基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计[共五篇]

第一篇：基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计

基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计

搅拌器的设计一直采用经验设计方法，本文通过SolidWorks对其进行了建模和参数化设计，并运用Simulation仿真分析功能对其所建立的模型进行了有限元分析。最后通过SolidWorks的优化功能对半搅拌器模型进行了优化设计，得到了搅拌板的最优厚度。该方法为半搅拌器结构分析和优化设计提供了一种新思路。

全自动液压制砖机简称液压砖机，液压制砖机是采用液压动力制砖的免烧砖机。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏、外加剂、颜料和集料等，经坯料制备、坯体成型和高压蒸汽养护等工序制成的实心粉煤灰砖。蒸压粉煤灰砖是国家建设部推荐的新型墙体材料品种之一。搅拌器是全自动液压制砖机布料的主要工作装置，其主要功能是保证粉煤灰混合料均匀性的前提下，当粉煤灰混合料从上料斗落到下料斗时，在振动装置和下料斗内搅拌器共同作用下，使粉煤灰混合料在下料斗内均匀分布，在布料小车的运动过程中，行走到制砖模具上方时，使其均匀落到模具模腔内，让每个砖腔都有足够的料，才能保证各块砖重量一致。

搅拌器结构如图1所示，由两个半搅拌器组成一个搅拌器，下料斗内有两个搅拌器，当粉煤灰混合料从上料斗落入下料斗时，两个搅拌器相互运动，同时振动机构使下料斗做往复运动，让物料在下料斗内均匀分布。实际粉煤灰砖生产中发现，搅拌器在工作过程中，搅拌板向外侧弯曲。分析认为，搅拌器轴带动搅拌器做旋转运动，搅拌粉煤灰混合料，并使其分布均匀，粉煤灰混合料高度高于搅拌器，也就是说，搅拌器整个埋在粉煤灰混合料里，在搅拌的过程中，不断与粉煤灰混合料相摩擦。可能由于搅拌器结构强度不够，使得搅拌器的搅拌板产生弯曲。

图1 搅拌器结构图

本文以全自动液压制砖机搅拌器为例，基于SolidWorks产品设计平台，对搅拌器进行仿真设计和优化设计，通过分析结果和优化方案，缩短设计周期，增加产品的可靠性，降低材料消耗和成本；并模拟各种试验方案，提前发现潜在的问题，减少试验时间和生产经费。

搅拌器结构一直采用传统的设计方法——类比设计和经验设计，产品质量主要依靠设计人员的经验，需要进行方案设计、样机试制，样机试验，方案修改，然后多次循环才能完成。这种设计方法可靠性较差，设计成本高。现代基于三维软件的CAD/CAE设计模式在设计阶段就可以对各种方案进行分析比较和优化，减少或消除样机的制作。通过有限元分析便可了解设备在高压作用下零件的应力分布、变形情况；零件之间的接触力；判定产品的安全性；找出产品经济性与安全性的最佳平衡点。SolidWorks是应用广泛的三维CAD建模和分析软件，可在完成零件、部件和总成的造型设计后，自动生成有限元网格并进行计算，如果结果不符合设计要求，则重新进行造型和计算，直到满意为止，从而极大地提高设计水平和效率。本文以搅拌器设计中搅拌板厚度设计为例，通过使用SolidWorks的CAD/CAE功能，达到优化设计搅拌器的目的。

一、模型建立及有限元分析

1.搅拌器基本工作参数和模型建立

搅拌器结构见图1，具体参数见表1。

表1 搅拌器结构尺寸

搅拌器材料为Q235A，弹性模量210GPa，泊松比为0.28，抗拉强度为370MPa，屈服强度为235MPa，质量密度为7860kg/m。利用SolidWorks基于特征的参数化造型功能，可建立该托盘的精确模型，由于模型对称，因此采用半搅拌器分析。2.有限元仿真分析

使用SolidWorks的Simulation插件，建立算例，对半搅拌器施加载荷和约束，对版搅拌器进行有限元网格划分，如图2。图2 半搅拌器有限元网格模型

利用Simulation工具对半搅拌器模型进行应力和变形分析，其应力分布和位移分布见图2和图3，从图2的应力分析图上可以看出，半搅拌器的连接板键槽处为应力破坏点，最大应力为226.6Mpa，没超过Q235A的屈服极限235Mpa。从图3的位移分析来看，半搅拌器的最大为位移为5.51mm，位移变形很大，变形与实际基本相符，因此半搅拌器模型还需要优化。

图3 半搅拌器应力云图(N/mm)图4 半搅拌器位移云图(N/mm)

2二、半搅拌器结构优化设计

进入优化设计界面，半搅拌器的目标函数为半搅拌器的质量最小化；设计变量为搅拌板厚度，它对半搅拌器的质量和应力有重大影响；约束条件为安全系数，同时不改变其它条件，以防止半搅拌器整体结构出现较大变化。设置搅拌板厚度取值范围为10≤x≤30。经过5次迭代后，最终成功找到托盘模型优化最优解，具体优化过程见图5，优化前后相关数据对比见表2，为便于后期实际生产制造，对优化结果进行了取整。

