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液壓驅動機械設計及仿真研究論文
摘要：驅動機械發揮的作用不斷加重，使得更多的設計人員參與到機械的設計和仿真研究工作中來。本文根據筆者長時間對機械工作的總結和研究，對機械設計和仿真技術進行了深入思考，并對其如何指導實際工作，如何合理設計進行了細致地分析。
關鍵詞：液壓驅動；機械；仿真設計
隨著科學技術的進一步發展，液壓驅動機械在生產活動中發揮著越來越重要的作用。機械可以代替人類從事危險、繁重、重復的工作，大大提高了工作效率和精度。液壓驅動機械設計及其仿真的深入研究可以更加有效地發揮機械的作用，減少人類的工作負擔。在設計研究階段，需要將多方面的內容考慮在內，計算機技術、仿真技術、工作原理等多個板塊內容整合在一起。本文研究的內容重點在機械的具體設計和如何在SolidWorks軟件中實現對機械部件的仿真模擬。
一、機械設計研究的必要性
復雜的液壓機械是在計算機程序的操控下進行一系列自動化操作，完成預定指令和預定任務。機械設計是機械性能好壞的關鍵，合理的設計可以大大簡化機器人的工作程序，加快速度，減少資源和能源的浪費。機器的思維方式是程序，是起初的設計方案。出色的設計可以減少生產周期，提高產品的整體質量，增加收益，反之，得不到預計效果，影響整體發展水平。現代社會正處于快速發展階段，各國制造行業得到了快速地發展，不同領域的技術和設備都展開了長期競賽，使得簡單、粗糙的成品地位不斷下降。我國機械發展得到了空前提高，計算機技術獲得快速發展，國內技術設計者也可以創造出世界一流水平的產品。為了更加快速地整個發展領域的實力，必須加大對機械設計的研究力度，從多個技術層面和空間發展機械動力，使得液壓驅動機械在實際生產生活中發揮更加突出的作用。機械設計研究的意義在于提高精準性，實現簡易化操作。國內機械設計的過程中主要考慮到機械設計、實體建模以及計算機技術的綜合運用。機械設計階段需要根據自身的工作需要以及機械給實際工作來的便利來思考如何進行設計。機械的不同部位也需要進行不斷改進性的探索，尤其是是運動路線和傳遞路線。總之，機械設計的目的是簡化機械運動的步驟，方便操作者的生產使用。具體的機械設計還會有具體的設計細則規定，必須按照規定合理性設計，否則就可能走彎路，影響企業效益。
二、SolidWorks軟件如何實現驅動機械零件的仿真模擬
SolidWorks軟件是一款專門為驅動機械的設計服務的軟件。通過這款軟件，設計者可以清晰地看到機械具體的運作情況，進而將其中不合理或是不簡潔的部分剔除，進行重新設計。SolidWorks軟件系統對理論要求比較低，可以直觀、快速、簡潔的觀看機械運動的效果，給從業者提供了巨大的幫助。機械設計應該從理論層面進行分析，對曲面、圓弧以及旋轉、拉伸等多種特殊造型進行精細化考慮，力求設計的機械產品簡潔高效。具體分析幾種常見的模型造型：第一：爪型。在軟件的“草圖繪制”命令下找到爪型圖案，并對爪型按照機械的設計要求進行進一步的改動。在改動的過程中，可以在任何一個方向上進行伸縮變化，角度旋轉變換，也可以添加其他的圖形進行圖形合并，設計出新的造型。總之，設計者利用軟件中的基本元素進行后期處理達到機械設計的目的，合理表達機械運動的部件。軟件可以顯示具體的長度、角度以及傾斜度，設計者應該在設計中對爪型部件的各個要素進行明確規定，這樣才可以在軟件展示中得到應有的效果。第二：齒輪。齒輪是多種基本圖形的綜合設計圖。齒輪的規格、形狀以及具體的用途十分寬泛，齒輪模型也需要設計者進行修改。在修改過程中，需要選擇基準線、基準面同時配合多種拉伸、旋轉、混合技術，甚至通過顏色深淺的不同進行齒輪不同位置的設計，以便更好的達到利用效果。齒輪是驅動機械中不同部件相互作用的關鍵性連接點，需要設計者從三個角度設計好齒輪的規格，提高制作工藝。第三：螺絲。為了機械后期維修的便捷性，復雜的機械設備也需要進行采用螺絲連接不同板塊，使得各個相對獨立的整體形成一個完整性的驅動設備。SolidWorks軟件的螺絲設計模型是按照我國《機械設計手冊設計》要求的，可以較好的適用于較多的機械場合。軟件呈現的是三維效果，螺絲設計是否得當，各個部件是否很好的切合在一起就可以直接看出來。除此之外，機械設計過程中還會遇到更多、更復雜的模型，設計者都應進行精密性的計算和規劃，否則就無法達到產品要求的質量。軟件不僅可以將各個精細的部件表現到位，還可以實現機械的動態模擬，幫助設計者在動態流程中發現不足設計的不足。軸承、螺柱等都是精密的部件，并且不同部位的具體設計尺寸存在著差別，需要具體問題具體分析。軟件可以為機械設計者提供準確、清晰的仿真依據和仿真模型，為設計者提供直接性的幫助。在可視化的軟件中，機械的設計內容可以在不同角度得到完美展示，對機械設計的改造也可以起到提示作用。
三、有限元法輔助機械設計
有限元法可以有效地支出設計者進行創新性設計。有限元法將眾多數據問題轉為為數學問題，利用計算機數學模型的計算處理能力，快速將大批量數據處理為具體的動態分析模型。復雜機械設計可以利用有限元法將困難的模型分離開，并逐個進行研究，以便順利完成整個模型的設計。分析有限元的過程是計算機軟件分析過程，在這個過程中材料的選取、零件的位置以及約束條件都會被一一表示出來，對應力和變力的處理能力和承受能力也會進行數據測試，并形成一個整體效果圖，供設計者進行二次改進或是簡化，以便提高工作效率。機械中的小部件和零碎部件的分析需要十分關注。驅動機械質量問題的源頭往往是小部件引起。個別部件的損壞將給整個設計帶來嚴重的后果，因此，需要在設計中充分重視小部件的設計合理性，對小部件的應力和受力情況進行正確的分析，以便在使用中不會超出其承受范圍。
四、結束語
在液壓機械越來越重要的今天，機械設計及其仿真的研究對機械設計的突破性創造有著十分重要的意義。加大對液壓機械的關注力度，擴大研究投資都可以有效地支持液壓機械的設計發展，為液壓機械的設計技術提供更好的平臺，使得我國的機械設計和研究能力不斷突破。
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