畢業(yè)設計電動轉筆刀虛擬設計及運動仿真三號楷三號楷機械工程系學生姓名：學號：機械工程系機械電子工程系部：機械電子工程專業(yè)：指導教師：二零一五年五月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。本人簽名：年月日畢業(yè)設計任務書設計題目：電動轉筆刀虛擬設計及運動仿真系部：機械工程系專業(yè)：機械電子工程學號：學生：指導教師（含職稱）：1．課題意義及目標學生應通過本次畢業(yè)設計，綜合運用所學過的基礎理論知識，深入了解機械產(chǎn)品的設計方案比選，材料選擇及分析計算，熟悉PLC控制程序的編寫，零件工作圖及裝配圖等方面的設計規(guī)范、計算方法及設計思想等內(nèi)容，提高學生對專業(yè)知識的運用。為學生在畢業(yè)后從事機械電子工程的工作打好基礎。2．主要任務（1）查閱資料（包括教材，專著及論文），對市場現(xiàn)有轉筆刀進行分類分析。制定設計方案。（2）利用三維軟件建立轉筆刀的三維模型，完成運動仿真（3）對主要部件進行受力分析計算并編寫PLC控制程序。（4）繪制零部件工作圖及裝配圖（5)撰寫畢業(yè)論文3．主要參考資料[1]楊可楨，程光蘊．機械設計基礎[M]．高等教育出版社；2013.06[2]西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室．機械原理[M]．高等教育出版社；2013.08[3]機械設計手冊[M]．機械工業(yè)出版社．2010.05[4]林江．工程材料及機械制造基礎[M]，機械工業(yè)出版社；2013.094．進度安排設計各階段名稱起止日期1查閱資料，制定設計方案3月32利用軟件建立三維模型，完成運動仿真3月243對主要部件進行受力分析計算并編寫PLC控制程序4月144繪制所屬部件的零件圖及裝配圖。5月55撰寫畢業(yè)論文6月2審核人：年月日[13]6.1虛擬裝配為了對機構進行運動仿真，在進行轉筆刀的虛擬裝配時，不能全部使用無連接接口的裝配約束，需要根據(jù)真實的運動情況選擇裝配類型，使用得最多的就是“銷釘”連接。通過銷釘連接，可以使得大小齒輪都可以繞著自身的中心軸旋轉。6.2設定初始位置整個轉筆刀的運動仿真是在proe的”機構”界面里面進行的。經(jīng)過上面的裝配，運動仿真其實已經(jīng)可以進行了，但由于整個裝配過程中使用了連接裝配，齒輪輪齒嚙合關系不明確。為了更清晰的表達運動時各齒輪輪齒的嚙合關系，并且不對后面的干涉分析產(chǎn)生不利影響，就必須對各個齒輪的初始位置進行重新設定，這就需要用到凸輪連接。先把太陽輪跟行星輪連接起來，分別選擇太陽輪與行星輪靠得較近的一對輪齒的齒面作為第一凸輪和第二凸輪，創(chuàng)建凸輪連接。按照同樣的方法把所有有嚙合關系的齒輪都建立凸輪連接，初始位置就建立完成。拍下當前”快照”記錄初始位置，再刪除所有凸輪連接，進入下一步驟。6.3運動仿真與動畫為了讓我們對轉筆刀的工作情況有更直觀的了解，我們需要對它進行運動仿真。在”機構”界面中，所有使用連接裝配的零部件都會變成加亮主體，每一個加亮主體都可以添加驅動電機。在本次裝配中，每一個齒輪都會是加亮主體，最常用的做法就是添加齒輪連接副，把讓每一對相互嚙合的齒輪都添加齒輪連接副，這樣只用添加與整個機構自由度相同的驅動電機，就可以得到確定的運動。點擊回放，選擇合適的視角，在播放仿真畫面的時候點擊捕獲，系統(tǒng)會自動生成動畫。下圖為輸入輸出速度曲線圖，從圖中可以很清晰看出輸入輸出速度的關系。圖6.1輸入輸出曲線圖7結論目前在市場上銷售的削鉛筆工具最常見的有兩種：一種是鉛筆刀，一種是手動轉筆刀。兩種轉筆刀由于手的用力不均勻，削出來的鉛筆外觀難看，而且削出的鉛芯長度難以掌握，容易斷芯，并且削鉛筆速度也比較慢，影響效率。本文設計一種電動轉筆刀，結構簡單，使用便捷。一般鉛筆刀必須靠人力才能完成削鉛筆，本轉筆刀有效解決了這個缺陷。并且將多個電動轉筆刀組裝成一個削筆器，提高了效率。