1、毕 业 论 文完 整 版 论 文 ， 通 过 答 辩 的 优 秀 论 文 ， 如 需 开 题 报告 ， 图 纸 及 PPT 答 辩 ， QQ153893706题 目：发电厂煤粉送料机构设计 院、 系：机械动力工程学院 学生姓名： 专业班级：机械 07-3 班 指导教师： 系 主 任： 2011 年 6 月 13 日哈尔滨理工大学学士学位论文- I -煤粉定量供料机构设计摘要煤粉定量供料机构是针对火力发电时所用的粘度很大的褐煤供料来设计的，它的主要过程就是将煤粉定量输送到指定的锅炉中。因而此设计的重点在于如何定量供料，煤粉定量供料机构的结构不复杂，但由于是用于煤粉，其精密程度有很高的要求。本次设
2、计希望能在已有的基础上进一步提高煤粉供料机构的工作精度，实现定量煤粉的供给。本系统采用 UG 软件进行设计，产生三维的零件图和装备图，同时可导出为二维的装配图。UG 是一种参数化的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统。CAD 功能使当今制造业公司的工程、设计以及制图能力得以自动化。CAM 功能为现代机床刀具提供了 NC 编程，以便使用 UG 设计模型来描述完成的部件。按照设计要求，最后用 UG 及 AutoCAD 软件进行绘图，包括系统二维装配图、三维装配。关键词 煤粉；定量；供料机构；UG；三维造型哈尔滨理工大学学士学位论文- II -Quantitatively Feed
3、ing MechanismS Design Of Pulverized Coal AbstractQuantitatively pulverized coal feeding mechanism is designed for coal-fired power when the viscosity of the great lignite is used, The main process is transporting quantitative coal to the designated boiler. So the emphasis of the design is how to fee
4、d coal quantitatively, the structure of the quantitatively feeding mechanism is not complex, but as it is used in coal, the have high demands. It hopes that the design can improve the precision degree based on the mechanism working now, and feed coal Quantitatively.This system design adopts UG softw
5、are .It creates the assembly drawing of three dimensions .At the same time, it also creates the assembly drawing of two dimensions . UG is a king of CAD/CAM system that it is provided with alternant function. The function of project CAD makes automatization of manufacturing company that have the tas
6、k of project, design and drawing.The function of CAM provides NC Program for the machine tool .So that it can make use of Unigraphics design model to the part of being finished. According to the design demand, we drawled charts including system assembly chart, revolve and lading mechanism charts and
