順序閥的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,順序,設計,說明書,仿單,cad,solidworks 畢業(yè)設計(論文) (順序閥的設計) 教學單位：機電工程學院 專業(yè)名稱： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 指導單位： 完成時間： XX學院教務處制發(fā) 順序閥的設計 摘 要 本課題來源于當今社會液壓元件的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎之上，通過設計出順序閥，從而來滿足當今社會液壓元件更新?lián)Q代能力不足的缺陷。 順序閥是直接壓力-彈簧平衡式的壓力控制閥門，也稱壓力閥。機床上的元件先定位后夾緊的液壓系統(tǒng)中常用順序閥控制。專用車床的橫向和縱向進給液壓缸的順序動作實例，其順序動作是：①車刀先橫向進給；②縱向進給；③橫向退刀；④縱向退刀。它用油路本身的壓力來控制順序閥或者液馬達的動作順序，以實現(xiàn)油路系統(tǒng)的自動控制。 本文運用大學所學的知識，了解順序閥的工作原理，在此基礎上，設計一款順序閥。該順序閥的工作介質為12MPa的液壓油，主要用來控制液壓缸(或液壓馬達)的順序動作，此外，還可作卸荷閥、背壓閥和平衡閥用。通過查找相關料，了解順序閥的內部結構和工作原理，從而構建了順序閥組成結構的總的指導思想，從而得出了該順序閥的優(yōu)點是高效，經濟，并且傳動效果好，運行平穩(wěn)的結論。 關鍵字：液壓元件；控制閥門；工作原理；優(yōu)點 The design of sequence valve Abstract With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety. Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompressedneceengththdirectionprocedurework. The?inverted?pendulum?is?a?typical?high?order?system,?with?multi?variable,?non-linear,? strong-coupling,?fleet?and?absolutely?instable.?It?is?representative?as?an?ideal?model?to?prove?new?control?theory?and?techniques.?During?the?control?process,?pendulum?can?effectively?reflect?many?key?problems?such?as?equanimity,?robust,?follow-up?and?track,?therefore.This?paper?studies?a?control?method?of?double?inverted?pendulum?.?First?of?all,?the?mathematical?model?of?the?double?inverted?pendulum?is?established,?then?make?a?control?design?to?double?inverted?pendulum?on?the?mathematical?model,?and?determine?the?system?performance?index?weightmatrix?,??by?using?genetic?algorithm?in?order?to?attain?the?system?state?feedback?control?matrix.?Finally,?the?simulation?of?the?system?is?made?by?.? Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；fout degrees of freedom 目 錄 1 緒 論 1 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2 順序閥的結構和工作原理 3 1.3 本課題研究的內容 4 1.4 順序閥的應用 4 1.5 PRO/ENGINEER設計基礎 6 1.5.1 主要特性 6 1.5.2 軟件版本 7 1.5.3 模塊組成 7 1.5.4 歷史版本 8 1.5.5 用戶關注熱點 9 2 順序閥總體結構的設計 9 2.1 順序閥的總體方案圖 10 2.2 順序閥的工作原理 12 2.3 液壓傳動部分的設計計算 14 2.3.1流量、驅動力的計算 16 2.3.2作用在活塞上面的總機械負荷的計算 17 2.3.3閥體內徑的尺寸計算 17 3 液壓系統(tǒng)的設計 18 3.1液壓系統(tǒng)的簡介 18 3.2液壓系統(tǒng)的組成 19 3.3 液壓傳動的基礎知識 20 4 總結與展望 22 參考文獻 23 致謝 24 II 1緒 論 1.1課題的來源與研究的目的和意義 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。