基于solidworks汽车凸轮轴的三维实体设计毕业设计论文管理资料.docx
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基于solidworks汽车凸轮轴的三维实体设计毕业设计论文管理资料
扬州工业职业技术学院
2015—2016学年
第一学期
毕业设计
课题名称：
基于solidworks汽车凸轮轴的三维实体设计
设计时间：
2015年11月20日-2016年1月20日
学院：
机械工程学院
班级：
姓名：
指导教师：
总目录
第一部分任务书
第二部分开题报告
第三部分正文
第一部分
任
务
书
扬州工业职业技术学院
2013级毕业设计（论文）任务书（表1）
院（系）：
机械工程学院专业：
机械设计与制造班级：
1201机械设计
学生姓名
张莉
指导教师
梁宝
职称
助理实验师
课题名称
基于Solidworks汽车凸轮轴的三维实体设计
课题工作内容
一、课题的技术要求和工作要求：
技术要求：
凸轮轴是气门传动组件的主要零件。
它对气门的运动规律和配气系统的工作性能具有非常重要的影响。
它的基本功用是根据内燃机工作过程的需要有序有规律地开启和关闭气门。
根据给定汽车凸轮轴的材料与使用要求，完成该凸轮轴零件的设计、并利用solidworks设计软件完成凸轮轴的三维实体建模，并进行参数表的设计与制定。
工作要求：
要求工作严谨、认真，作风严谨，有较强的自学和独立工作的能力，能按时完成规定的进度，具有一定的创新意识的能力。
二、课题的任务与内容：
设计任务的步骤和内容：
（1）对汽车凸轮轴进行功能分析与调研目前市场上的凸轮轴的先进的水平。
（2）凸轮轴的材料分析与结构设计。
（3）运用solidworks软件对凸轮轴进行三维实体设计。
（4）运用solidworks软件对凸轮轴进行参数化的设计。
（5）按学院有关规定格式编制设计说明书。
（6）按学院时间安排要求，整理说明书，图纸和进行答辩的准备。
指
标
要
求
一、设计说明书（论文）中图表绘制：
根据凸轮轴的设计和计算，运用solidworks计算机辅助设计软件对其进行实体建模，并绘出主要零部件的零件图和装配图。
二、设计说明书（论文）要求：
设计说明书的论证要有科学根据，要有说服力；计算部分须指出公式来源并说明公式中的符号所代表的意义，公式中所有常数或系数必须正确，计算结果要足够准确，计算过程可省略，计算中采用的数据及计算结果可列表表示；说明书分章节段落叙述，通顺简练，有条理；所有图表、线图、简图应规范。
毕业设计（论文）文本：
要有完整的、符合扬州工业职业技术学院要求的毕业设计说明书（论文），毕业设计篇幅为15000字左右，设计说明书为30-40页；（A4纸打印，不包括附件）；图表清晰，不得用徒手画。
设计说明书（论文）内容顺序应为封面、衬页、中、英文摘要、目录、说明书（论文）正文、参考资料、致谢、附件封底。
进
程
安
排
2015年11月20日-2015年11月22日选题、调研、收集资料
2015年11月25日-2015年11月29日论证、开题
2015年12月2日-2015年12月27日设计（写作初稿）
2015年12月30日-2016年01月20日修改、定稿、打印
主
要
参
考
文
献
[1]《solidworks设计与分析范例教程》赵罘机械工业出版社2008
[2]《solidworks初学者实战教程》段建中电子工业出版社2009
[3]《机械零件设计手册》吴宗泽机械工业出版社2004
[4]《新编机械设计师手册》徐灏机械工业出版社1995
[5]《solidworks2006产品设计应用范例》赵秋玲清华大学出版社
[6]《机械设计基础》陈立德机械工业出版社2007
[7]《机械设计基础课程设计指导书》陈立德机械工业出版社2007
[8]《互换性与技术测量》廖念钊中国计量出版社2000
[9]《现代机械传动手册》编辑委员会现代机械传动手册
起止
日期
2015年11月20日—2016年1月20日
系（部）盖章：
教研室主任（签字）：
年月日年月日
第二部分
开
题
报
告
扬州工业职业技术学院机械工程学院2016届
毕业设计（论文）开题报告书（表2）
学生姓名
专业
机械设计与制造
班级
学号
1203120104
题目
基于solidworks汽车凸轮轴的三维实体设计
指导教师
梁宝
职称
助理实验师
学位
学士
题目类别