7、 hydraulic theory chart with AutoCAD and UGKeywords coal quantitative;feeding; mechanism; UG; three-dimensional Modeling哈尔滨理工大学学士学位论文- III -目录摘要 .IAbstractII第 1 章 绪论 11.1 课题背景 .11.2 研究目的及意义 .1第 2 章 总体方案设 计 32.1 机构的组成 .32.2 总体方案设计分析 .42.3 本章小结 .4第 3 章 主要零件结构设计 53.1 刮板结构设计 .53.2 旋转锥筒结构设计 .63.3 吊架的结构设计
8、 .73.4 齿轮的结构设计 .83.4.1 直齿轮 的几何尺寸计算 103.4.2 直齿轮的校核计算 113.5 本章小结 .12第 4 章 电动机的选择 134.1 电动机类型的选择 .134.2 电动机选择的计算及选取 .134.2.1 计算电动机转速 134.2.2 电动机选取 144.3 本章小结 .15第 5 章 三维造型设计 165.1 UG 简介与发展 .165.1.1 UG 的简介 165.1.2 UG 的发展 185.2 三维造型设计 .195.2.1 刮板的三维造型设计 215.2.2 旋转锥筒的三维造型设计 225.2.3 吊架的三维造型设计 235.2.4 大齿轮的三
9、维造型设计 245.2.5 小齿轮的三维造型设计 245.3 本章小结 .25哈尔滨理工大学学士学位论文- IV -第 6 章 总体装 配 266.1 主要部件装配 .266.1.1 UG 装配模块 AssemblyModeling 介绍 .266.1.2 装配 286.2 总体装 配 .316.3 本章小结 .31结 论 32致谢 33参考 文献 34附录 A 参考文献摘录 35附录 B 参考文献翻译 43哈尔滨理工大学学士学位论文- 1 -第 1 章 绪论1.1 课题背景煤粉定量供料机构是火力发电厂重要设备之一，在实际应用中意义非常大。火力发电厂入炉煤粉的均匀、稳定、连续的自动供料是保持锅
10、炉稳定燃烧、确保机组安全运行和节约能源的重要因素。由于煤粉细度高、易扬尘、自流性好，且流动性随现场情况不同而变化很大。在我国一些研发生产的厂家有：上海龙振重工、潍坊双兴机械、荣信科技。石家庄通信电子、大华机械有限公司等。开发制造有螺旋定量给料机、变频调速定量给料机、DEL/DEM 系列定量给料机、螺旋定量给料机等。而当前我国自行设计生产的煤粉定量供料机构不完善，准确度不高，因此研发新型的煤粉供料装置显然越来越重要。在国外广泛采用的煤粉供料装置种类：固体流量计，其中有日本三协电业公司和德国 EH 公司的 ILE/ILH 型冲击流量计和德国申克公司的DLM/DLD 和 FLM、FLO 型溜槽流量计
11、；失重式给料秤，德国申克、日本大和制衡等都有这类装置供应；转子秤，德国、日本等都有此等此类产品，国内也有开发应用；煤粉定量给料秤，日本久保田株式会社有此类产品。由于现今市场和工厂使用的煤粉供料机构都设备昂贵、维修保养困难，极大的阻碍了国民生产以及社会生活的进步，阻碍了我国迈向工业强国的步伐。再加上煤粉是由尺寸不同、形状不规则的颗粉所组成，单位质量的煤粉具有较大的表面积，表面可吸附大量空气，从而使其具有流动性。这一特性，使煤粉易形成煤粉自流，设备不严密时容易漏粉，给工作环境造成很大的破坏，对现场工作人员的身心健康极为不利。为响应国家关于让生活更美好，劳动更美好的号召，我们急需加大力度改善像煤粉这
12、一类的生产加工等机床的性能，从而改善现场工作环境，改善劳动人民的工作状况，让社会生活更加美好。综上所述，煤粉定量供料设计研发已是迫在眉睫。1.2 研究目的及意义随着工业产业的高速发展，工业有害物的散发日益增多，环境污染问题越来越严重工业生产过程伴随着数以亿吨计的有害物质，粉尘便是其中非常常见的一种，它们存在于铸造、纺织、化工生产、粮食运输、煤矿等哈尔滨理工大学学士学位论文- 2 -各行各业中，这些有害物如果不进行处理，会严重污染室内外空气环境，对人民身体健康也造成极大危害。因此我们希望能研制出更加精密更加优越的煤粉供料机构，减少煤粉给大家工作、身心带来的影响。另外，在我国有一种煤资源相对比较丰