不論是傳統(tǒng)產業(yè)，還是新興產業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經濟各部門技術進步和經濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經濟的戰(zhàn)略重點之一。機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產各種產品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。 ? 不論服務于哪一領域，機械工程的工作內容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 研究、設計和發(fā)展新的機械產品，不斷改進現(xiàn)有機械產品和生產新一代機械產品，以適應當前和將來的需要。機械產品的生產，包括：生產設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產計劃的制訂和生產調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產。銷售對象遍及全部產業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經營特別復雜，企業(yè)的生產管理、規(guī)劃和經營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 ? 機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。 機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。研究機械產品在制造過程中，尤其是在使用中所產生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產業(yè)可分為農業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產品。在未來的時代，新產品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經濟的目標任務。 機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。 人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 1.2 順序閥的結構和工作原理 直動型順序閥的結構和圖形符號。南通監(jiān)控生產的壓力油從進油腔(兩個)3進入，經閥體10上孔道4和端蓋13上的阻尼孔6流到活塞12底部，當作用于控制活塞12上的液壓力足以克服作用閥芯11上的彈簧8的彈簧力時，則閥芯11上移，油液便從出油腔2流出。該閥稱為內控式順序閥。 若將直動型順序閥的結構(a)中的端蓋13旋轉90。安裝，即切斷進油口通向控制活塞12下腔的通道，并去掉外控121 5的螺塞，引入控制壓力油，便成為外控式順序閥。 若再將閥蓋9旋轉90。安裝，還可使彈簧腔與出油口相連(閥體上開有溝通孔道，圖中未剖出)，并將外泄油腔1堵塞，便成為外控內泄順序閥。外控內泄順序閥只用于出口接油箱的場合，常用于使泵卸荷，故又稱卸荷閥。 順序閥的開啟壓力可用調節(jié)螺釘7調節(jié)。直動型順序閥的控制活塞12直徑很小，因而仿絲棉閥芯11受到的向上推力不大，所以彈簧8不需太硬，用較軟的彈簧就可提高閥的P—q性能。這種直動型順序閥的最高工作壓力可達14 MPa，最高控制壓力可達7MPa。一般的直動型順序閥用于低壓系統(tǒng)，對性能要求較高的高壓大流量系統(tǒng)，需采用先導型順序閥。 先導型順序閥的結構原理與先導型溢流閥類似，其工作原理也基本相同，這里不再重述。先導型順序閥與直動型順序閥一樣也有內控外泄、外控外泄和外控內泄的控制方式.[注:1一外泄油腔L 2一出油腔P2 3一進油腔Pl 4—孔道5一外控口 6一阻尼孔7一調節(jié)螺釘8一彈簧9一閥蓋10一閥體11--閥芯12--燃13--端蓋] 　　順序閥與溢流閥不同之處是：順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一折彎機壓力油路，即工作油路，而溢流閥出口接油箱；由于順序閥進、出油口均為壓力油，所以它的泄油El L必須單獨外接油箱，否則將無法工作，而溢流閥的泄油可在內部連通回油口直接流回油箱；按控制壓力來源的不同，溢流閥是進口油壓控制，即內控式，而順序閥既有內控又有外控兩種方式。 1.3 本課題研究的內容 本論文主要研究運用Autocad對順序閥的結構進行設計。在設計過程中，了解Autocad的各種功能。 AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是Autodesk（歐特克）公司首次于1982年開發(fā)的自動計算機輔助設計軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計?