图5 优化设计界面

表2 优化前后半搅拌器数据对比

由表2可知，与优化前相比，搅拌板厚度增大，它的厚度增大，可以增强搅拌板抗弯性能。利用优化后的设计参数，重新生成半搅拌器模型，经有限元分析，托盘的最大位移为3mm，位移变形减小，说明托盘的强度和刚度有一定提高，可减少其在使用过程中的破损率。

三、结论

本文采用SolidWorks对半搅拌器模型进行了有限元仿真分析，并在分析的基础上，对托盘进行优化设计，半搅拌器优化后的性能更趋于合理，大大降低了设计及试验成本，为产品方案修订提供了方向性和数据性指导。

第二篇：浅谈组织结构优化设计

浅谈组织结构优化设计

伴随外部环境的剧烈变化以及信息技术的不断发展，关于组织结构的理论和概念层出不穷：事业部制，职能型组织结构，客户型组织结构，矩阵式组织结构，网络式组织结构等。组织结构的实践则更加丰富多彩，从战略变革到流程再造，无不涉及组织结构的调整与优化。但现实不容乐观,企业常常陷入组织结构的困惑：面对不同的组织模型，不知如何选择；设计了看似完美的组织结构，却难以实施。本文先从组织结构的定义入手，来对组织机构有一个初步的认识，再通过对几种典型组织机构的定义的介绍、组织结构图的展示、优缺点的列举、适用范围的概括来形成对组织结构进一步的了解，并通过对组织结构发展趋势的介绍来把握组织结构的最新动态，最后结合以上基本理论对组织结构优化调整在石油产业中应用进行案例分析。组织结构的定义

组织结构(Organizational Structure)是指，对于工作任务如何进行分工、分组和协调合作。组织结构是表明组织各部分排列顺序、空间位置、聚散状态、联系方式以及各要素之间相互关系的一种模式，是整个管理系统的“框架”，其本质是为实现组织战略目标而采取的一种分工协作体系，组织结构必须随着组织的重大战略调整而调整。组织结构的几种基本类型及其特征

2.1 直线制组织结构

直线制组织结构是最古老的组织结构形式。所谓的“直线”是指在这种组织结构下，职权直接从高层开始向下“流动”（传递、分解），经过若干个管理层次达到组织最低层。其特点是：

(1)组织中每一位主管人员对其直接下属拥有直接职权。

(2)组织中的每一个人只对他的直接上级负责或报告工作。

(3)主管人员在其管辖范围内，拥有绝对的职权或完全职权。即，主管人员对所管辖的部门的所有业务活动行使决策权、指挥权和监督权。

2.1.1 直线型组织结构特征

直线型组织结构图

在上图中，各车间分别从事不同的生产作业职能，在车间内生产作业职能进一步分解到工段以及班组。车间主任、工段长、班组长对所管辖领域（部门）的生产作业活动拥有完全职权。因此，在直线型组织结构下，作业职能存在水平分工。

车间主任、工段长、班组长均负责生产作业的管理，但其职权范围是不同的。他们的职权范围在纵向维度上经过逐层分解而趋向缩小。

厂长（或总经理）通常将采购、销售、财务、人事等经营活动的决策权、指挥权和监督权集中在自己手中，并行使对生产经营活动的监督权。因此，在直线型组织结构下，经营管理职能只存在垂直分工（职权范围大小）而不存在水平分工（采购、销售、财务、人事、安全等）。这种组织形式在某种意义上类似逐级承包体制，是一种集权式的组织结构形式。

2.1.2 直线型组织结构的优缺点

这种组织结构形式的优点是权力集中，职权和职责分明、命令统一，信息沟通简捷方便，便于统一指挥，集中管理。不过这种组织结构显著缺点是，各级行政首脑必须熟悉与本部门业务相关的各种活动（尤其是最高行政首脑，必须是全能管理者）；缺乏横向的协调关系，没有职能机构作为行政首脑的助手，容易使行政首脑产生忙乱现象。所以，一旦企业规模扩大，管理工作复杂化，行政首脑可能由于经验、精力不及而顾此失彼，难以进行有效的管理。

2.1.3 直线型组织结构的适用性

这种组织结构适用于企业规模不大，职工人数不多，生产和管理工作都比较简单的情况或现场作业管理。

2.2 直线智能制组织结构

直线职能型组织结构是现代工业中最常见的一种结构形式，而且在大中型组织中尤为普遍。这种组织结构的特点是：以直线为基础，在各级行政主管之下设置相应的职能部门(如计划、销售、供应、财务等部门)从事专业管理，作为该级行政主管的参谋，实行主管统一指挥与职能部门参谋-指导相结合。在直线职能型结构下，下级机构既受上级部门的管理，又受同级职能管理部门的业务指导和监督。各级行政领导人逐级负责，高度集权。因而，这