13、富，但却极少利用，这种煤叫做褐煤。褐煤是一种高挥发、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点、污染重、利用率相对较低的资源。我国褐煤资源相对比较丰富，已探明的储量就达 1303 亿吨，占全国煤炭储量的 13，其中内蒙古的褐煤储量最大，占全国褐煤储量的 77。我国的褐煤普遍存在着湿度大（3050） 、燃点低和二氧化碳排放量大的缺点，直接燃烧未提质的褐煤原煤，会产生严重的高环境污染问题，并会增加电厂装置建设和运行的成本，较高的含水量导致运输费用增加，限制了北方褐煤资源外运至沿海城市电厂利用的空间。本次设计旨在改善褐煤的一些特性，并对其加以利用。哈尔滨理工大学学士学位论文- 3 -第 2 章 总体分案设计2
14、.1 机构的组成煤粉供料机构的组成：刮板、法兰、连接弯板、连接板、大齿轮、小齿轮、吊架、旋转锥筒、限位板、加强板、环形吊轨等。图 2-1 装配图1-同步变频电机 2-下料锥筒 3-RP137 减速器 4-圈梁 5-拉紧 6-围筒 7-围筒 8-法兰 9-链接弯板 10-圈梁 11-大齿轮 12-吊架 13-环形吊架 14-圆锥帽 15-拉杆 16-销 17-销轴 18-下料锥筒 19-内底板 20-外底板 21-旋转锥筒 22-小齿轮 23-拉板 24-十字法兰 25-法兰26-连接板 27-下料直筒哈尔滨理工大学学士学位论文- 4 -2.2 总体方案设计分析本次设计主要是完成煤粉供料机构的主
15、要部分的零件结构的设计，因为对煤粉供料机构而言，主要涉及煤粉进入供料机构，经过供料机构，最终流出供料机构这三个过程，因此本次设计主要完成对煤粉导入机构、煤粉流过的零件和煤粉导出机构的设计，还有煤粉处理过程所需要的动力装置，传动装置。经过多番仔细研究，在借鉴其他相关供料机构结构特征的基础上，充分考虑煤粉的特殊性，本次设计采用圆锥帽将煤粉导入供料机构，进入供料机构后随刮板的转动而转动，通过旋转锥筒向下落并最终到供料机构供下一步使用，其中驱动装置采用电机驱动，传动装置采用齿轮传动。由于煤粉在进入供料机构并在供料机构随刮板转动等过程中横容易被激起漂在空气中，这将对工作环境以及工作人员身体健康带来不利影
16、响，而且将浪费不小煤粉资源，因此在设计过程中要多考虑密封性方面的要求，以满足节约资源安心工作的需要 1。2.3 本章小结首先对煤粉定量供料机构做出总体方案分析，设计主要传动方案，拟用渐开线刮板机构解决，大齿轮采用悬挂机构完成定量机构的设计。哈尔滨理工大学学士学位论文- 5 -第 3 章 主要零件结构设计3.1 刮板结构设计刮板是通过传动件带动并带动煤粉一起转动的零件，因此在设计的过程中需考虑到传动件给刮板的动力以及刮板受到煤粉的压力，选择合适的厚度。因为煤粉是粉状物，设计时主体采用圆弧形的结构，通过销轴与传动件连接，刮板结构如图 3-1。刮板的材料是 16Mn,焊接结构 2。16Mn 钢是目前
17、我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接结构的 16Mn钢均为 16MnR 和 16Mng 钢。16Mn 主要特性:综合性能好，低温性能好，泠冲压性能，焊接性能和可切削性能好。由于刮板是主要零件，其强度需要保证，又由于刮板需要带动煤粉转动，其自身重量不能太重以减少刮板自身耗费的转动惯量，因此取刮板的厚度为 20mm，高度稍小于围筒高度取 140mm，刮板圆弧形部分半径为 1848mm。另外，在我国有一种煤资源相对比较丰富，但却极少利用，这种煤叫做褐煤。褐煤是一种高挥发、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点、污染重、利用率相对较低的资源。我国褐煤资源相对比较丰富，已探明的储量就达 1303 亿吨，占全国
18、煤炭储量的 13，其另外，在我国有一种煤资源相对比较丰富，但却极少利用，这种煤叫做褐煤。褐煤是一种高挥发、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点、污染重、利用率相对较低的资源。我国褐煤资源相对比较丰富，已探明的储量就达 1303 亿吨，占全国煤炭储量的 13。和可切削性能好。由于刮板是主要零件，其强度需要保证，又由于刮板需要带动煤粉转动，其自身重量不能太重以减少刮板自身耗费的转动惯量，因此取刮板的厚度和可切削性能好。由于刮板是主要零件，其强度需要保证，又由于刮板需要带动煤粉转动，其自身重量不能太重以减少刮板自身耗费的转动惯量，因此取刮板的厚度哈尔滨理工大学学士学位论文- 6 -图 3-1 刮板二维图