，F(xiàn)已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環(huán)境，讓非計算機專業(yè)人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計算機和工作站上運行。 AutoCAD軟件是由美國歐特克有限公司（Autodesk）出品的一款自動計算機輔助設計軟件，可以用于繪制二維制圖和基本三維設計，通過它無需懂得編程，即可自動制圖，因此它在全球廣泛使用，可以用于土木建筑，裝飾裝潢，工業(yè)制圖，工程制圖，電子工業(yè)，服裝加工等多方面領域。 AutoCAD盡管有強大的圖形功能，但表格處理功能相對較弱，而在實際工作中，往往需要在AutoCAD中制作各種表格，如工程數(shù)量表等，如何高效制作表格，是一個很實用的問題。在AutoCAD環(huán)境下用手工畫線方法繪制表格，然后，再在表格中填寫文字，不但效率低下，而且，很難精確控制文字的書寫位置，文字排版也很成問題。盡管AutoCAD支持對象鏈接與嵌入，可以插入Word或Excel表格，但是一方面修改起來不是很方便，一點小小的修改就得進入Word或Excel，修改完成后，又得退回到AutoCAD，另一方面，一些特殊符號如一級鋼筋符號以及二級鋼筋符號等，在Word或Excel中很難輸入，那么有沒有兩全其美的方法呢，經過探索，可以這樣較好解決：先在Excel中制完表格，復制到剪貼板，然后再在AutoCAD環(huán)境下選擇edit菜單中的Pastespecial，選擇作為AutoCAD Entities，確定以后，表格即轉化成AutoCAD實體，用explode打開，即可以編輯其中的線條及文字，非常方便。 Word文檔制作中，往往需要各種插圖，Word繪圖功能有限，特別是復雜的圖形，該缺點更加明顯，AutoCAD是專業(yè)繪圖軟件，功能強大，很適合繪制比較復雜的圖形，用AutoCAD繪制好圖形，然后插入Word制作復合文檔是解決問題的好辦法，可以用AutoCAD提供的EXPORT功能先將AutocAD圖形以BMP或WMF等格式輸出，然后插入Word文檔，也可以先將AutoCAD圖形拷貝到剪貼板，再在Word文檔中粘貼。須注意的是，由于AutoCAD默認背景顏色為黑色，而Word背景顏色為白色，首先應將AutoCAD圖形背景顏色改成白色。另外，AutoCAD圖形插入Word文檔后，往往空邊過大，效果不理想。利用Word圖片工具欄上的裁剪功能進行修整，空邊過大問題即可解決。 線寬修改 AutoCAD提供了一個多段線線寬修改命令PEDIT，來進行多段線線寬的修改（若不是多段線，則該命令將先轉化成多段線，再改變其線寬），但是PEDIT操作頻繁，每次只能選取1個實體操作，效率低下。AutoCAD R14附贈程序Bonus提供了mpedit命令，用于成批修改多段線線寬，非常方便高效。在AutoCAD2000中，還可給實體指定線寬（LineWeight）屬性修改線寬，只需選擇要改變線寬的實體（實體集），改變線寬屬性即可，線寬修改更加方便，須注意的是，LineWeight屬性線寬在屏幕的顯示與否決定于系統(tǒng)變量WDISPLAY，該變量為ON，則在屏幕上顯示LineWeight屬性線寬，該變量為OFF，則不顯示。多段線線寬同LineWeight都可控制實體線寬，兩者之間的區(qū)別是，LineWeight線寬是絕對線寬，而多段線線寬是相對線寬，也就是說，無論圖形以多大尺寸打印，LineWeight線寬都不變，而多段線線寬則隨打印尺寸比例大小變化而變化，命令scale對LineWeight線寬沒什么影響，無論實體被縮放多少倍，LineWeight線寬都不變，而多段線線寬則隨縮放比例改變而改變。由于沒有安裝打印機或想用別人高檔打印機輸入AutoCAD圖形，需要到別的計算機去打印AutoCAD圖形，但是別的計算機也可能沒安裝AutoCAD，或者因為各種原因（如AutoCAD圖形在別的計算機上字體顯示不正常，通過網絡打印，網絡打印不正常等），不能利用別的計算機進行正常打印，這時，可以先在自己計算機上將AutoCAD圖形打印到文件，形成打印機文件，然后，再在別的計算機上用DOS的拷貝命令將打印機文件輸出到打印機，方法為：copy <打印機文件> prn /b，須注意的是，為了能使用該功能，需先在系統(tǒng)中添加別的計算機上特定型號打印機，并將它設為默認打印機，另外，COPY后不要忘了在最后加/b，表明以二進制形式將打印機文件輸出到打印機。 用戶可以用鼠標一個一個地選擇目標，選擇的目標逐個地添加到選擇集中，另外，AutoCAD還提供了Window（以鍵入 “w" 響應Select object：或直接在屏幕上自右至左拉一個矩形框響應Select object：提示），Crossing（以鍵入 “C” 響應Select object：或直接在屏幕上自左至右拉一個矩形框響應Select object：提示），Cpolygon（以鍵入 “CP”響應Select object：），Wpolygon（以鍵入 “WP” 響應Select object：）等多種窗口方式選擇目標，其中Window及Crossing用于矩形窗口，而Wpolygon及Cpolygon用于多邊形窗口，在Window及Wpolygon方式下，只有當實體的所有部分都被包含在窗口時，實體才被選中，而在Crossing及Cpolygon方式下，只要實體的一部分包括在窗口內，實體就被選擇像。 