■工程设计□基础研究□应用研究□其它
【课题的内容与要求】
课题内容：
（1）对汽车凸轮轴进行功能分析与调研目前市场上的凸轮轴的先进的水平
（2）凸轮轴的材料分析与结构设计。
（3）运用solidworks软件对凸轮轴进行三维实体设计。
（4）运用solidworks软件对凸轮轴进行参数化的设计。
（5）按学院有关规定格式编制设计说明书。
（6）按学院时间安排要求，整理说明书，图纸和进行答辩的准备
要求：
根据给定凸轮设计运动分析与需求分析，完成该凸轮零件的设计、并利用solidworks设计软件完成凸轮的实体建模，在此基础上再对凸轮运动进行仿真设计和验证设计的凸轮运动的正确性。
设计说明书的论证要有科学根据，要有说服力；计算部分须指出公式来源并说明公式中的符号所代表的意义，公式中所有常数或系数必须正确，计算结果要足够准确，计算过程可省略，计算中采用的数据及计算结果可列表表示；说明书分章节段落叙述，通顺简练，有条理；所有图表、线图、简图应规范。
毕业设计（论文）文本：
要有完整的、符合扬州工业职业技术学院要求的毕业设计说明书（论文），毕业设计篇幅为15000字左右，设计说明书为30-40页；（A4纸打印，不包括附件）；图表清晰，不得用徒手画。
设计说明书（论文）内容顺序应为封面、衬页、中、英文摘要、目录、说明书（论文）正文、参考资料、致谢、附件封底。
【前言】
毕业设计是大学三年的综合性实践环节，目的是通过课题的设计研究，培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。
但是，高职学生的毕业设计不完全等同于本科生，应密切与生产实际相结合，应与培养职业能力相结合，应体现职高的特点。
本设计是汽车凸轮轴的三维实体设计，凸轮机构是工程上广泛应用的传动机构，凸轮轴设计关键是凸轮轮廓曲线的设计，常用设计方法有解析法和图解法。
实际工程中多采用简单直观的作图法进行设计，但其精度较低，难以准确满足工程需要，且当尺寸、参数变化时就得重新作图，无法对设计机构进行运动性能分析；解析法需要大量的数据计算，过程繁琐且不直观，有些实际问题难以用解析法来描述，实际工程中不常使用。
本次设计在基与Solidworks软件的基础上，进行凸轮轴零部件的三维设计，并得凸轮的设计达到参数化，合理化，极大的提高了工作效率。
根据给定凸轮轴的设计，利用solidworks设计软件完成凸轮轴的实体三维实体建模，在此基础上再对凸轮轴进行三维实体设计和验证设计的正确性。
【方案的比较与评价】
目前，对于凸轮轴的三维设计，有多种基于不同CAD支撑软件的标准件库，每种CAD撑软件下又有不同的建库方式[1]。
1、AutoCAD环境下的建库，是利用AutoCAD提供的图块功能，但是由于插入是不能对实体的局部尺寸进行修改，一般只用于诸如符号的简单图形库。
2、可以利用AutoCAD提供的Autolisp，VBA等编程工具，通过编辑的方式对零件描述其图形。
这种方式可以实现参数化绘图，而且调用方便，但这种建库方式变成的工作量相当大，曾加和修改零件时都需修改程序。
这些基于AutoCAD的图形库大都是二维图形库。
3、三维标准库以基于SolidWorks和MDT居多。
基于SolidWorks的标准件库设计可通过系列零件设计表和驱动功能，使用该表对标准件模型内的各种尺寸进行驱动，SolidWorks有全面的零件实体建模功能，变量化的草图轮廓绘制，并能够自动进行动态过约束检查。
本设计以SolidWorks为平台，利用其强大的参数化造型技术和SolidWorks提供的二次开发模块，建立汽车的图州轮三维实体参数化设计，以适应机车新产品的设计和开发，与CAD软件建库方案相比较，SolidWorks具有基于特征，全尺寸的约束，尺寸驱动设计修改，全数据相关等等特点，并因其基于参数化的设计思想，目前已成为业界应用最广，技术相对成熟的专业CAM软件之一[4]。
【预期的效果及指标】
预期的效果：
通过SolidWorks三维设计软件实现汽车凸轮轴的零件的三维设计，并在此基础上进行凸轮的参数化设计，从而提高开发效率，为凸轮轴设计提供依据。
预期指标:
编写设计说明书一套，凸轮零件图纸一套。
凸轮的三维建模，和凸轮参数化设计方案与方法验证。
【进度安排】
2015年11月20日-2015年11月22日选题、调研、收集资料
2015年11月25日-2015年11月29日论证、开题