19、3.2 旋转锥筒结构设计旋转锥筒主要是完成将掉下来的煤粉导出的作用，因此不需要厚度太厚，只要保证形状就行，本设计采用将三个旋转锥筒逐个安装的方法实现煤粉的传送。旋转锥筒结构二维图如 3-2。旋转锥筒的材料是 Q235，焊接结构 3。Q235 是一种钢材的材质。Q 代表的是这种材质的屈服度，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在 235 左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。由于旋转锥筒只是将定量输送出的煤粉导出，其要求并不高，固选 Q235。厚度也不许太厚，选 8mm。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减
20、小。由于含碳适中，综合性能较好并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。哈尔滨理工大学学士学位论文- 7 -图 3-2 旋转锥筒二维图3.3 吊架的结构设计吊架是连接件，它是用来连接传动齿轮和煤粉传送装置的零件，需要考虑它的厚度，同时还要考虑它的强度，最终选择了如 3-3 图所示的结构。吊架的材料是 45 号钢，焊接结构。45 号钢是最常用中碳调质钢，强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹
21、的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。因吊架起到连接作用，需一定强度，根据 45 号钢的性能，固选 45 号钢。经过多番仔细研究，在借鉴其他相关供料机构结构特征的基础上，充分考虑煤粉的特殊性，本次设计采用圆锥帽将煤粉导入供料机构，进入供料机构后随刮板的转动而转动，通过旋转锥筒向下落并最终到供料机构供下一步使用，其中驱动装置采用电机驱动，传动装置采用齿轮传动。由于煤粉在进入供料机构并在供料机构随刮板转动等过程中横容易被激起漂在空气中，这将对工作环境以及工作人员身体健康带来不利影响，而且将浪费不小煤粉资源，因此在设计过程中要多考虑密封性方面的要求，以满足节约资源安心工作的需要经过多番仔细研究，
22、在借鉴其他相关供料机构结构特征的基础上，充分考虑煤粉的特殊性，本次设计采用圆锥帽将煤粉导入供料机构，进入供料机构后随刮板的转动而转动，通过旋转锥筒向下落并最终到供料机构供下一步使用.其中驱动装置采用电机驱动，传动装置采用齿轮传动。由于煤粉在进入供料机构并在供料机构随刮板转动等过程中虑密封性方面的要求，以满足节约资源安心工作的需要经过多番仔细研究，横容易被激起漂在空气中，这将对工作环境以及工作人员身体健康带来不利影响.哈尔滨理工大学学士学位论文- 8 -图 3-3 吊架二维图3.4 齿轮的结构设计齿轮是常用的传动零件，本设计也是采用的齿轮作为传动件。这里一共用了三个齿轮，两个发动机带动两个小齿轮
23、，两个小齿轮与一个大齿轮啮合，进行传动。齿轮结构简单而且运用广泛，在零件购买和更换上上有很多好处。本设计所用到的大齿轮和小齿轮分别如图 3-4 和图 3-5。三个齿轮材料均采用 45 号钢。加工过程包括：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工 4。机带动两个小齿轮，两个小齿轮与一个大齿轮啮合，进行传动。齿轮结构简单而且运用广泛，在零件购买和更换上上有很多好处。本设计所用到的大齿轮和小是采用的齿轮作为传动件。这里一共用了三个齿轮，两个发动机带动两个小齿轮.和小是采用的齿轮作为传动件。这里一共用了三个齿轮，两个发动机带动两个.哈尔滨理工大学学士学位论文- 9
24、-( 处 等 分 )图 3-4 大齿轮二维图过多番仔细研究，在借鉴其他相关供料机构结构特征的基础上，充分考虑煤粉的特殊性，本次设计采用圆锥帽将煤粉导入供料机构，进入供料机构后随刮板的转动而转动，通过旋转锥筒向下落并最终到供料机构供下一步使用，其中驱动装置采用电机驱动，传动装置采用齿轮传动。由于煤粉在进入供料机构并在供料机构随刮板转动等过程中横容易被激起漂在空气中，这将对工作环境以及工作人员身体健康带来不利影响，而且将浪费不小煤粉资源，因此在设计过过多番仔细研究，在借鉴其他相关供料机构结构特征的基础上，充分考虑煤粉的特殊性，本次设计采用圆锥帽将煤粉导入供料机构，进入供料机构后随刮板的转动而转动，