AutoCAD還提供了Fence方式（以鍵入 “F” 響應Select object：）選擇實體，畫出一條不閉合的折線，所有和該折線相交的實體即被選擇。在選擇目標時，有時會不小心選中不該選擇的目標，這時用戶可以鍵入R來響應 “select objects：” 提示，然后把一些誤選的目標從選擇集中剔除，然后鍵入A，再向選擇集中添加目標。當所選擇實體和別的實體緊挨在一起時可在按住CTRL鍵的同時，然后連續(xù)單擊鼠標左鍵，這時緊挨在一起的實體依次高亮度顯示，直到所選實體高亮度顯示，再按下enter鍵（或單擊鼠標右鍵），即選擇了該實體。還可以有條件選擇實體，即用filter響應select objects：，在AutoCAD2000中，還提供了QuickSelect方式選擇實體，功能和filter類似，但操作更簡單，方便。AutoCAD提供的選擇集的構造方法功能很強，靈活恰當?shù)厥褂每墒怪茍D的效率大大提高。 AutoCAD提供點坐標（ID），距離（Distance），面積（area）的查詢，給圖形的分析帶來了很大的方便，但是在實際工作中，有時還須查詢實體質量屬性特性，AutoCAD提供實體質量屬性查詢（Mass Properties），可以方便查詢實體的慣性矩、面積矩、實體的質心等，須注意的是，對于曲線、多義線構造的閉合區(qū)域，應先用region命令將閉合區(qū)域面域化，再執(zhí)行質量屬性查詢，才可查詢實體的慣性矩、面積矩、實體的質心等屬性。 1.4 順序閥的應用 順序閥主要用來控制液壓缸(或液壓馬達)的順序動作，此外，還可作卸荷閥、背壓閥和平衡閥用。機床上的元件先定位后夾緊的液壓系統(tǒng)中常用順序閥控制。專用車床的橫向和縱向進給液壓缸的順序動作實例，其順序動作是：①車刀先橫向進給；②縱向進給；③橫向退刀；④縱向退刀。 當二位四通電磁換向閥1YA斷電時，油液首先進入折彎機橫向液壓缸A的下腔，車刀橫向進給，完成①的動作；碰上死擋鐵后橫向進給停止，油壓升高打開順序閥C，油液進入縱向液壓缸B的右腔，車刀縱向進給完成②的動作；當進給結束，1YA通電，二位四通電磁換向閥換向，液壓缸A上腔進油，下腔回油，車刀橫向退回，完成③的動作；當退至終點，系統(tǒng)壓力升高，打開順序閥D，液壓缸B左腔進油，車刀縱向退回完成④的動作，到此完成一個循環(huán)。 1.5 PROENGINEER設計基礎 Pro/Engineer操作軟件是美國參數(shù)技術公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內產品設計領域占據重要位置。 Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的軟件名稱，但在中國用戶所使用的名稱中，并存著多個說法，比如ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指Pro/Engineer軟件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0\creo2.0等等都是指軟件的版本。 1.5.1 主要特性 Pro/E第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據庫來解決特征的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。 Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。 1．參數(shù)化設計 相對于產品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構成特征，而每一種構成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。 2． 基于特征建模 Pro/E是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計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，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。 3． 單一數(shù)據庫（全相關） Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據庫上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據庫上。所謂單一數(shù)據庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應在整個設計過程的相關環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應在整個三維模型上。這種獨特的數(shù)據結構與工程設計的完整的結合，使得一件產品的設計結合起來。