是一种按经营管理职能划分部门，并由最高经营者直接指挥各职能部门的体制。直线-职能型组织结构被称为“U-型组织”或“单一职能型结构”“单元结构”（U-form

Organization, Unitary Structure）。这种组织结构，相对于产品单

一、销量大、决策信息少的企业非常有效。

2.2.1 直线职能型组织结构的主要特征

直线智能型组织结构图

在这种结构中，除了直线人员外，还需要职能参谋人员提供服务——他们与直线人员共同工作。直线人员直接参与组织目标的实现；而职能参谋人员则是间接参与，他们为组织目标的实现提供服务。

2.2.2 直线职能型组织结构的优缺点

直线-职能型组织结构比直线型组织结构具有优越性。它既保持了直线型结构集中统一指挥的优点，又吸收了职能型结构分工细密、注重专业化管理的长处，从而有助于提高管理工作的效率。

直线-职能型组织结构的内在缺陷具体如下：

（1）属于典型的“集权式”结构，权力集中于最高管理层，下级缺乏必要的自主权；

（2）各职能部门之间的横向联系较差，容易产生脱节和矛盾；

（3）直线-职能型组织结构建立在高度的“职权分裂”基础上，各职能部门与直线部门之

间如果目标不统一，则容易产生矛盾。特别是对于需要多部门合作的事项，往往难以确定责任的归属；

（4）信息传递路线较长，反馈较慢，难以适应环境的迅速变化。

2.3 矩阵制组织结构

矩阵式组织(matrix organization)即“在一个机构之机能式组织型态下，为某种特别任务，另外成立专案小组负责，此专案小组与原组织配合，在型态上有行列交叉之式，即为矩阵式组织。”

在组织结构上，它是把职能划分的部门和按产品（项目）划分的小组结合起来组成一个矩阵，一名管理人员既同原职能部门保持组织与业务上的联系，又参加项目小组的工作。职能部门是固定的组织，项目小组是临时性组织，完成任务以后就自动解散，其成员回原部门工作。如图所示。

矩阵制组织结构图

2.3.1 矩阵制组织结构的特点

矩阵制组织是为了改进直线职能制横向联系差，缺乏弹性的缺点而形成的一种组织形式。它的特点表现在围绕某项专门任务成立跨职能部门的专门机构上。这种组织结构形式是固定的，人员却是变动的，需要谁，谁就来，任务完成后就可以离开。项目小组和负责人也是临时组织和委任的。任务完成后就解散，有关人员回原单位工作。因此，这种组织结构非常适用于横向协作和攻关项目。

2.3.2 矩阵制组织结构的优缺点

矩阵结构的优点：

（1）将企业的横向与纵向关系相结合，有利于协作生产。

（2）针对特定的任务进行人员配置有利于发挥个体优势，集众家之长，提高项目完成的质量，提高劳动生产率。

（3）各部门人员的不定期的组合有利于信息交流，增加互相学习机会，提高专业管理水平。

矩阵结构的缺点：

项目负责人的责任大于权力，因为参加项目的人员都来自不同部门，隶属关系仍在原单位，只是为“会战”而来，所以项目负责人对他们管理困难，没有足够的激励手段与惩治手段，这种人员上的双重管理是矩阵结构的先天缺陷；由于项目组成人员来自各个职能部门，当任务完成以后，仍要回原单位，因而容易产生临时观念，对工作有一定影响。由于项目一般涉及较多的专业，而项目负责人对项目的成败具有举足轻重的作用，所以要求项目负责人具有较高的协调能力和丰富的经验，但是优秀的项目负责人比较难找到。

2.3.3 矩阵结构的适用范围

矩阵结构适用于一些重大攻关项目。企业可用来完成涉及面广的、临时性的、复杂的重大工程项目或管理改革任务。特别适用于以开发与实验为主的单位，例如科学研究，尤其是应用性研究单位等。

2.4 事业部制组织结构

事业部制组织结构图

事业部制组织结构亦称M型结构（Multidivisional Structure）或多部门结构，有时也称为产品部式结构或战略经营单位，是一种高度（层）集权下的分权管理体制。

事业部制是分级管理、分级核算、自负盈亏的一种形式，即一个公司按地区或按产品类别分成若干个事业部，从产品的设计，原料采购，成本核算，产品制造，一直到产品销售，均由事业部及所属工厂负责，实行单独核算，独立经营，公司总部只保留人事决策，预算控

制和监督大权，并通过利润等指标对事业部进行控制。也有的事业部只负责指挥和组织生产，不负责采购和销售，实行生产和供销分立，但这种事业部正在被产品事业部所取代。还有的事业部则按区域来划分。