25、通过旋转锥筒向下落并最终到供料机构供下一步使用，其中驱动装置采用电机驱动，传动装置采用齿轮传动。由于煤粉在进入供料机构。哈尔滨理工大学学士学位论文- 10 -图 3-5 小齿轮二维图3.4.1 直齿轮的几何尺寸计算根据图 2-1 所示传动方案，齿轮类型选用直齿圆柱齿轮传动 4。由于工作速度不高，固齿轮精度选择 7 级精度。小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮材料为 45 号钢，调质处理，齿面硬度 HB=240HBS；大齿轮材料为 45 号钢，正火处理，齿面硬度HB=200HBS两齿轮的分度圆半径分别为： =124mm、 =744mm，齿数分别为1r2r=31、 =186。1Z2齿轮的传动比：
26、 6381221 zni分度圆直径的公式为：（mm）411mzd（mm）8622中心距 a：（mm）6942/)1(/1 ）（计算齿顶高：（mm）821haa计算齿根高：哈尔滨理工大学学士学位论文- 11 -（mm）9.682.0121 mchaff根据分度圆直径和齿顶高分别计算齿顶圆直径：（mm）1aad（mm）542齿根圆直径：（mm）8.1ffh（mm）62ff齿宽： 24(m)1db38023.4.2 直齿轮的校核计算根据受力分析，齿轮的校核公式 5有：齿面接触疲劳强度的校核公式为：（3-1） HREHudKTZ315.01984齿根弯曲疲劳强度计算的校核公式：（3-2） YzmSaF
27、dF2123因为本设计齿轮是按齿面接触疲劳强度设计的，校核过程应采用齿根弯曲疲劳强度计算的校核公式进行计算。计算结果如下： YzKTSaFdF212317.60951.6.04893F71212YSaF208.759.63.4F计算结果满足强度条件，齿轮合格。因为本设计齿轮是按齿面接触疲劳强度设计的，校核过程应采用齿根弯曲疲劳强度计算的校核公式进行计算。哈尔滨理工大学学士学位论文- 12 -3.5 本章小结根据第二章的总体方案分析对主要零部件进行结构设计，根据零件的功能进行设计，选取相应尺寸，材料，加工方式，并对主要传动零件齿轮设计计算。哈尔滨理工大学学士学位论文- 13 -第 4 章 电动机
28、的选择4.1 电动机类型的选择电动机的类型选择为：同步变频电动机。同步变频电动机的特点是同步电机正常运行时转数是固定的，不因负载的变化而变化。同步电机线路复杂，能量可逆（电动机和发电机理论上可互换）多用做发电机。同步电机作电动机运行时，转子绕组工作时加直流励磁，定子通 3 相交流电，产生旋转磁场，带动转子同步转动 6。4.2 电动机选择的计算及选取煤粉供料机构出煤量为一小时 80 吨左右，根据煤粉供料机构进煤量可以算出刮板每分钟的转速，再通过齿轮传动比和减速机的减速值可以得到最终电动机的转速，进而选出电动机 7。4.2.1 计算电动机转速每转动一周带动煤粉的体积： ShV 2222 15061
29、501539m0876.煤粉落料的空间示意图如图 4-1 所示。电动机的类型选择为：同步变频电动机。同步变频电动机的特点是同步电机正常运行时转数是固定的，不因负载的变化而变化。同步电机线路复杂，能量可逆（电动机和发电机理论上可互换）多用做发电机。同步电机作电动机运行时，转子绕组工作时加直流励磁，定子通 3 相交流电，产生旋转磁场，带动转子同步转动常运行时转数是固定的，不因负载的变化而变化。同步电机线路复杂，能量可逆（电动机和发电机理论上可互换）多用做发电机。同步电机作电动机运行时，转常运行时转数是固定的，不因负载的变化而变化。同步电机线路复杂，能量可逆（电动机和发电机理论上可互换）多用做发电机
30、。煤粉供料机构出煤量为一小时 80 吨左右，根据煤粉供料机构进煤量可以算出刮板每分钟的转速。哈尔滨理工大学学士学位论文- 14 -图 4-1 煤粉落料尺寸 煤粉的密度取 0.75t/m3.固质量为： VG75.086t.刮板每分钟的转速为： min/r27.605.n大齿轮与刮板相连，所以大齿轮的转速也为： i/r271齿轮速比为 6 小齿轮转速： nin/r62.13.因为减速机的减速比值为 110，所以需要的电动机的转速为： 02mi/.r498.4.2.2 电动机选取传动机构是由两个电动机带动两个小齿轮，为保证两个电动机转速同哈尔滨理工大学学士学位论文- 15 -步，因此选取两个同步电动
31、机。经计算所需电动机转速为 1498.2r/min，则同步转速为 1500r/min，要是机构运行并达到所需要求恤功率达到 18KW，所以选取两个功率 11KW 同步变频电动机 8。4.3 本章小结根据所需出煤量达到定量 80t/h 算出所需发动机转速、功率并选取相应的发动机，由于传动机构的设计选取两个转速 1500r/min，功率为 11KW的两个同步变频电动机。哈尔滨理工大学学士学位论文- 16 -第 5 章 三维造型设计5.1 UG 简介与发展5.1.1 UG 的简介Unigraphics (简称 UG)软件起源于美国麦道飞机公司，六十年代起成为商业化软件，众多美国公司所采用。UG 于