這一優(yōu)點，使得設計更優(yōu)化，成品質量更高，產品能更好地推向市場，價格也更便宜[1]?。 1.5.2 軟件版本 2010年10月29日，PTC?公司宣布，推出Creo?設計軟件。也就是說Pro/E正式更名為Creo。目前Pro/E最高版本為Creo Parametric 2.0。但在市場應用中，不同的公司還在使用著從Proe2001到WildFire5.0的各種版本，WildFire3.0和WildFire5.0是主流應用版本。Pro/Engineer軟件系列都支持向下兼容但不支持向上兼容，也就是新的版本可以打開舊版本的文件，但舊版本默認是無法直接打開新版本文件。雖然PTC提供了相應的插件以實現(xiàn)舊版本打開新版本文件的功能，但在很多情況下支持并不理想容易造成軟件的操作過程中直接跳出。 Pro/Engineer軟件版本中，除了使用類似proe2001、Wildfire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0和WildFire5.0等主版本外在每一個主版本中還有日期代碼的小版本區(qū)別，不同的日期代碼代表主版本的發(fā)行日期順序。通常每一個主版本中都會有C000、F000和Mxxx三個不同系列的日期代碼，C000版代表的是測試版，F(xiàn)000是第一次正式版，而類似M010，M020...M200等屬于成熟的正式發(fā)行版系列。M系列的版本可以打開C000和F000系列版本的文件，而C000版本則無法打開相同主版本的F000和Mxxx版本的Pro/Engineer文件，比如WildFire4.0 C000版本的Pro/Engineer將無法打開WildFire4.0 M060版本Pro/Engineer所創(chuàng)建的文件，但反過來則可以。 1.5.3模塊組成 Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色，實體或線框造型，完整工程圖的產生及不同視圖展示（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉）。Pro/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽殼（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復雜的幾何設計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關系，任何一個參數(shù)改變，其他相關的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持Postscript格式的彩色打印機。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標準數(shù)據交換格式來實現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下（沒有任何附加模塊）具有大部分的設計能力，組裝能力（運動分析、人機工程分析）和工程制圖能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS標準），并且支持符合工業(yè)標準的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。Pro/Engineer功能如下： 1． 特征驅動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）； 2． 參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）； 3． 通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關系來進行設計； 4． 支持大型、復雜組合件的設計（規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM的各種能用零件設計的程序化方法等）。 5． 貫穿所有應用的完全相關性（任何一個地方的變動都將引起與之有關的每個地方變動）。其它輔助模塊將進一步提高擴展 Pro/ENGINEER的基本功能。 Pro/ASSEMBLY是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動地更換零件。Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一個擴展選項模塊，只能在 Pro/Engineer環(huán)境下運行，它具有如下功能： 1． 在組合件內自動零件替換（交替式） 2． 規(guī)則排列的組合（支持組合件子集） 3． 組裝模式下的零件生成（考慮組件內已存在的零件來產生一個新的零件） 4． Pro/ASSEMBLY里有一個 Pro/Program模塊，它提供一個開發(fā)工具。使用戶能自行編寫參數(shù)化零件及組裝的自動化程序，這種程序可使不是技術性用戶也可產生自定義設計，只需要輸入一些簡單的參數(shù)即可。 5． 組件特征（繪零件與廣組件組成的組件附加特征值．如：給兩種零件之間加一個焊接特征等）。 