2015年12月2日-2015年12月27日设计（写作初稿）
2015年12月30日-2016年01月20日修改、定稿、打印
【参考文献】
[1]《solidworks设计与分析范例教程》赵罘机械工业出版社2008
[2]《solidworks初学者实战教程》段建中电子工业出版社2009
[3]《机械零件设计手册》吴宗泽机械工业出版社2004
[4]《新编机械设计师手册》徐灏机械工业出版社1995
[5]《solidworks2006产品设计应用范例》赵秋玲清华大学出版社2006
[6]《机械设计基础》陈立德机械工业出版社2007
[7]《机械设计基础课程设计指导书》陈立德机械工业出版社2007
[8]《互换性与技术测量》廖念钊中国计量出版社2000
[9]《现代机械传动手册》编辑委员会现代机械传动手册
【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等）
□同意提交开题论证□修改后提交□不同意提交（请说明理由）
指导教师签章：
年月日
【系部意见】
□同意指导教师意见□不同意指导教师意见（请说明理由）□其它（请说明）
学院院长签章：
年月日
扬州工业职业技术学院机械工程学院2016届
毕业设计（论文）中期检查及指导记录表（表2）
（指导教师填写）
学生姓名
张永健
专业
机械设计
班级
1202机械设计
学号
1203120248
题目
基于ANSYS软件对30X180齿辊破碎机关键零部件成型工艺的仿真分析
指导教师
梁宝
职称
助理实验师
学位
学士
是否按计划完成工作任务
■是□基本按计划要求□否
是否有能力独立按期完成毕业论文（设计）
■是□基本按计划要求□否
【目前进展情况】（学生工作进展、资料搜集和利用情况、教师指导情况等）
该同学在课题设计过程中，能根据毕业设计任务书中的设计要求，主动放弃休息时间，边工作边进行课题的设计；能够主动积极与导师和企业技术人员联系，同时还主动到学校图书馆和社会图书馆查阅相关文献资料，已经完成了关于齿辊破碎机中破碎辊温度场仿真分析，下一步将进行应力场的仿真分析。
在撰写论文的同时能及时发现问题，并与导师联系解决课题设计过程中的难点和问题。
【对此后设计（论文）工作的建议，包括应注意的问题及采取的措施】
该同学已经完成了关于齿辊破碎机中破碎辊温度场仿真分析，下一步将进行应力场的仿真分析。
本课题中对于仿真软件学习的难度较大，对于有限元分析的知识的掌握要求也较高。
对采取的措施和建议：
该同学应进一步加强仿真软件的学习能力，同时作为指导教师将加强对学生有限元分析知识的辅导，学生还应多与企业技术人员联系，查阅相关书籍，与团队成员分工合作，争取按时保质保量完成毕业设计任务。
指导教师签章：
年月日
【院（部）意见】
■同意指导教师意见□不同意指导教师意见（请说明理由）□其它（请说明）
学院（院长）签章：
年月日
扬州工业职业技术学院机械工程学院2016届
毕业设计（论文）指导教师评分表（表3）
学生姓名张永建专业机械设计班级1202机械设计学号1203120248
评分内容
具体要求
分值
分项评分标准
A
B
C
D
E
学习态度
努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。
10
10
8
7
6
4
创新
论文（设计）有新观点、新方法、新材料、新发现。
10
10
8
7
6
4
调研论证
能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。
10
10
8
7
6
4
综合能力
能综合运用所学知识和技能，发现及解决实际问题。
20
20
17
15
12
8
表述
论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理，绘图（表）符合要求。
20
20
17
15
12
8
文献阅读
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力和自己的见解。
10
10
8
7
6
4
撰写质量
结构严谨、文字通顺、用语符合技术规范，图表清楚，格式规范，符合规定字数要求。
20
20
17
15
12
8
【指导教师评语：
毕业设计（论文）的价值；反映学生掌握知识、能力情况；设计（论文）的内容、结构、结论以及整体水平等】