2.4.1 事业部制组织结构的特点

（1）按企业的产出将业务活动组合起来，成立专业化的生产经营管理部门，即事业部。

（2）在纵向关系上，按照“集中政策，分散经营”的原则，处理企业高层领导与事业部之间的关系；

（3）在横向关系方面，各事业部均为利润中心，实行独立核算；

（4）企业高层和事业部内部，仍然按照职能制结构进行组织设计。

2.4.2 事业部组织结构的优缺点

事业部制组织结构的优点

企业行政首脑可以摆脱日常事务，集中精力考虑全局问题；事业部实行独立核算，更能发挥经营管理的积极性，更利于组织专业化生产；各事业部之间比较和竞争有利于企业的发展。

事业部制组织结构的缺点

公司与事业部的职能机构重叠，构成管理人员浪费；事业部实行独立核算，各事业部只考虑自身的利益，影响事业部之间的协作，一些业务联系与沟通往往也被经济关系所替代。

第三篇：基于Solidworks的减速器的设计

第三章 基于SolidWorks 的三维建模

3.1 SolidWorks 软件介绍

SolidWorks 软件是由SolidWorks 公司开发的，SolidWorks 公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，从1993 年，PTC 公司与CV 公司成立SolidWorks 公司，并于1995 年推出该软件，引起设计相关领域的一片惊叹。现在SolidWorks 最新版为2009 SP0 多国语言版，本次毕业设计用的是SolidWorks2008 SP0 版本。

SolidWorks 软件集三维建模、装配、工程图于一身，功能强大、易学易用和技术创新，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。具有零件建模、曲面建模、钣金设计、有限元分析、注塑分析、消费产品设计工具、模具设计工具、焊件设计工具和装配设计等功能。

该软件将各个专业领域的世界级顶尖产品连接到一起，具备全面的实体建模功能，可快速生成完整的工程图纸，还可以进行模具制造及计算机辅助工程分析、虚拟装配、动态仿真等一些其他CAD 软件无法完成的工作。

该软件本身集成了较多的插件，方便设计者利用，降低了设计劳动，本次毕业设计用到如下的插件：GearTrax 主要用于精确齿轮的自动设计和齿轮副的设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压力角以及其它相关参数，GearTrax 可以自动生成具有精确齿形的齿轮。

toolbox 提供了如iso、din 等多标准的标准件库。利用标准件库，设计人员不需要对标准件进行建模，在装配中直接采用拖动操作就可以在模型的相应位置装配指定类型、指定规格的标准件。

3.1.1 对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模

Ⅰ、齿轮三维模型的形成

SolidWorks 的插件GearTrax 用以生成各种齿轮模型，如图3.1。根据机械设计数据，选择直齿，输入齿轮的模数m = 2，大小齿轮齿数88和22，点击齿面厚，键入大小齿轮的齿轮宽度b 50mm。分别点1 = b 44mm 2 =击激活大小齿轮后，点击完成，插件自动将成型的齿轮导入SolidWorks 中，从而完成齿轮建模,如图3.2 和图3.3。

图3.1 GearTrax2008 操作

图3.3 大齿轮的大体建模

图3.3 大齿轮的大体建模

得到了大齿轮的大体建模，然后修改大齿轮：

① 通过【拉伸切除】命令构造轮毂直径为50mm，键槽高、宽分别为5mm、10mm。如图3.5。

② 修改大齿轮，按工程图画减重槽和减重孔，利用【拉伸切除】命令，先画减重槽，深度为10mm,如图3.6，利用基准面通过【镜像】命令，画出另一侧。

③ 通过【拉伸切除】命令打一个减重孔，孔径为36mm,如图3.7，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆心为基准轴，如图3.8，通过【圆周阵列】命令，选择基准轴和阵列的数目，完成多个减重孔成型如图3.9。

④ 通过【倒角】命令倒角，最后成型,如图3.10。

图3.4 齿轮的工程图

图3.5 加工轮毂和键糟 图3.6 加工减重槽

图3.7 加工减重孔 图3.8 插入基准轴

图3.9 减重孔圆周整列 图3.10 大齿轮的三维建模

Ⅱ、小齿轮轴的三维建模

在Ⅰ中GearTrax 导入小齿轮的基础上,按照二维工程图进行建模，如图3.11。

① 依次用【拉伸】命令构造小齿轮轴，完成小齿轮轴的大体建模，如图3.12。② 然后利用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在小齿轮轴的外伸端建立基准平面1,如图3.13，再在该基准平面上利用【拉伸切除】命令，按照高速轴和V 带轮联接键的尺寸：高速轴和V 带轮联接键为：键8X28 GB1096-79b ×h = 8×7,L = 28，绘制草图，选择切除厚度，完成键槽的成型，如图3.14。

③ 利用【倒角】和【倒圆角】命令修改小齿轮轴，完成建模如图3.15。

图3.11 小齿轮轴工程图

3.12 图3.13 建立基准面1

齿轮拉伸

图3.14 拉伸键 图3.15 小齿轮轴的三维建模

Ⅲ、轴的三维建模

① 用【拉伸】命令，选择任意基准平面，按照设计尺寸依次拉伸成型，如图3.16。

② 通过【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在齿轮安装段和外伸端建立两个基础平面，如图3.17，依次用【拉伸切除】命令切出大齿轮与轴的键槽和低速轴（如图3.18）和联轴器的联接键键槽（如图3.19）。③ 用【倒角】和【倒圆角】命令修改轴，完成建模，如图3.20。