32、1991 年并入 EDS 公司（EDS-Electronic Data Systems 即电子资讯系统有限公司是全球最大的信息技术服务（IT ）公司。成立于 1962 年，总部设在美国德克萨斯州的达拉斯） ，多年来，UG 软件汇集了美国工业的心脏与灵魂-航空航天与汽车工业的专业经验，发展成为世界遗留的集成化机械 CAD/CAE/CAM 软件，并被多家美国和世界著名公司选定为企业计算机辅助设计、分析和制造的标准 9。Unigraphics Solutions (UGS)是全球发展最快的机械 CAD 公司之一，并已用 UGS 名称在纽约股票交易所上市。UGS 在全球最大和最积极的VPD 实施项目中
33、支持通用汽车公司，Unigraphics 成为日本主要的汽车配件生产商 Denso 的标准，并且成为如 Anvistir Detroit Diesel、Winnebago 和 Robert Bosch 等领先的制造公司所选择的系统。 在美国航天航空工业已安装有 1000 多套 UG, 并占有的俄罗斯航空市场和 80%的北美汽油淌轮发动机市场。UGS 领导了喷气发动机杨，拥有如惠普（Pratt & Whitney）,GE 喷气发动机等客户，其它的航天航空客户包括：BE Aerospace、Boeing Defense、以色列飞机工业公司(IAI) 、英国航天航空公司、Northrop Grumm
34、an、Ilyushin 和 Antoaou。UGS 目前也遍及到机械、医疗设备、电子、高技术和消费品工业，包括客户如3M、Will-Pemco、Biomet 、Zimmer 、Digital Equipment Corp、Philips Electronic、The Gillette Company 、Timex 、Eureka 和 Arctic Cat。 业界最好的工业设计软件包，包括一个灵活的复合建模模块以及功能强大的逼真的照片渲染，动画和快速的原型工具，复合建模让用户可在下列建模方法中选择：实体建模（Solid） 、曲面建模 (Surface) 、线框建模 (Wire frame)及基于
35、特征的参数化建模。 UG 创新的系统级工程方法“WAVE”获得定义，控制和评估新产品概念的最佳效益和效率的方法。UG 高速加工应用在 V16 以后的版本中：每个冲模加工过程的 NC 准备时间可平均减少 50%，每个冲模的差错率可平均减少 80%。 哈尔滨理工大学学士学位论文- 17 -UG/SHOPS 为初级用户和机械师二者提供复杂冲模、注塑模和机加工零件的粗、精加工的“最佳实践”模板。 UG 几何公差(Geometric Tolerancing)模块递交组件级 (Component-Level) 的几何尺寸和形位公差 (GD&T)，使用户通过公差特征能够快速且准确地标注相关公差信息到几何对象
36、。 从 Mold flow 取得许可权的 Part Adviser 模块，递交功能强大的注射过程的建模能力（参见 1997 年Industry Week “Technology of the year”） 。 完整的软件包。Unigraphics 确保参数化实体建模的数据共享，该系统易于使用，用广泛的租用、购买、移植和合作伙伴计划，该系统可以快速执行和提供，软件被设计成易于与你的公司的最佳实践和系统进行集成。 Unigraphics 在最激烈的产品开发竞争中取得胜利，在 MCAD 行业中，UG 的特征和功能相比之下，有许多独到之处，例如：Unigraphics 提供：一个功能强大的编程框架，使
37、客户和软件供应商能够开发与 UG 很好集成和完全相关的应用程序。 在业界，最紧密地 CAD/CAM/CAE 与 PDM 集成 10。 在客户的扩展企业的意义上的数据相互可操作性，甚至包括对那些有问题的输入数据的高成功率。 包括培训，直接技术支持，项目实施，系统集成，数据交换和工程应用的完整服务。 以领先前沿的软件供应商为特征的广泛联盟计划，他们的产品因为由Unigraphics 使用而被优化。 虚拟产品开发评估，它用图表表示一个公司采用制造业认可的最佳实践的程度。 完整的可升级的产品线，为各层次用户优化的产品线，因而，一个公司可以在需要时以最合适的价格购置或租用仅仅是它需要的那些模块。UG 于
