三通切换阀关键零部件数字化设计平台的开发

发布时间：2017-03-24 14:09

  本文关键词：三通切换阀关键零部件数字化设计平台的开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：三通切换阀是转炉煤气回收阀组的重要组成部分,用来改变转炉煤气的输送方向,是系列化的定型产品。为满足快速投产的需要,产品的设计多以修改设计为主,重点是根据阀门的通径、长度和工作压力,改变目标零件的尺寸,产品结构基本不变。传统手工绘图和2D绘图方法不能满足这种快速修改设计的需求,设计效率低下且容易产生错误。本课题基于3D CAD系统及其二次开发技术,在建立零件数学模型的基础上,利用计算机编程语言,开发了一个三通切换阀快速修改设计的数字化3D CAD平台(简称TSV-CAD系统),可实现其关键零部件的自动3D建模、强度和刚度分析报告输出、工程图视图自动生成,并通过在装配体内更新零件完成自动装配,以满足产品的快速修改设计的需求。为完成数字化设计平台的开发,在全面分析三通切换阀机构、工作原理、生产工艺、零部件结构和设计重点的基础上,选择了阀体、阀板、阀轴、四连杆四个关键零部件作为参数化修改设计的对象;通过对关键零部件结构和尺寸关系的详细研究,提炼出了驱动尺寸,建立了尺寸间的拓扑关系,完成了每个关键零件的数学模型;以Visual Basic软件为编程工具,在Solidworks 2010系统二次开发环境下,通过Solidworks API函数为接口实现对Solidworks系统功能的操作;将Solidworks系统中宏录制和程序代码编制相结合,完成数字化设计平台各个模块的开发;通过开发平台系统的用户界面,建立了用户与系统的交互环境,最终将各模块程序与用户界面代码集成在主程序中,完成了设计平台的整体开发。通过对本课题的研究,完成了一个独立的运行于Solidworks系统之上的专用设备关键零部件的数字化设计平台的开发,实现了三通切换阀关键零部件的快速修改设计,满足了企业的现实需求。课题的完成,找到了用快速修改设计来满足定型产品快速投产的方法;获得了在Solidworks系统之上实现系列化定型产品快速参数化建模、强度校核和生成工程图的方法,整合了一些关键技术,为该类产品的3D CAD系统的功能扩展提供了思路、方法和技术;平台的建设也很好地满足了企业定型产品快速投产的需求。
【关键词】：三通切换阀 修改设计 二次开发 数学模型 数字化设计
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.72
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 绪论10-16
• 1.1 计算机辅助机械设计技术及其现状10-12
• 1.1.1 计算机辅助机械设计技术10
• 1.1.2 计算机辅助机械设计技术的发展及其应用现状10-11
• 1.1.3 3D CAD技术在系列化产品设计中存在的问题11-12
• 1.2 三通切换阀的设计手段及其存在的问题12-13
• 1.3 本课题研究的目的和意义13
• 1.4 本课题的研究内容及方法13-14
• 1.4.1 本课题的研究内容13-14
• 1.4.2 本课题的研究方法14
• 1.5 本章小结14-16
• 2. 三通切换阀的结构及工作原理16-18
• 2.1 三通切换阀的结构及特点16-17
• 2.2 三通切换阀的工作原理17
• 2.3 本章小结17-18
• 3. 三通切换阀关键零部件的数学建模18-32
• 3.1 三通切换阀关键零部件的选择18-19
• 3.2 数学模型及其建立方法19-20
• 3.2.1 数学模型19
• 3.2.2 建立数学模型的方法19-20
• 3.3 关键零部件的数学建模20-31
• 3.3.1 阀轴的数学模型20-23
• 3.3.2 四连杆机构的数学模型23-26
• 3.3.3 阀板的数学模型26-28
• 3.3.4 阀体的数学模型28-31
• 3.4 本章小结31-32
• 4. 三通切换阀关键零部件数字化设计平台开发方法32-39
• 4.1 Solidworks二次开发的相关技术及二次开发的主要原理32-33
• 4.1.1 Solidworks二次开发的相关技术32
• 4.1.2 Solidworks二次开发的主要原理32-33
• 4.2 Solidworks二次开发的工具33-34
• 4.2.1 Visual Basic介绍33
• 4.2.2 Solidworks与Visual Basic软件之间的联系33-34
• 4.3 三通切换阀关键零部件数字化设计平台的开发34-38
• 4.3.1 数字化平台开发的总体思路34-35
• 4.3.2 三通切换阀参数化设计的方法35
• 4.3.3 三通切换阀参数化设计的过程35-36
• 4.3.4 系统的用户界面设计36-38
• 4.3.5 系统容错的方法38
• 4.4 本章小结38-39
• 5．各关键零部件的数字化设计与系统开发39-56
• 5.1 系统的总体结构39-40
• 5.2 系统主界面和参数输入界面40-44
• 5.2.1 系统主界面和参数输入界面的建立40-43
• 5.2.2 系统主界面和参数输入界面的程序开发43-44
• 5.3 阀轴的数字化设计系统开发44-46
• 5.3.1 阀轴系统界面开发及参数说明44-45
• 5.3.2 阀轴模型的建立方法与程序的实现45-46
• 5.4 阀板的数字化设计系统开发46-49
• 5.4.1 阀板系统界面开发及参数说明46-47
• 5.4.2 阀板模型的建立方法与程序的实现47-49
• 5.5 四连杆的数字化设计系统开发49-51
• 5.5.1 四连杆系统界面开发及参数说明49-50
• 5.5.2 四连杆模型的建立方法与程序的实现50-51
• 5.6 阀体的数字化设计系统开发51-54
• 5.6.1 阀体系统界面开发及参数说明51-52
• 5.6.2 阀体模型的建立方法与程序的实现52-54
• 5.7 三通切换阀关键零部件工程图的生成54-55
• 5.8 阀轴静力学分析程序的开发55
• 5.9 本章小结55-56
• 6. 系统应用及运行实例56-66
• 6.1 系统应用56
• 6.2 系统运行的方法56-57
• 6.3 系统运行的实例57-65
• 6.3.1 阀轴参数化设计的系统运行实例57-61
• 6.3.2 四连杆参数化设计的系统运行实例61-62
• 6.3.3 阀板参数化设计的系统运行实例62-64
• 6.3.4 阀体参数化设计的系统运行实例64-65
• 6.4 本章小结65-66
• 7. 结论与展望66-68
• 7.1 结论66-67
• 7.2 展望67-68
• 参考文献68-70
• 附录1 阀体造型的部分程序代码70-73
• 附录2 阀板造型的部分程序代码73-80
• 附录3 四连杆机构造型的部分程序代码80-84
• 附录4 阀轴造型的部分程序代码84-86
• 附录5 工程图生成部分程序代码86-87
• 致谢87-88
• 作者简介88-89

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