摘 要：針對現(xiàn)有的粉料、液料混合輸送機(jī)的運(yùn)動方案布置不合理，傳動效率低，生產(chǎn)效率低下的情況，設(shè)計一款新型的二元粉料混合輸送機(jī)，文章介紹了該機(jī)的總體機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)的工作原理。運(yùn)用ug軟件對螺旋混料輸送機(jī)的主要零件進(jìn)行建模，完成零部件的裝配，對其整體進(jìn)行運(yùn)動仿真，檢驗(yàn)其在運(yùn)動過程中存在的問題。同時對主軸進(jìn)行強(qiáng)度分析，ug分析的結(jié)果與理論分析結(jié)果基本吻合。

關(guān)鍵詞：二元粉料混合輸送總體結(jié)構(gòu)；傳動系統(tǒng)；ug軟件

引言

物料輸送機(jī)主要是起攪拌、輸送物料作用，但是目前的物料輸送機(jī)功能單一、適應(yīng)性差、傳動效率低、功耗高等問題。為了減少勞動力，減輕勞動者的工作量，現(xiàn)在原有的物料輸送機(jī)的設(shè)計基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以獲得更高的生產(chǎn)效率，更低的能量消耗為目的設(shè)計二元粉料混合輸送機(jī)。文章介紹了一種新型的齒形螺旋葉片以達(dá)到較高的生產(chǎn)效率。

ug/Gateway為所有ug NX產(chǎn)品提供了一個一致的、基于Motif的進(jìn)入捷徑，是用戶打開NX進(jìn)入的第一個應(yīng)用模塊。Gateway是執(zhí)行其他交互應(yīng)用模塊的先決條件，該模塊為ug NX5的其他模塊運(yùn)行提供了底層統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫支持和一個圖形交互環(huán)境。它支持打開已保存的部件文件、建立新的部件文件、繪制工程圖以及輸入輸出不同格式的文件等操作，也提供圖層控制、視圖定義和屏幕布局、表達(dá)式和特征查詢、對象信息和分析、顯示控制和隱藏/再現(xiàn)對象等操作。這是一個交互式CAD/CAM（計算機(jī)輔助設(shè)計與計算機(jī)輔助制造）系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。在設(shè)計方面，ug能夠?qū)嶓w建模，大大節(jié)約生產(chǎn)設(shè)計成本，縮短設(shè)計周期，達(dá)到了產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計到加工真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成。同時ug能夠增加設(shè)計分析的可靠性，從這一點(diǎn)來說，ug大大節(jié)約了設(shè)計時間及成本。

1 螺旋混料輸送及ug建模

1.1 二元螺旋混料輸送機(jī)

螺旋混料輸送機(jī)，就安裝在粉料配料稱量機(jī)的輸送管下方，它的進(jìn)料漏斗正對著輸送管的出口。在配料稱料機(jī)將兩種粉料陸續(xù)輸入到進(jìn)料漏斗同時，操作者將液體料的進(jìn)料閘閥打開，并控制閘閥的開度，使液體料能按規(guī)定比例輸入到漏斗中[2]。當(dāng)混料輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，再將這些原料輸送到下一道工序加工處。這種輸送機(jī)的工作是連續(xù)不斷地進(jìn)行的，而且其輸送量是與生產(chǎn)線規(guī)定的生產(chǎn)效率相一致，能夠隨著生產(chǎn)線的要求隨時變更輸送量，因而是可調(diào)的。更為重要的是，在物料輸送機(jī)的輸送過程中，還能夠完成混料加工：將兩種粉料和液體攪拌成成分均勻的糊狀物[2]。螺旋混料輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)導(dǎo)致了其工作的穩(wěn)定與高效。與其他混料機(jī)相比，螺旋混料輸送機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）液料粉料混合的同時還可以進(jìn)行物料的輸送，在同一時段可以完成多個工序，節(jié)省工時；（2）進(jìn)料，混料，輸送，出料同時進(jìn)行，提高了生產(chǎn)效率；（3）在混料比例，輸送功率等可以實(shí)時調(diào)節(jié)，所以生產(chǎn)效率可調(diào)，有利于事先計劃的均衡生產(chǎn)。

1.2 二元螺旋混料輸送機(jī)的建模

ug采用基于特征和約束的建模技術(shù)，具有建立復(fù)雜的實(shí)體的能力。其建模方式主要有：實(shí)體建模，特征建模，自由曲面建模，用戶自定義特征建模，復(fù)合建模等。

1.2.1 輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的建模

ug實(shí)體建模主要基于約束的特征造型，它可以方便的將各種復(fù)雜的空間曲線通過約束的方式連接在一起從而形成直觀的空間造型[3]。建模首先要先創(chuàng)建一個草圖。草圖是建模的平臺與基礎(chǔ)。創(chuàng)建完草圖之后可以在任務(wù)環(huán)境中繪制草圖。能夠在建模過程中靈活運(yùn)用孔，凸臺，拔模等指令就可以輕松完成許多結(jié)構(gòu)簡單的物理模型，如漏斗（圖1）的建模，其優(yōu)點(diǎn)就在于省時省力，在最短的時間可以建立起符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的物理模型。運(yùn)用草圖繪制料槽（圖2）的端面草圖之后再進(jìn)行正確的拉伸變換即可完成料槽的實(shí)體建模。