38、 1990 年初进入中国市场，并很快以其先进的管理基础、强大的工程背景、完善的功能和专业化的技术服务，赢得了广大中国 CAD/CAM用户。目前，集世界一流的设计、工程及制造系统于一体的 UG 软件已广泛应用于国内的航空航天、汽车、通用机械及模具等各个领域。UG 软件是一个集成化的 CAD/CAE/CAM 系统软件，它为工程设计人员提供了非常强大的应用工具，这些工具可以对产品进行设计（包括零件设计和装配设计） 、工程分析（有限元分析和运动机构分析） 、绘制工程图、编制数控加工程序等。随着版本的不断更新和功能的不断扩充，UG 更是扩展了软件的应用范围，面向专业和智能化发展，例如各种模具设计模块（冷
39、冲模、注塑模等） 、钣金加工模块、管路布局等。UG 在发展过程中不断推出新版本，但是设计、绘图、加工部分仍是 UG 的核心，基本功能变化不大，仅是用户界面有一定的变化，以及功能有一些扩充。就目前的几款流行的 CAD 软件而言，它们的功能扩充主要在联机辅助和工作组设计上，也就是说产品的设计已不再是一个人的工作，而是一个工作组共同来哈尔滨理工大学学士学位论文- 18 -实现。UG 每次的最新版本都代表了当时先进制造技术的发展前沿，很多现代设计方法和理念都能较快地在版本中反映出来。例如在并行工程中强调的几何关联设计、参数化设计、从 UG V18 版本以来开始采用图标界面等都是这些先进方法的体现。UG
40、 是一个交互式 CAD/CAM 系统。CAD 功能实现了目前制造行业中常规的工程技术、设计和绘图功能的自动化；CAM 功能则使用 UG 设计模型描绘完成部分的现代化工具提供 NC 编程技术。利用它强大的混合式绘图结构，用户就能够方便的绘制出复杂的实体以及造型特征。UG 是一个全三维、双精度系统，可以用它来精确描绘几乎任何几何形状。将这些形状结合起来，就可以设计、分析产品以及绘图。UG 是适合于航空航天、汽车、机械、医药、高科技/电子和消费品等领域中复杂的从设计到制造最强大的系统。因为它强有力的可使设计者对任务选择正确工具的符合建模技术，相关的主模型数据库，多组件装配功能，直观的制图，雄厚的制造
41、实力和最紧密的连接于工业中的产品数据管理（PDM） ，使用 UG 在集成性，相关性，适应性和协同工作等方面是无与伦比的。而UG 的技术优势也恰恰在此 11。5.1.2 UG 的发展在产品的设计中，传统的手工设计和制造方式早己满足不了生产发展的需要，CADCAM 技术的发展正适应了这种客观实际的要求。CAD CAM 技术可以显著提高汽车产品的设计制造效率，提高设计制造质量，减少产品修改时间，从而大大缩短从产品设计、产品试制、试验到产品生产的整个周期。UG 软件是目前世界上最先进的集 CAD/CAM/CAE 于一体的计算机辅助设计系统软件，它改变了过去传统的产品设计和制造方法，设计人员不再花大量的
42、时间用铅笔、尺和绘图纸，可根据设计构思和设计要求直接进行产品的三维几何造型，即概念设计，并可对模型进行平移、旋转、缩放以及从不同的视角观察其三维设计效果，这样完全可以避免因空间想象错误而造成的产品设计错误。用传统设计方法，在二维图纸空间上要对运动类机构进行设计，特别是空间运动机构设计是非常困难，甚至是不可能的，而运用 UG/Scenario for Motion+（运动机构）模块，空间机构设计不但可以非常方便实现，而且非常直观，易于修改，设计人员的智慧和创新能力可以得到充分地发挥和展现，甚至设计方法和思路都可以随之而创新 12。设计的质量和效率是影响产品经济性和技术指标的关键，并且设计过程的效
43、率对于生产系统的整个生产率起着举足轻重的作用。因此，研究、开发和利用先进的设计方法和工具以提高产品设计的效率就显得至关重要。参数化设计正是解决这个问题最有力的工具，它可以存储设计的整个过程，哈尔滨理工大学学士学位论文- 19 -一次能设计一系列产品模型，并使工程设计人员无需考虑细节而尽快画出零件草图，经过对草图的反复修改来得到所需要的设计，并可变动某些约束来更新设计，从而在设计系列化产品时不必每次都重新运行设计全过程。因此，这种设计技术己成为进行产品初始设计、模型编辑修改及对多种方案进行比较的行之有效的手段。现在新推出的三维设计软件都具有一定的参数化设计功能，己有的 CAD 系统也都用参数化设