Pro/CABLING提供了一個全面的電纜布線功能，它為在Pro/ENGINEER的部件內真正設計三維電纜和導線束提供了一個綜合性的電纜鋪設功能包。三維電纜的鋪設可以在設計和組裝機電裝置時同時進行，它還允許工程設計者在機械與電纜空間進行優(yōu)化設計。Pro/CABLING功能包括： 1． 新特征包括：電纜、導線和電線束； 2． 用于零件與組件的接插件設計； 3． 在Pro/ENGINEER零件和部件上的電纜、導線及電線束鋪設； 4． 生成電纜/導線束直線長度及BOM信息； 5． 從所鋪設的部件中生成三維電纜束布線圖； 6． 對參數(shù)位置的電纜分離和連接； 7． 空間分布要求的計算，包括干涉檢查； 8． 電纜質量特性，包括體積、質量慣性、長度； 9． 用于插頭和導線的規(guī)定符號。 Pro/CAT是選用性模塊，提供 Pro/ENGINEER與 CATIA的雙向數(shù)據交換接口，CATIA的造型可直接輸入 Pro/ENGINEER軟件內，并可加上 Pro/ENGINEER的功能定義和參數(shù)工序，而 Pro/Engineer也可將其造型輸出到 CATIA軟件里。這種高度準確的數(shù)據交換技術令設計者得以在節(jié)省時間及設計成本的同時，擴充現(xiàn)有軟件系統(tǒng)的投資。Pro/CDT是一個 Pro/ENGINEER的選件模塊，為 CADAM 2D工程圖提供 PROFESSIONALCADAM與 Pro/ENGINEER雙向數(shù)據交換直接接口。CADAM工程圖的文件可以直接讀入Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，經由PROFESSIONAL CADAM輸出或讀入任何運行 Pro/ENGINEER 的工作站上。Pro/CDT避免了一般通過標準文件格式交換信息的問題，并可使新客戶在轉入 Pro/ENGINEER后，仍可繼續(xù)享用原有的 CADAM數(shù)據庫。 Pro/COMPOSITE是一個 Pro/ENGINEER的選件模塊，需配用 Pro/ENGINEER及Pro/SURFACE環(huán)境下運行。該模塊能用于設計、復合夾層材料的部件。Pro/COMPOSITE在Pro/ENGINEER的應用環(huán)境里具備完整的關聯(lián)性，這個自動化工具提供的參數(shù)化、特征技術．適用于整個設計工序的每個環(huán)節(jié)。 Pro/DEVELOP是一個用戶開發(fā)工具，用戶可利用這軟件工具將一些自己編寫或第三家的應用軟件結合并運行在 Pro/ENGINEER軟件環(huán)境下。Pro/IDEVELOP包括‘C’語言的副程序庫，用于支援 Pro/ENGINEER的交接口，以及直接存取Pro/ENGINEER數(shù)據庫。 Pro/DESIGN可加速設計大型及復雜的順序組件，這些工具可方便地生成裝配圖層次等級，二維平面圖布置上的非參數(shù)化組裝概念設計，二維平面布置上的參數(shù)化概念分析．以及3D部件平面布置。Pro/DESIGN也能使用2D平面圖自動組裝零件。它必須在 Pro/Engineer環(huán)境下運行。其功能有： 1． 3D裝配圖的連接層次等級設計； 2． 整體與局部的尺寸、比例和基準的確定； 3． 情況研究-參數(shù)化詳細草圖（2D解算器、工程記錄和計算）繪制； 4． 組裝：允許使用3D圖塊表示零組件了定位和組裝零件位置； 5． 自動組裝。 Pro/ENGINEER提供了一個很寬的生成工程圖的能力，包括：自動尺寸標注、參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動生成投影面，輔助面，截面和局部視圖，Pro/DETAIL擴展了Pro/ENGINEER這些基本功能，允許直接從Pro/ENGINEER的實體造型產品按ANSI/ISO/JIS/DIN標準的工程圖。 Pro/DETAIL支持的功能包括： 1． 支持ANSI，ISO，JIS和DIN標準； 2． 全幾何公差配合： * 特征控制標志 * 基本尺寸標注 * 公差基準面和軸； 3． 測量標準 * 毫米尺寸 * 公差尺寸 * 角度尺寸 4． 字符高度控制； 5． 圖內可變字符高度； 6． 用戶自定義字體； 7． 圖內多種字體； 8． 雙尺寸標準； 9． 縱向尺寸標注； 10． 擴展視圖功能： * 零組件剖視圖 * 自動畫面剖線 * 半剖圖 * 多暴露視圖 * 旋轉面剖視圖 * 比例視圖（所有視圖不同比例） * 軸測圖（ISO標準）； 11． 表面光潔度標記； 12． 用戶自定義繪圖格式和繪圖格式庫； 13． 圖表； 14． 用于Pro/DETAIL設置隱含標準的配置文件； 15． 用于注釋表面光潔度和球星的多引線種類； 16． 尺寸與尺寸線平行； 17． 可選擇的消隱線顯示觀察； 18． 具有輸入用于注釋的ASCⅡ文件能力； 19． 多層零件圖和布置圖。 Pro/DETAIL也包括2D非參數(shù)化制圖功能，可用于生成不需要3D模型的產品圖。 Pro/DETAIL提供下列功能： 1． 具有讀其它符合 IGES4．0、SET和 DXF標準的 CAD系統(tǒng)生成的圖形能力。 2． 具有修改輸入圖形來影響設計修改或更新能力。 