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基于SolidWorks 的轮胎定型硫化机最优化设计

2013/1/31 18:56:53

虚拟样机技术是建造物理样机前对设计对象在计算机上建立的虚拟模型机,利用其完成设计对象功能的可行性及其工作性能的分析,更好地理解系统的运动特性、动力特性,比较设计方案,优化设计,提高产品质量和机械设计效率等。

仿真模型的建立和模拟现实条件是虚拟样机的重要基础。本文以轮胎定型硫化机(简称硫化机)的设计为例,运用SolidWorks对其进行建模,最后以一定的装配关系和约束条件来完成对硫化机的几何建模,并利用SolidworksCosmotion对其工作机构进行运动仿真;应用“质量特性?”功能,完成整机重心的分析和配重的设计、建模,以此来介绍用SolidWorks进行大型产品设计的方法和思路。

1轮胎定型硫化机硫化机主要有底座、主传动机构,装胎机构,中心机构,卸胎机构等部件组成。它的工作机构为曲柄滑块,由曲柄齿轮驱动,来实现开模,合模及加压硫化。该产品的设计难点在于:工作轨迹的设计和自锁的分析。用传统的二维CAD设计,其工作机构部分的设计很困难,工作机构运动过程中是否发生碰撞干涉,如何在运动中避免自锁。这些问题用二维CAD解决起来很困难,依靠做出大量的运动轨迹线,费时费力。而用SolidWorks对侧装机进行几何建模的话,以上问题就迎刃而解了,大大缩短了设计周期,提高了设计的可靠性。

2硫化机几何模型的建立

2.1产品结构的划分硫化机为大型装配体,在建立几何模型之前,利用硫化机各结构的功能和特点进行进行合理的划分,把它分成若干子装配体和零件;这些子装配体根据其结构特点还可以划分成若干更低一级的子装配体和零件;如此下去,直至把所有子装配体拆成零件。这样,产品、部件和零件组成了一个树状结构。利用这种结构形式,可以实现多个设计人员的协同设计,有助于提高产品开发效率,并降低生产的复杂性。

2.2零件建模根据各零件特征,在经过一系列特征构建,利用尺寸、几何关系、参数驱动、方程式等在特征之间建立关联关系,最终完成所有硫化机零件的造型,并且赋予各零件的材料属性。

2.3装配件的设计零件装配形成装配体的过程,其实就是一个SolidWorks指定零件间约束关系的过程,通过指定零件间的约束,确定零件的装配位置关系。从最低一级子装配体开始,逐渐向上级进行,直至完成总装配体的装配,此方法为“至下而上”设计。同时,灵活利用“至上而下”的设计方法,进行焊接件的设计。


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