关于机械设计相关论文范文文献,与CATIA在机械设计中的优化设计相关毕业设计论文

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【摘 要】在机械设计中引入CATID技术,可以解决重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景.

【关 键 词】机械设计；CATID技术

机械设计是设计人员根据用户的使用要求对专用机械的工作原理、结构、运动方式、力学和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程.优化设计需要综合地考虑许多要求：最好的工作性能、低廉的制造成本、最小的外形尺寸和重量、使用中最稳定可靠、最少的能耗和最低的环境污染等.往往这些要求互相间是矛盾的,这就需要设计人员根据具体情况权衡轻重,统筹兼顾,使设计的机械具有最优异的综合技术经济效果.

作为一部完整的机器,它是一个复杂的系统.要提高设计质量,必须有一个科学的设计程序.机械设计经历过手工绘图——计算机二维绘图（AutoCAD软件等）——计算机三维绘图（CATIA软件等）等几个阶段.

机械设计本身是繁锁的工作过程,手工绘图需要具一相当的工作经验及空间思维能力,除了必须熟悉和遵守制图标准、正确使用绘图工具、掌握几何作图的方法外,还要有比较合理的绘图工作顺序.随着计算机技术的发展,计算机在机械设计中得到了日益广泛的使用.运用计算机辅助设计不仅可以减少设计劳动量、提高设计速度和设计质量.且采用CATIA绘图则更加利于设计的更改存档为了保证绘图质量,提高绘图速度.

如何写机械设计一篇好的本科论文
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CATIA能够重用产品设计知识,缩短开发周期,解决机械设计方案加快企业对市场需求的反应.在设计时,设计人员不必考虑如何参数化设计目标,充分利用CATIA提供的变量驱动及后参数化能力实现变量和参数化混合建模.也可以利用CATIA实现几何和智能工程混合建模以便将多年的经验积累到CATIA的知识库中,用于指导新产品新型号产品的开发,加速新型号推向市场的时间.CATIA具有在整个产品周期内的方便的修改能力,尤其是后期修改性.在设计过程中交互式捕捉设计意图,定义产品的性能和变化.隐式的经验知识变成了显式的专用知识,提高设计的自动化程度,降低设计错误的风险.CATIA提供了智能化的树结构,设计人员可方便快捷的对产品进行重复修改,即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改,或者是对原有方案的更新换代,对于CATIA来说,都是非常容易的事.

CATIA覆盖了产品开发的整个过程,提供了完备的设计能力：从产品的概念设计到最终产品的形成,以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D、参数化混合建模及数据管理手段,从单个零件的设计到最终电子样机的建立；CATIA将机械设计,工程分析及仿真,数控加工和CATweb网络应用解决方案有机的结合在一起,提供严密的无纸工作环境,提高产品质量及降低费用.

CATIA带有自有标准件库,且可以方便地链接第三方CATIA零部件数据资源库：囊括数百家国内外厂商的零部件产品模型.模型数据可被直接调用,更好的帮助设计人员完成设计工作,提升效率.

采用CATIA设计者可以非常方便地调用型材、通用件库.并可以充分利用EXECEL设计表实现参数化驱动设计.

CATIA可以从数字化定义的产品,生成具有真实效果的渲染照片.在真实产品生成之前,即可促进产品的销售.

通过实际应用CATIA系统软件,笔者体会到CATIA系统软件在机械设计过程中具有明显的优势：

一、零件设计更加方便

使用CATIA系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败.资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然.

二、装配零件更加直观

在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构.整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废.

三、缩短了机械设计周期

采用CATIA技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率.在用CATIA系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3～5倍.同时,CATIA系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品.

我司主要生产产品为环卫设备.是集机械系统、液压系统、电气系统、供排水系统,送风系统等为一体的机器设备.其错综复杂的液压管路及电气线路的完整表达,需要强大的软件来完成.CATIA正好是我司引进的主要设计软件.北京五路居垃圾转运站是国内首个采用强力预压块装式的垃圾压缩设备,国内外可参考的资料极少.根据转运站设备工艺要求,压缩垃圾的压力要达到180吨,垃圾重量达24吨,垃圾打包长度达10米.由于压力大、压缩行程长,设备结构强度、机械性通报要求极高,且需要有良好的生产工艺性.经过反复设计论证和科学计算,最后确定了ACP-18型压缩机的总体方案,主要由油缸支架部件、压缩腔体、升降闸门部件、滑动支架部件、推头部件、油缸座及称重传感支座等部分组成.配合两组油缸推动推头,每组油缸的行程为7.9米,使推头的总行程达到了15.8米.由于ACP-18型压缩机压力大,机体庞大（设备总长达25.5米,自重达72吨）,对结构强度要求极高,考虑到要求强度及生产工艺性,压缩腔体采用厚度达16mm的低合金钢板（16Mｎ）,且用“Ｃ”型槽扶强.在油缸支架及滑动支架则采用矩型钢管焊接而成的框架结构,既保证了结构具有足够的强度,又减轻了自重.为保证压缩机机体具有良好的刚性,机体底部布置了两条４６０ｘ１９０mm的大型工字钢.经过应用CATID系统进行结构设计计算及设备运行中的验证.并在此基础上完成了设备的设计工作,于99年初在公司内生产制作,年底在北京工地顺利安装并成功投产.经过实际运行,证明ACP-18型压缩机设计合理,结构可靠,各项性能均完全满足垃圾运转站的工艺要求,胜利通过了验收.该工程被北京市列为“国庆50周年献礼工程”.

我司也曾使用AutoCAD、SolidWorks、Pro/E进行三维设计,但通过一段时间的试用比较,发现CATIA设计软件更能适应我司的产品设计.由于环卫设备环境恶劣,设备需长期稳定工作,维修少维护简单的特殊要求；机场设备要求稳定,且安全可靠.

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参考文献

[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.

[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.

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