)計(jì)也給了我一次大規(guī)模檢索相關(guān)資料的機(jī)會和提高運(yùn)用 網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)計(jì)算機(jī)軟件輔助設(shè)計(jì)的能力，我想這是一種很重要的啟發(fā)。因 為它也是一種學(xué)習(xí)的重要方法，我不僅學(xué)到并掌握了應(yīng)該學(xué)到的知識，而 且我以后還會想到當(dāng)我遇到麻煩時(shí)，我應(yīng)該及時(shí)的向參考書請教。當(dāng)我掌 握的知識不夠準(zhǔn)確時(shí)候，我可以通過各種方式來查證，不僅僅把學(xué)習(xí)方式 局限在書本上，應(yīng)該向?qū)嵺`向老師向文獻(xiàn)以及通過網(wǎng)絡(luò)來和別的工作人員 與資源進(jìn)行交流。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成代表著本科學(xué)習(xí)階段的最終結(jié)束，也將為我們的在校理 論學(xué)習(xí)畫上了句號。我不由感慨頗多，寶貴的大學(xué)時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即逝，然而我 49 在這段人生階段中收獲了多少，是否好好利用了珍貴的大學(xué)時(shí)光了呢，我 在以后又將怎么學(xué)習(xí)才不至于落伍呢？無論如何，我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié) 束了，我們的本科學(xué)習(xí)徹底將我們推上了社會，我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識到我 們還有將來，我們不僅要好好利用已經(jīng)學(xué)到的知識而且我們也要繼續(xù)學(xué)習(xí) 掌握新的以便更新我們的知識系統(tǒng)。重要的是，我們要將所獲取的各種知 識運(yùn)用于實(shí)踐，并用實(shí)踐來休整我們的不足和缺陷，使我們真正成為一名 理論扎實(shí)而又具有很強(qiáng)的實(shí)踐能力的機(jī)械工作者。 我早已把母校的一切深深的印入腦海，過去仍然歷歷在目，我尊敬熱愛這 里的一切，更留戀母校的生活學(xué)習(xí)以及各種活動。的確，我和我的母校， 和母校的認(rèn)識和不認(rèn)識的同學(xué)和老師，和學(xué)校的花草樹木以及建筑產(chǎn)生了 很深的感情。愿情誼綿長，更希望在以后的過程互相幫助互相合作互相鼓 勵。人雖已不在我們學(xué)校，但歷史卻將我們記下，在以后的工作或者學(xué)習(xí) 都實(shí)實(shí)在在的影射著學(xué)校，代表著學(xué)校的一點(diǎn)一滴，相信我不會給母校抹 黑，相反，我會更加努力以取得很好的成績來為母校增輝，愿意為母校的 發(fā)展盡一份力。愿前程似錦！ 50 致 謝 為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲了，我的大學(xué)生涯也即將圈上一 個(gè)句號。此刻我的心中卻有些悵然若失，因?yàn)槟切┦煜さ臋C(jī)械工程學(xué)院的 恩師們和各位可愛的同學(xué)們，我們也即將揮手告別了。 畢業(yè)設(shè)計(jì)一開始,冷軍發(fā)冷老師先給我們開會使我們對自己所要設(shè)計(jì)的 課題有一大致了解。在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中,冷老師對我們嚴(yán)格要求,以他嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度潛移默化影響著我們。給我們推薦參考書籍、幫我們下載相 關(guān)資料、給我們講解難題;在我們遇到問題不知如何選擇時(shí),總是循循善誘 讓我們自己找答案,而不是直接告訴我們結(jié)果。 由于此次設(shè)計(jì)的角度限制和知識的不夠系統(tǒng)和不夠完善，難免有錯誤和 不足之處敬請老師批評指正以完善此次設(shè)計(jì)，本人將感激不盡。另外，我 也要真誠祝愿曾經(jīng)教我課的所有老師們今后工作取得更大的成績并為社會 主義祖國培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才。我相信在老師的辛勤培養(yǎng)之下一定 不乏有大量的高級知識分子來回報(bào)各位老師的辛勤付出，也希望在以后的 工作學(xué)習(xí)過程中能夠得到老師們繼續(xù)熱忱的指導(dǎo)和幫助。 最后，再一次特別感謝指導(dǎo)老師，謝謝給予的細(xì)致周到的幫助。 51 參 考 文 獻(xiàn) 1 劉力. 機(jī)械制圖（第二版）.北京:高等教育出版社，2004.7 2 張建中、何曉玲，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 北京:高等教育出版社，2009.3 3 張建中.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .北京:高等教育出版社，2007.8 4 謝晁北，solidworks2007 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)與典型范例. 北京:北京電子工業(yè)出版 社，2007.7 5 曹巖. PRO/ENGINEER Wildfire 3.0 曲面建模實(shí)例精解. 北京:北京機(jī)械工業(yè)出版 社，2007.1 6 孫小撈 . PRO/ENGINEER Wildfire 2.0 中文版教程 . 北京:人民郵電出版社， 2007.12 7 周四新，和青芳. PRO/ENGINEER Wildfire3.0 高級設(shè)計(jì). 北京:電子工業(yè)出版社， 2007.5 8 樊旭平. PRO/ENGINEER 標(biāo)準(zhǔn)教程. 北京：清華大學(xué)出版社，2009.6 9 李雷，黃愷，高奇. PRO/E 產(chǎn)品裝配與機(jī)構(gòu)仿真.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2009.5 10 東北大學(xué)機(jī)械零經(jīng)設(shè)計(jì)手冊 編寫組.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊（第三版）上. 北 京：冶金工業(yè)出版社，1994.4 11 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.6 12 東北大學(xué)機(jī)械零經(jīng)設(shè)計(jì)手冊 編寫組.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊（第三版）下. 北 京：冶金工業(yè)出版社，1994