图3.16 轴的工程图

图3.17 轴的拉伸图 3.18 建立两个基准面

图3.19 齿轮键拉伸 图3.20 联轴器的键拉伸

图3.21 轴的三维建模

3.1.2 对箱体、箱盖的三维建模

Ⅰ、箱体三维建模

① 根据箱体的二维图，如图3.22，图3.23，图3.24，用【拉伸】命令，选择任意基准面，构造箱体大体立方体，如图3.25 用【圆角】命令将立方体四个棱边倒R=20mm 的圆角。

② 利用【抽壳】命令，选择壁厚度8mm，选择挖出材料面，完成抽壳，如图3.26。

③ 在抽壳选择面使用【拉伸】命令，拉伸出顶面凸缘，厚度为12mm，如图3.27，选择底面拉伸出箱体底板厚度为20mm，如图3.28，并【拉伸切除】底面通槽如图3.29。在凸缘下面【拉伸】轴承座凸台（如图3.30）和凸台（如图3.31），在轴承座凸台上用【拉伸切除】命令切出轴承槽，如图3.32。

④ 用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令分别在两个轴承座建立基准平面1 和基准平面2，如图3.33，用【筋】命令，绘制轴承座凸台的加强筋，如图3.34。

⑤ 用【镜像】命令选择镜像对称平面，镜像凸台、轴承座凸台、加强筋和轴承槽，如图3.35。

⑥ 选择中间基准平面，用【筋】命令构造两个吊耳，如图3.36。⑦ 用【扫描切除】命令，绘制油沟，绘制扫描路线和扫描截面，如图3.37，用【异形孔向导】在轴承槽端面上打M8 的螺纹孔，如图3.38，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，分别建立基准轴1 和2，圆周阵列螺纹孔，等间距，孔数为6，如图3.39。

⑧ 用【拉伸切除】命令在顶面凸台上打d=13mm 起盖螺钉孔和销孔，在凸台上打d=17mm 螺栓孔，在底板上打d=18mm 地脚螺钉孔。

⑨ 用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令在箱体后端面建立一个45°平面作为基准，如图3.40，用【拉伸】命令构造凸台，如图3.41，在凸台上打油标尺M12 的螺纹孔。在后端面上拉伸的d=30mm 的凸台，在凸台上打M20 的油塞孔。用【倒圆角】对箱体各处进行R=10mm 倒圆角，完成建模，如图3.42。

图3.22 箱体主视图

图3.23 箱体俯视图

图3.24 箱体左视图

图3.25 拉伸长方体 3.26 长方体的抽壳

图3.27 拉伸凸缘 图3.28 拉伸底板

图3.29 拉伸切除通糟 图3.30 拉伸轴承座

图3.31 拉伸凸台 图3.32 拉伸切除轴承安装槽

图3.33 建立两个基准图 3.34 轴承座加强筋

图3.41 拉伸油标尺凸台 图3.42 箱体三维建模

Ⅱ、箱盖的三维建模

根据减速器箱盖二维工程图进行建模，如图3.43，图3.44,图3.45。

① 【拉伸】构造箱盖的大体轮廓，如图3.46，【抽壳】命令，选壁厚为8mm ,选择底面为去除材料面，如图3.47，在去除材料面【拉伸】凸缘，厚度为12mm,如图3.48，在凸缘上【拉伸】出轴承座（图3.49）和凸台(图3.50)，【拉伸切除】打52mm 和80mm 的轴承安装槽,如图3.51。

② 【镜像】，选择凸台、轴承座和轴承安装槽为对象，选择箱体对称面为基准面，构造另一侧，如图3.52。

③ 【筋】命令，构造吊耳，选择箱盖的对称面做草图，如图3.53。④ 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，用【异形孔向导】选择在轴承侧面打M8 的螺纹孔，【圆周阵列】选择基准轴1 为旋转轴，螺纹孔为阵列对象，数目选择为6，如图3.54。

⑤ 【拉伸切除】在吊耳上打10mm 的孔，在凸缘上打四个13mm 的起盖螺钉孔，在凸台上打六个17mm 螺栓通孔，再【旋转切除】出两个8mm 销孔。

⑥ 选择箱盖上表面为基准面，先【拉伸】出90X60 的，厚度为4mm 的凸台，如图3.55，再【拉伸切除】出观察孔，如图3.56，再在观察盖凸台上【异形孔向导】打四个M6 螺纹孔。