1.2.2 輸送機(jī)主軸及葉片的建模

主軸的建模是此二元螺旋混料輸送機(jī)最復(fù)雜的實(shí)體建模。主軸的建模先由簡單到復(fù)雜。先設(shè)計主軸（圖3），按預(yù)先設(shè)計的圖紙先進(jìn)行主軸的建模，熟練運(yùn)用草圖、凸臺、孔等命令可以先將主軸畫出來，主軸建模之后再調(diào)用螺旋線工具欄沿主軸方向上繪制一條螺旋線，然后在螺旋線的一個起始端繪制一片螺旋葉片，再以這片螺旋葉片為特征沿螺旋線掃掠，粗略繪制出十四片螺旋葉片[5]。最后使用關(guān)聯(lián)復(fù)制進(jìn)行葉片角度等的進(jìn)一步加工。建模完成后要與圖紙相對比，檢查是否有錯誤的地方。加工過程中要仔細(xì)，保證尺寸符合預(yù)先設(shè)計的圖紙?？傮w結(jié)構(gòu)圖如圖4。

2 二元螺旋物料輸送機(jī)的仿真

2.1 ug仿真模塊的介紹

ug的仿真模塊可以對任何二維或三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)分析和設(shè)計仿真，還可以用于運(yùn)動機(jī)構(gòu)模型分析其運(yùn)動規(guī)律。其優(yōu)勢是可以對其引動過程中各個部件的速度，加速度及位移進(jìn)行分析，設(shè)計中的更改也可以直接的反映到裝配的主模塊中。仿真是實(shí)體建模的重要一步，是檢驗(yàn)設(shè)計是否合理的關(guān)鍵步驟。

2.2 運(yùn)動仿真的簡介

2.2.1 建立運(yùn)動分析場景

運(yùn)動場景是ug運(yùn)動仿真的框架和入口，它是整個仿真模塊的載體，存儲著物體運(yùn)動模型的所有信息，首先打開完成好的ug二元螺旋物料混料輸送機(jī)的三維模型，在菜單欄中選擇運(yùn)動仿真（motion），進(jìn)入ug運(yùn)動仿真模塊。然后再左側(cè)右擊新建一個new scenario，默認(rèn)名稱為motion_1。

2.2.2 建立連桿特性

連桿特性主要是為了服務(wù)于運(yùn)動使各個機(jī)構(gòu)部件之間相互運(yùn)動聯(lián)系。如機(jī)架，軸承座等不隨著主軸轉(zhuǎn)動發(fā)生移動的構(gòu)件可以將其屬性設(shè)置為固定連桿，而像其他構(gòu)件如主軸，前軸頭，后軸頭等，應(yīng)該為其細(xì)致的設(shè)置屬性。

2.2.3 建立運(yùn)動副

在ug工具欄中點(diǎn)“運(yùn)動副”按鈕，顯然需要的建立的是圓柱副，所以按系統(tǒng)提示建立圓柱副，并勾選嚙合連桿，因?yàn)檫€需要讓前軸頭等進(jìn)行同步運(yùn)動。

顯示運(yùn)動特性，分析運(yùn)動過程。首先需要對剛剛所做的運(yùn)動副進(jìn)行解算方案，然后計算方案。

解算完成后并計算方案無誤后可以進(jìn)行仿真運(yùn)動。

在這里我們?nèi)∵\(yùn)動速度為100r/min以適應(yīng)設(shè)計之初的運(yùn)行速度。在反復(fù)多次的調(diào)試之后。運(yùn)行結(jié)果正常。

3 結(jié)束語

ug是一款功能強(qiáng)大的輔助設(shè)計軟件，集計算機(jī)輔助設(shè)計，運(yùn)動仿真，有限元分析功能于一體的計算機(jī)輔助設(shè)計軟件。通過ug軟件完成整機(jī)的傳動系統(tǒng)三維建模、虛擬裝配和運(yùn)動仿真，整個設(shè)計過程更加直觀、形象，結(jié)構(gòu)優(yōu)化和修改更加便捷。仿真結(jié)果表明，該傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、緊湊，各傳動元件間無干涉，傳動比分配符合要求，設(shè)計符合要求。此次借以二元螺旋混料輸送機(jī)為例展現(xiàn)了ug軟件對混料輸送的建模功能，運(yùn)動仿真功能。同時此二元螺旋混料輸送機(jī)符合運(yùn)動學(xué)要求，能穩(wěn)定持續(xù)的工作。

參考文獻(xiàn)

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