3． 具有利用 Pro/PROJECT提供圖形儲存、恢復等功能來管理這些圖形的能力。 4． 具有通過 IGES到 PTC支持的繪圖儀輸出這些圖形能力。 5． 具有將非相關性幾何體加到 Pro/DETAIL圖形的能力。 6． 具有生成用戶自定義的符號和符號庫的能力。 7． 具有生成用戶自定義的線型能 1.5.4歷史版本 從proe18版本開始引入中國市場后，PTC公司陸續(xù)推出了proe2000i、proe2000i^2、 proe2001版本[3]等版本，在2003年更是推出劃時代的產品WildFire系列，從2003年開始陸續(xù)又推出了WildFire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0，直到2009年推出WildFire5.0版本。 截至2010年的市場應用中，不同的公司還在使用著從Proe2001到WildFire5.0的各中版本，WildFire3.0和WildFire是目前的主流應用版本。Pro/Engineer軟件系列都支持向下兼容但不兼容向上兼容，也就是新的版本可以打開舊版本的文件，但舊版本默認是無法直接打開新版本文件。雖然PTC提供了相應的插件以實現(xiàn)舊版本打開新版本文件的功能，但在很多情況下支持并不理想容易造成軟件的操作過程中直接跳出。 在Pro/Engineer軟件版本中，除了使用類似proe2001、Wildfire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0和WildFire5.0等主版本外在每一個主版本中還有日期代碼的小版本區(qū)別，不同的日期代碼代表主版本的發(fā)行日期順序。通常每一個主版本中都會有C000、F000和Mxxx三個不同系列的日期代碼，C000版代表的是測試版，F(xiàn)000是第一次正式版，而類似M010，M020...M200等屬于成熟的正式發(fā)行版系列。M系列的版本可以打開C000和F000系列版本的文件，而C000版本則無法打開相同主版本的F000和Mxxx版本的Pro/Engineer文件，比如WildFire4.0 C000版本的Pro/Engineer將無法打開WildFire4.0 M060版本Pro/Engineer所創(chuàng)建的文件，但反過來則可以。 1.5.5用戶關注熱點 在目前的中國市場應用上，pro-e的應用主要集中于消費電子、高科技領域和玩具的產品設計和模具設計，因此也決定了用戶的關注熱點比較集中于零件建模、曲面造型、工程圖、優(yōu)化設計方法、分模和模具設計和逆向造型等模塊。而隨著國內用戶三維軟件技術應用水平的不斷提高，關注軟件數(shù)據管理和產品生命周期（PLM)的用戶也越來越多。 pro-e軟件許可證的監(jiān)控管理與調度優(yōu)化： 為了更好的管理與調度正版軟件的許可證問題，LicManager系統(tǒng)軟件可以監(jiān)控許可證，提供全面的詳細分析報告，可以查看軟件許可證使用情況，全方位管理資源，杜絕浪費，更具人性化。LMTLicManager高效的調度技術，將浮點許可證再次浮動使用，改變目前許可證一旦被某個用戶占有則一直占有的現(xiàn)狀，可以實現(xiàn)許可證在超過被應許范圍一定比例的情況下使用。它的解決方案已被多家世界500強企業(yè)所采用，可以為企業(yè)節(jié)省許可證費用30%以上。 2 順序閥總體結構的設計 2.1 順序閥的總體方案圖 本次設計的順序閥與常規(guī)順序閥一樣有內控外泄、外控外泄和外控內泄的控制方式，也是由外泄油腔、出油腔、進油腔、孔道、外控口、阻尼孔、調節(jié)螺釘、彈簧、閥蓋、閥體、閥芯、控制活塞等零部件組成。順序閥主要用來控制液壓缸(或液壓馬達)的順序動作，此外，還可作卸荷閥、背壓閥和平衡閥用。其具體方案布局圖如下： 2.2 順序閥的工作原理 順序閥是依靠氣路中壓力的作用而控制執(zhí)行元件按順序動作的壓力控制閥，如圖 1所示，它根據彈簧的預壓縮量來控制其開啟壓力。當輸入壓力達到或超過開啟壓力時，頂開彈簧，于是戶到A才有輸出；反之A無輸出。其具體工作原理如下圖2-1所示： 圖2-1順序閥工作原理圖 a:開啟狀態(tài) b關閉狀態(tài) 2.3 液壓傳動部分的設計計算 2.3.1流量、驅動力的計算 當壓力油輸入無桿腔，使活塞以速度V1運動時所需輸入順序閥的流量Q1為 Q1 = DV1 對于手臂伸縮順序閥：Q1=0.98cm/s， 對于手指夾緊順序閥：Q1=1.02 cm/s ,對于手臂升降順序閥：Q1=0.83 cm/s 順序閥的無桿腔內壓力油液作用在活塞上的合成液壓力P1即順序閥的驅動力為： P1 = Dp1 對于手臂伸縮順序閥：p1=196N， 對于手指夾緊順序閥：p1=126N ，對于手臂升降順序閥：p1=320N； 當壓力油輸入有桿腔，使活塞以速度V2運動時所需輸入順序閥的流量Q2為： Q2 = （D-d）V2； 對于手臂伸縮順序閥：Q1=0.87cm/s， 對于手指夾緊順序閥：Q1=0.96 cm/s ,對于手臂升降順序閥：Q1=0.72 cm/s 順序閥的有桿腔內壓力油液作用在活塞上的合成液壓力P2即順序閥的驅動力為： P2 = （D-d）p1； 