⑦ 【倒圆角】、【倒角】命令，对箱盖进行R5mm 和1mm 的倒角，完成建模，如图3.57。

图3.43 箱盖的主视图

图3.44 箱盖的俯视图

图3.45 箱盖的左视图

图3.46 构造大体轮廓 图3.47 抽壳

图3.48 拉伸凸缘图 3.49 拉伸轴承座

图3.50 拉伸凸台 图3.51 拉伸轴承槽

图3.52 镜像凸台凸缘 图3.53 建立吊耳

图3.54 整列M8 螺纹孔 图3.55 拉伸观察盖凸台

图3.56 拉伸切除观察 图3.57 箱盖的三维建模

3.1.3 对轴承的三维建模

Ⅰ.保持架：

① 【拉伸】选择任意基准面，在草图上画一个内径为38mm 和外径40mm 的圆环，对称拉伸，拉伸厚度为5mm，如图3.58。

② 【旋转】，对称拉伸面作为基准面，画通过中心的虚线为旋转轴，画直径12mm 的半圆为旋转截面，如图3.59，用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，【圆周阵列】命令，选择基准轴1 为旋转轴，阵列对象为旋转、拉伸出的实体，如图3.60，【旋转切除】，仍然选择对称拉伸面为基准面，在刚才旋转出的圆体内切出一个空心为8mm 的球体，如图3.61，然后再次整列空心球体。【拉伸切除】切掉圆环外多余的材料，即完成建模，如图3.62。

图3.58 拉伸圆环 图3.59 旋转球体

图3.60 整列球体 图3.61 旋转切除

图3.62 保持架的三维建模

Ⅱ.滚动体：

【旋转】，选择任意基准面，画出虚线旋转轴，半径为4mm 的半圆截面，如图，3.63，完成建模，如图3.64。

Ⅲ.内圈、外圈：

【旋转】，选择任意基准面，画出虚线旋转轴，画出内圈外圈的截面草图如图3.65 和图3.66，即完成建模如图3.67 和图3.68。

图3.63 旋转拉伸滚动体 图3.64 滚动体的三维建模

图3.65 外圈的草图 图3.67 外圈的三维建模

图3.66 内圈的草图 图3.68 内圈的三维建模

3.1.4 油标尺、观察盖、油塞和通孔器的三维建模

1.端盖：

① 【旋转】命令，任意选择基准面，建立选线基准轴，画出端盖的截面草图，旋转得到实体，如图3.69。

② 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准

轴1，【拉伸切除】在端盖上打9mm 的孔，【圆周阵列】命令，基准轴1 为旋转轴，9mm 的孔为阵列对象，数目为6，完成建模，如图3.70。

图3.69 端盖的旋转草图 图3.70 端盖的三维建模

2.油标尺：

① 【旋转】，任意选择基准面，建立选线基准轴，画出油标尺的截面草图，旋转得到实体，如图3.71。

② 在螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】，选择Ｍ１２螺纹，完成建模，如图3.72。

图3.71 油标尺的旋转草图 图3.72 油标尺的三维建模

3.观察盖：

① 【拉伸】厚度为4mm,长X 宽为60Ｘ90 的实体，如图3.73。② 【拉伸切除】在观察盖4 个角切4 个7mm 的通孔。

③ 在观察盖上【拉伸】凸台，【异形孔向导】在凸台上打M12 的螺纹孔。④ 对4 条侧棱进行【倒圆角】R10mm.完成建模，如图3.74，图3.73 拉伸观察盖 图3.74 观察盖的三维建模

4.油塞: ① 【拉伸】,任意选择基准面，在草图上画六边形，完成拉伸。

② 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1【旋转切除】切出螺帽的形状，选择中间对称面画1.5X1.5 的直角三角的旋转截面，选择基准轴1 为旋转轴，如图3.75。

③ 【拉伸】构造剩下的实体，在待加工螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】，完成建模，如图3.76。

图3.75 螺帽旋转切除 图3.76 油塞的三维建模

5.通气器：

① 【拉伸】,任意选择基准面，在草图上画六边形，完成拉伸，如图3.76。② 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1【旋转切除】切出螺帽的形状，选择中间对称面画1.5X1.5 的直角三角的旋转截面，选择基准轴1 为旋转轴。

③ 【拉伸】构造剩下的实体，在待加工螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】。

④ 【拉伸切除】打两个交叉的4mm 的通孔，完成建模，如图3.77。

图3.76 螺帽拉伸 图3.77 通气器三维建模

第四章减速器的装配和仿真

4.1 减速器的装配

装配是将各种零件模型插入到装配体文件中，利用零件的相应结构来限制各零件的相对位置，使构成机构的某部分，或者是一个完整的机构或机器。Solidworks 允许用户在装配体文件中插入数目众多的零件进行组装配合。

4.1.1 轴承的装配

首先组装轴承，【新建装配体】。

【插入】：内圈，外圈，保持架，滚动体，如图4.1。

【配合】：选择滚动体和保持架的小圈内圈，同心约束，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，【圆周整列】，选择基准轴1 为旋转轴，滚动体为阵列对象，数目为12个。【配合】内圈与保持架同心、对称面重合约束，外圈与保持架同心、对称面重合约束，完成轴承的装配，如图4.2。