本毕业设计体现了作者较强的学习能力，勤奋严谨的学习作风，更体现了作者综合运用知识的能力；同时在设计过程中有自己独特的创新，做到了功能性与工艺性的结合。
毕业设计选题能紧密结合企业实际需求,跟踪专业发展方向,选题定位较好。
毕业设计书写条理清楚，文理通顺,用语符合专业要求。
该设计涉及的研究方向具有一定的综合性、科学性、实用性、先进性、创新性，内容充实。
设计内容反映了学生已掌握了较强的专业技能和研究设计方法，实践能力较强。
是否同意提交答辩
■是□修改后提交□否（请说明理由）
评定成绩（百分制）：
指导教师签章：
年月日
扬州工业职业技术学院机械工程学院2016届
毕业设计（论文）评阅人评分表（表4）
学生姓名张永建专业机械设计班级1202机械设计学号1203120248
评分内容
具体要求
分值
分项评分标准
A
B
C
D
E
任务量
毕业设计（论文）任务量饱满，难度较大。
20
20
17
15
12
8
创新
设计（论文）有新观点、新方法、新材料、新发现。
10
10
8
7
6
4
表述
论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理，绘图（表）符合要求。
40
40
35
30
25
20
文献阅读
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力和自己的见解。
10
10
8
7
6
4
撰写质量
结构严谨、文字通顺、用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整、书写格式规范，符合规定字数要求。
20
20
17
15
12
8
是否同意提交答辩
■是□修改后提交□否（请说明理由）
评定成绩（百分制）：
评阅人签章：
年月日
扬州工业职业技术学院机械工程学院2016届
毕业设计（论文）答辩评分表（表5）
学生姓名张永建专业机械设计班级1202机械设计学号1203120248
评分内容
具体要求
分值
分项评分标准
A
B
C
D
E
自述总结
思路清晰，语言表达准确，概念清楚，观点正确，分析归纳合理。
30
30
25
21
18
15
创新
设计（论文）有新观点、新方法、新材料、新发现。
10
10
8
7
6
4
答辩
能够正确回答所提出的问题，基本概念清楚，有理有据。
50
50
45
38
30
20
资料
资料齐全，符合《扬州工业职业技术学院毕业论文（设计）工作条例》规定。
10
10
8
7
6
4
是否通过答辩
■通过□不通过□其它（请说明）
答辩小组评定成绩（百分制）：
答辩小组组长签章：
年月日
【院（部）意见】
是否同意答辩小组意见：
■同意□不同意（请附件说明理由）
是否评定为院级优秀论文：
■是□否
学院院长签章：
年月日
扬州工业职业技术学院机械工程学院2016届
毕业设计（论文）答辩记录表（表6）
学生姓名
张永健
专业
机械设计
班级
1202机械设计
学号
1203120248
题目
基于ANSYS软件对30X180齿辊破碎机关键零部件成型工艺的仿真分析
答辩时间
2016年01月22日
答辩小组组长：
王家珂
答辩小组成员：
王波、潘毅、许晓东、帅率
【问题及回答要点】[以问答形式记录]
1、齿辊破碎机的用途和本论文的研究意义？
答：
齿辊式破碎机是一种常见的破碎设备，常用于煤炭、冶金、饲料等行业中材料的破碎。
一般齿辊破碎机的常见类型是双辊式破碎机，其工作原理利用两辊之间的相对转动将物料剪碎和轧碎。
本文基于ANSYS软件对齿辊破碎机中破碎辊的温度场和应力场进行分析研究，通过SolidWorks对破碎辊进行三维建模导入软件中，最终分析得出了破碎辊在成型工艺上导致其失效的主要原因，也为进一步的工艺优化提供理论基础和改进方向，同时为下一步对齿辊破碎机的二次革新做好先期准备。
2、你在ANSYS软件中模型是如何建立的？
答：
破碎辊温度场的模型沿辊本身圆截面所建立，为了简化计算，模型只取圆截面的1∕4建立；另外由于是对合金层的铸造过程进行模拟仿真，所以模型只基于外圈合金层所建立；同时由于破碎辊在铸造过程中所引起的应力分布是非对称性的，同时也为了使得仿真分析的结果更具有直观性和整体性，所以破碎辊应力场仿真建模模型采用整体建模的方法。
由于破碎辊形状尺寸较复杂，若在ANSYS软件中直接生成模型则工作量太大且造成临界尺寸不准确。