44、计术进行产品改造。将参数化设计技术和实体造型技术型相结合，得到参数化实体造型技术（Parametric Modeling） ，以及在这进一步发展起来的参数化特征造型技术和误差分析技术是当代 CADCAPPCAM 集成的重点研究方向。UG 采用了统一数据库，矢量化和关联性处理技术，是现今应用极为广泛的参数化设计软件。本课题将基于 UG 软件对于立式机床的各个部件进行形状约束、尺寸约束、确定尺寸值和模型生成四个部分的研究设计，然后进行规格化，建立零件库，实现机床部件的批量系列化生产 7 8。5.2 三维造型设计本设计零件的成形主要利用了 UG 的成型特征中的草图和旋转功能，草图曲线常常可以作为与实
45、体模型相关联的二维图形，也可以成为三维实体模型造型的基础。建立的草图曲线还可以用实体造型工具进行拉伸，旋转等操作，生成与草图相关联的实体模型。当修改草图曲线时，所关联的实体模型也会自动更新。一般建模过程如下：在建模应用中，选择草图XY 平面确定，在草图平面建立如下二维图 1。二维曲线为全封闭图，不能拥有结点，如果有空隙，在进行三维旋转中就会出错。整个二维图形进行全约束，方便以后的修改，所以的尺寸全约束后，如果改变某条线，三维图形也会相应的修改。在二维建模中，可以先忽略一些细节部分。以先外框在细化为原则，例如倒直角，倒圆角，退刀槽都不用在二维图中表现出来，在三维中可以直接用沟槽功能和倒角功能将其
46、生成。将参数化设计技术和实体造型技术型相结合，得到参数化实体造型技术（Parametric Modeling） ，以及在这进一步发展起来的参数化特征造型技术和误差分析技术是当代 CADCAPPCAM 集成的重点研究方向。UG采用了统一数据库，矢量化和关联性处理技术，是现今应用极为广泛的参数化设计软件。本课题将基于 UG 软件对于立式机床的各个部件进行形状约束、尺寸约束、确定尺寸值和模型生成四个部分的研究设计。哈尔滨理工大学学士学位论文- 20 -选择拉伸，画出草图，如下图 5-1。图 5-1 限位板草图输入想要拉伸的高度值选择拉伸方向确定，将生成如下图 5-2 所示三维图形。哈尔滨理工大学学士
47、学位论文- 21 -图 5-2 三维图若是圆形物体，还可选择回转，在作出草图，输入回转角度即可，如图 5-3：图 5-3 回转所得零件零件完成后可打开 UG 渲染模块。进行金属着色。5.2.1 刮板的三维造型设计刮板是整个煤粉供料机构中的重要零件。对刮板的三维造型主要过程如下：刮板的剖面形状较为复杂，因此选择先绘出草图在拉伸成型的方式 。打开 UG 软件，进入 UG 建模页面，点击屏幕上拉伸的图标，屏幕上将跳出拉伸的对话框，选择草绘将会进入草绘界面，在草绘界面上画出刮板的二维图，点击完成草图退出草绘界面，输入要拉伸的刮板的高度，再点击确定，将完成刮板的三维造型。剖面形状较为复杂，因此选择先绘出
48、草图在拉伸成型的方式 。打开UG 软件，进入 UG 建模页面，点击屏幕上拉伸的图标，屏幕上将跳出拉伸的对话框，选择草绘将会进入草绘界面，在草绘界面上画出刮板的二维图，点击完成草。UG 建模页面，点击屏幕上拉伸的图标，屏幕上将跳出拉伸的对话框，选择草绘将会 UG 建模页面，点击屏幕上拉伸的图标，屏幕上将跳出拉伸的对话框，选择草绘将会 UG 建模页面，点击屏幕上拉伸的图标，屏幕上将跳出拉伸的对话框。 哈尔滨理工大学学士学位论文- 22 -刮板的三维图如图 5-4 所示。图 5-4 刮板5.2.2 旋转锥筒的三维造型设计旋转锥筒的结构比较简单，因此三维造型也较简单,如图 5-5。主要步骤如下：进入建
49、模环境，点击回转，在回转对话框中选择草图，绘出草图，点击完成草图，在选择确定，则完成旋转锥筒三维造型。画出零件草图，经过对草图的反复修改来得到所需要的设计，并可变动某些约束来更新设计，从而在设计系列化产品时不必每次都重新运行设计全过程。因此，这种设计技术己成为进行产品初始设计、模型编辑修改及对多种方案进行比较的行之有效的手段。现在新推出的三维设计软件都具有一定的参数化设计功能，己有的 CAD 系统也都用参数化设计术进行产品改造。将参数化设计技术和实体造型技术型相结合，得到参数化实体造型技术（Parametric Modeling） ，以及在这进一步发展起来的参数化特征造型技术和误差分析技术是当代 CADCAPP。哈尔滨理工大学学士学位论文- 23 -图 5-5 旋转锥筒5.2.3 吊架的三维造型设计吊架的三维造型分两步完成：1）进入建模环境，选择长方体成型特征，输入长、宽、高，点击确定，在选择倒角命令，选择要到的边后输入倒角的值，选择孔命