图4.1 轴承的爆炸视图 图4.2 轴承的装配体

4.1.2 小齿轮轴的装配

接着装配小齿轮轴，在完成轴承的装配基础上。

【插入】：小齿轮轴，V 带轮和减速器联接键，套筒，如图4.3。【配合】：

① 小齿轮轴和套筒同心、面重合约束。

② 轴承和小齿轮轴同心约束，与套筒面重合约束。利用小齿轮的对称面【镜像】第二轴承。

③ V 带轮和减速器联接键和键槽面重合、同心、对称面重合约束。

图4.3 小齿轮轴的爆炸视图

4.1.3 齿轮轴的装配

装配完小齿轮轴，装配齿轮轴。

【插入】：齿轮轴的轴承的保持架、内圈、外圈、滚动体，完成轴承的装配，再插入轴、齿轮、齿轮和轴联接键、轴和联轴器联接键、套筒，如图4.4。

【配合】：

①轴和联轴器联接键、齿轮和轴联接键和轴的键槽面重合、同心、对称面重合约束。

②齿轮键槽与齿轮和轴联接键面平行约束，轮毂与轴同心约束，齿轮侧面与轴肩面重合约束。

③套筒和轴同心重合，与齿轮面重合约束。

④轴承与轴同心重合，与套筒面重合约束，利用大齿轮的对称面为基准，【镜像】轴承，完成装配。

图4.4 齿轮轴的爆炸视图

4.1.4 齿轮轴与箱体的装配

完成两个轴的装配，把轴安装进齿轮箱体内。【插入】：箱体如图4.5。【配合】： ① 约束。② 束。大齿轮轴上的轴承与轴承安装槽同心重合，大齿轮和箱的对称面重合约小齿轮轴上的轴承与轴承安装槽同心重合，大齿轮和箱体的对称面重合图4.5 轴和箱体的装配图

4.1.5 箱盖、端盖、观察盖等的装配

盖上箱盖，安装上一系列的附件，完成齿轮箱大体装配。

【插入】：箱盖、端盖、观察盖、通孔器、油塞、油标尺，如图4.6。【配合】：

①

箱盖与箱体对称面重合、接触面面重合、同心约束。

②

端盖与箱体同心约束，与轴承座的对称面重合，与箱体接触面重合约束。③

观察盖和箱盖接触面重合、对称面重合约束。④

通孔器于观察盖面重合、同心约束。⑤ 油塞和油标分别与箱体面重合、同心约束。

图4.6 箱盖、端盖、观察盖等的爆炸视图

4.1.6 M6、M8 螺钉的装配

完成箱体大体装配，装上螺钉固定。【插入】： M6 螺钉，M8 螺钉，如图4.7。【装配】：

① M6 螺钉与观察盖接触面重合、同心约束。

② M8 螺钉与轴承端盖接触面重合、同心约束，【镜像】，利用箱体对称面分别镜像大小轴承端盖上的螺钉，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，在每个端盖上分别用【圆周整列】，选择每个轴的基准轴为旋转轴，数目为6，完成M8 螺钉的装配。

图4.7 M6、M8 螺钉的爆炸视图

4.1.7 销、螺栓和起盖螺钉的装配

装好端盖螺钉，开始安装销和螺栓。

【插入】：销、M16（螺栓、螺母、垫片）、M12（螺栓、螺母、垫片），如图4.8。

【装配】：

①

销和销孔同心约束，销基准面和箱体凸缘底面重合约束。

② M12 螺钉与箱盖接触面重合，螺钉与螺纹孔同心约束；垫片与螺钉同心约束，与箱体凸缘下底面面接触；螺母与螺钉的同心约束，与垫片面重合约束。③ M16 螺钉与箱盖接触面重合，螺钉与螺纹孔同心约束；垫片与螺钉同心约束，与箱体凸缘下底面面接触；螺母与螺钉的同心约束，与垫片面重合约束。④ 将M12 和M16 装配好箱盖的一半，用【镜像】命令，选择箱盖的对称面为基准面，镜像所选螺钉和螺栓等，完成装配，如图4.9。

图4.8 螺栓和销的爆炸视图

图4.9 减速器的装配体

4.2 干涉检查

装配完成后，进行零部件之间的干涉检查，以检查装配体有无干涉及干涉位置。步骤：

（1）单击装配体工具栏上的【干涉检查】。（2）选择需要干涉检查的零部件。

（3）单击【计算】，在结果中即会显示干涉的位置及大小。

（4）存在干涉，使用零部件中的碰撞检查，对干涉的位置进行调整，对干涉零件的尺寸或者位置进行调整，完后再进行（1）的步骤，直到干涉检查结果显示无即可。

通过干涉检查，发现减速器存在的干涉主要是螺纹干涉和齿轮干涉，螺纹干涉，螺纹是固定的，不参与减速器运动，螺纹干涉被忽略不计，齿轮干涉通过碰撞干涉旋转齿轮的位置进行调整，直至消除齿轮干涉，如图4.10。