通过SolidWorks软件铣刀建模后以Parasolid（*.x▁t）格式输出，导入ANSYS软件中。
3、你对破碎辊温度场仿真的临界载荷是如何施加的？
答：
对破碎辊的施加载荷必须结合其实际工况，以保证计算结果的正确性。
破碎辊合金层的铸造温度为1350℃，凝固时间为7min，节点上的热传导系数为650，载荷施加区域为外圆周线，最后求解计算。
记录人签字：
年月日
第三部分
正
文
附件
基于SolidWorks汽车凸轮轴的三维实体设计
1201机械设计张莉
【摘要】SolidWorks是一个全方位的3D产品开发软件，集合了零件设计、零件装配、模具开发、NC加工、自行测量于一身。
它采用参数化设计，具有单一数据库，可极大缩短人为的设计计算时间，给设计者前所未有的建议、灵活和高效。
本说明书正是鉴于SolidWorks的强大功能，详细阐述说明了SolidWorks在三维设计方面的应用情况。
本设计说明书以凸轮轴设计为实例，阐述了实用SolidWorks设计凸轮轴的全过程，这当中包括凸轮轴的结构分析，学会实用SolidWorks的各种创建特征，建零件库及二维工程图输出等多方面的工作。
重点介绍了实用SolidWorks设计凸轮轴和建零件库两方面的情况，说明了凸轮轴造型的基本思路。
比较详细介绍了建零件库的主要步骤。
关键词：
凸轮轴；特征建模；参数化设计
Abstract
SolidWorksisafullrangeof3dsoftwareproductdevelopment,setthecomponentdesign,componentassembly,molddevelopment,NCmachiningandUSEStheparametricasinglegreatlyshortenthedesigncalculationofartificialtime,advicetodesignersunprecedented,flexibleandmanualtogivenSolidisthepowerfulfeaturesoftheWorks,indetailillustratestheSolidWorksintheapplicationof3ddesignspecificationtothecamshaftdesignasanexample,thispaperexpoundsthepracticalSolidWorkstodesignthewholeprocessofthecamshaft,includingstructuralanalysisofthecamshaft,learnpracticalvariouscreationcharacteristicsofSolidWorks,buildingcomponentlibraryandtwo-dimensionalengineeringgraphicsoutputaspectsofonpracticalSolidWorksdesigntwoaspectsofcamshaftandbuildpartslibrary,illustratestheRuLunstatesmodellingbasictrainofdetailedintroducesthemainstepstobuildparts
Keywords:
thecamshaft;Featuremodeling;Parametricdesign
引言
凸轮轴是汽车发动机配气机构中重要的零件，凸轮轴的结构设计与加工质量好坏，直接影响发动机的性能。
凸轮轴专是控制内燃机进气门和排气门开启和关闭的时间，就其功能而言，凸轮轴多少年来都没有什么改变。
自从气门控制的内燃机问世以来，直至今天凸轮轴还是以曲轴转速之半运转。
但是，凸轮轴设计的发展从来都没有停止过，在现代发动机中，凸轮轴的位置已经从下置式改成了上置式。
上置式凸轮轴通过挺杆、圆柱齿轮、链条、摇臂或者辊子随动件驱动顶置式气门。
此外，由于采用多气门的缘故，每一台内燃机凸轮轴的数量也增加了，还开发了各种可变气门定时的凸轮轴。
同时，在材料和制造工艺上也发生了改变。
近年来，又因环境保护的需要，正在开发低油耗、无污染的汽车发动机。
为解决汽车尾气无污染排放问题，实现发动机的高转速、高输出功率，许多发动机采用多气门及配气相位、气门升程可变的结构，这
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