對于手臂伸縮順序閥：p1=172N， 對于手指夾緊順序閥：p1=108N ，對于手臂升降順序閥：p1=305N； 2.3.2作用在活塞上面的總機械負荷的計算 順序閥工作時，控制活塞移動時，作用順序閥活塞上的總機械載荷P為 P = P工 + P導 + P封 + P慣 + P回 其中： P工 為工作阻力； P導 導向裝置處的摩擦阻力； P封 密封裝置處的摩擦阻力； P慣 慣性阻力； P回 背壓阻力； P = 83+125+66+80+208=562(N)； 2.3.3閥體內徑的尺寸計算 閥體內徑的計算 順序閥工作時，作用在活塞上的合成液壓力即驅動力與活塞桿上所受的總機械載荷平衡，即 P = P1（無桿腔） = P2 （有桿腔） 活塞的直徑可由下式計算 D = = 1.13 厘米 （無桿腔） 對于手臂伸縮順序閥：D=50mm， 對于手指夾緊順序閥：D=30mm ，對于手臂升降順序閥：D=80mm ，對于立柱橫移順序閥：D = 40mm 或D = 厘米 （有桿腔） 閥體壁厚的計算： 依據材料力學薄壁筒公式，順序閥的壁厚可用下式計算： = 厘米 P計 為計算壓力 順序閥材料的許用應力。 對于手臂伸縮順序閥： =6mm， 對于手指夾緊順序閥： =17mm ，對于手臂升降順序閥： =16mm , 對于立柱橫移順序閥: =17mm； 活塞直徑的計算 可按強度條件決定活塞直徑d ?；钊麠U工作時主要承受拉力或壓力，因此活塞桿的強度計算可近似的視為直桿拉、壓強度計算問題，即： = ≦ 即 d ≧ cm； 對于手臂伸縮順序閥：d =30mm。 3 液壓系統(tǒng)的設計 3.1液壓系統(tǒng)的簡介 機械手的液壓傳動是以有壓力的油液作為傳遞動力的工作介質。電動機帶動油泵輸出壓力油，是將電動機供給的機械能轉換成油液的壓力能。壓力油經過管道及一些控制調節(jié)裝置等進入油缸，推動活塞桿運動，從而使手臂作伸縮、升降等運動，將油液的壓力能又轉換成機械能。手臂在運動時所能克服的摩擦阻力大小，以及夾持式手部夾緊工件時所需保持的握力大小，均與油液的壓力和活塞的有效工作面積有關。手臂做各種運動的速度決定于流入密封油缸中油液容積的多少。這種借助于運動著的壓力油的容積變化來傳遞動力的液壓傳動稱為容積式液壓傳動，機械手的液壓傳動系統(tǒng)都屬于容積式液壓傳動。 3.2液壓系統(tǒng)的組成 液壓傳動系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成： ① 油泵 它供給液壓系統(tǒng)壓力油，將電動機輸出的機械能轉換為油液的壓力能，用這壓力油驅動整個液壓系統(tǒng)工作。 ② 液動機 壓力油驅動運動部件對外工作部分。手臂做直線運動，液動機就是手臂伸縮油缸。也有回轉運動的液動機一般叫作油馬達，回轉角小于360°的液動機，一般叫作回轉油缸（或稱擺動油缸）。 ③ 控制調節(jié)裝置 各種閥類，如單向閥、溢流閥、節(jié)流閥、調速閥、減壓閥、順序閥等，各起一定作用，使機械手的手臂、手腕、手指等能夠完成所要求的運動。 3.3液壓傳動的基礎知識 液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術，是工農業(yè)生產中廣為應用的一門技術。如今，流體傳動技術水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。1795年英國約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質,以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將工作介質水改為油,又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末 20 世紀初的20年間,才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動 的逐步建立奠定了基礎。20 世紀初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機床中有30%應用了液壓傳動。應該指出,日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近20~30 年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領先地位。 液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應用非常廣泛，如一般工。業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構等；發(fā)電廠渦輪機調速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉舞臺等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。液壓傳動的基本原理是在密閉的容器內，利用有壓力的油液作為工作介質來實現(xiàn)能量轉換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元