通過設計，得到以下結論：（1）通過對比每種機械傳動的特點及優(yōu)缺點，確定了使用齒輪傳動作為電動轉筆刀的減速裝置。（2） 在刀具的設計計算中，由于刀具切削木材是個比較復雜的過程，本設計在計算當中只考慮刀具和工件之間的相對運動而忽略了其他復雜的因素。從而確定了電機的選擇。（3） 利用PLC實現(xiàn)了對削筆器的啟動和停止的控制，使其使用更加方便、快捷。（4）根據(jù)論文中計算出的結果，完成了裝配圖和零件圖，并建立了三維模型。在整個畢業(yè)設計過程中，明顯感覺到自己在課堂上學的知識不夠用，我參考了大量的書本，有自己學過的，也有沒學過的。在本設計的研究過程中，學習了很多新知識，也明白了學習是一個長期積累的過程。由于本人水平有限，本次設計中還有很多不足之處，例如夾緊裝置的設計不夠完善，希望各位老師和同學多多賜教。參考文獻成大先.機械設計手冊（1-5卷）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002:14-1200何銘新，錢可強.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004：30-150濮良貴，紀名剛..機械設計[M]..北京：高等教育出版社，2006：143-269崔繼仁.電氣控制與PLC應用技術[M].北京：中國電力出版社，2010:66-103劉煬..現(xiàn)代機械工程圖學[M]..北京：機械工業(yè)出版社，2011.：36-85吳州洋，俞金江.淺談一種新型電動卷筆刀[J].北京電力高等?？茖W校學報（自然科學版），2012，（第1期）317-323吳宗澤，羅勝國.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社，2006：35-92劉美華，張秀娟.互換性與測量技術[M].武漢：華中科技大學出版社，2013:32-120陳作模，葛文杰..機械原理[M].北京：高等教育出版社，2006：174-229李育錫.機械設計課程設計[M].北京：高等教育出版社，2008:11-69劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2006:22-80王世剛.機械設計實踐[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2001:150-300HeF,HanS.Amethodandtoolforhuman-humaninteractionandinstantcollaborationinCSCW-basedCAD,ComputersinIndustry,57,2006,740--751.CollazosCA,GuerreroLA,PinoJA.RenziS,KlobasJ.Evaluatingcollaborativelearningprocessesusingsystem-basedmeasurement,EducationalTechnology&Society,2007,10,257-274.AkaoY,MazurGH.TheleadingedgeinQFD:past,present,future,InternationalJournalofQualityandReliabilityManagement,2003,20,20-35.致謝本次課題研究是在張愛榮導師的親切關懷和悉心指導下完成的。從論文選題開始，老師就給我提出了許多寶貴的意見。在做論文期間，老師孜孜不倦的教誨一直讓我備受感動。老師嚴謹?shù)膽B(tài)度也讓我影響深刻，這都將對我以后的工作產(chǎn)生深遠的影響，在以后的工作當中，我定會一如既往的努力，全身心的投入到工作當中。在即將離開大學校園之際，我還要感謝在這四年中給予我很多教誨和幫助的各位老師。感謝他們這四年大學的辛勤教導，讓我學到了很多專業(yè)知識，順利完成畢業(yè)設計。在設