图4.10 干涉检查

4.3 Cosmosmotion 插件介绍

Cosmosmotion 三维运动仿真软件，如图4.11，它可以对复杂机构进行完整的运动学和动力学仿真，得到系统中各个零部件的运动情况，包块能量、动量、位移、速度、加速度、作用力和反作用力等结果，并能以动画、图表、曲线等形式输出；还可以将零部件在复杂运动情况下的载荷情况直接输出到主流有限元分析软件中，从而进行正确的强度分析。

允许工程师通过虚拟的产品模型很容易地模拟装配体的复杂运动，保证准确的设计，排队产品设计错误。

图4.11 Cosmosmotion 插件界面

4.3.1 Cosmosmotion 运动仿真

1)加载Cosmosmotion:【工具】－【插件】－【COSMOSMotion 2008】，运行插件。

2)【打开】减速器装配体，点击箱盖，选择【隐藏零部件】，点击【旋转零部件】命令，选择【碰撞检查】，检查范围选择为【这些零部件之间】：大齿轮和小齿轮轴，选上【碰撞时停止】，旋转小齿轮轴，直至小齿轮轴不与大齿轮发生齿面重合为止，选择确定，如图4.12。

3)单击齿轮轴，选择【隐藏零部件】，单击【配合】-【机械配合】，选择齿轮轮毂和小齿轮轴，点击【齿轮】，比率选为4：1，反转，确定即可，如图4.13。

图4.12 旋转零部件界面 图4.13 齿轮配合界面

4）自由旋转小齿轮轴，大齿轮随即啮合运动，【新建运动算例】-【COSMOSMotion】-【马达】-【旋转马达】，对高速轴添加旋转方向，以及转速为382.4RPM,点击确定后，选定运动时间为8s，点击【计算】即可开始模拟。计算完成后，即可在截面上看到齿轮啮合运动的图像，如图4.14。5）【保存】即可输出运动动画。

图4.14 齿轮啮合运动图

参考文献

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第四篇：Solidworks 2016草图设计视频教程

Solidworks 2016草图设计视频教程下载

01-solidworks2016-进入退出草图及草图的编辑 02-solidworks2016-点和直线的绘制 03-solidworks2016-圆的两种画法 04-solidworks2016-绘制样条线 05-solidworks2016-矩形的绘制 06-solidworks2016-绘制圆弧

07-solidworks2016-椭圆 抛物线 圆锥曲线 08-solidworks2016-写字

09-solidworks2016-直槽口绘制 10-solidworks2016-多边形的绘制 11-solidworks2016-圆角和倒角

12-solidworks2016-剪裁实体 延伸实体

13-solidworks2016-转换实体引用和交叉曲线 14-solidworks2016-等距实体 15-solidworks2016-镜像实体

16-solidworks2016-线性草图阵列和圆周草图阵列 17 缩放平移 旋转 伸展实体 18-solidworks2016-尺寸标注 19-solidworks2016-添加约束 20-solidworks2016-完全约束草图

21-solidworks2016-草图的合法性检查与修复 22-solidworks2016-草图实战样例1 23-solidworks2016-草图实战练习2 24-solidworks2016-3D草图实例

第五篇：优化课堂结构

优化课堂结构，提升课堂教学效率浅析现代信息技术与小学语文学科整合

摘要：随着经济的发展和科学技术的进步，信息技术正逐渐走进校园，走进课堂，对语文教学产生了深刻的影响，使语文教育发生革命性变革。教师的教学要根据孩子的心理特征发挥现代信息技术的动态感知的优势，为学生创设一个活泼、生动的获取知识、信息的氛围。让学生拥有广阔的思维空间，激励学生的想象，开拓学生的思路，激发学生的探究兴趣，让学生在信息技术与学科整合中，有效获取知识的同时提高计算机操作的技能，使学生的综合能力得到进一步的提高。本文以利用多媒体信息技术教学的实例，谈谈现代信息技术与小学语文学科整合的优势。

关键词：信息技术；小学语文；课堂教学；整合优化

在学校教学中，信息技术主要是指：计算机、多媒体、通讯与网络技术。信息技术与语文学科整合是指在识字、阅读、作文、口语交际等课程教学过程中融进信息技术。随着经济的发展和科学技术的进步，以互联网和多媒体技术为核心的现代信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具。小学语文是一门极富情感、极具个性、极易激发想像和创造思维的学科。它在培养学生创新意识、创新思维等方面有独特的作用。因此,如果在小学语文教学中能充分发挥现代信息技术的优势,为学生开辟出培养创新意识、创新思维、创新能力的新的方法和途径,会给小学语文教学带来别开生面的变化。我认为信息技术辅助教学能从以下五个方面极大地促进小学语文课堂教学。

一、利用信息化促进小学低年级情趣化识字教学

低年级学生的抽象思维较差，注意力不稳定，不持久，常受兴趣和情绪支配。单凭教师的讲解或者学生的想象，很难对某个字产生深刻的影响。在识字教学中，如运用多媒体的声像效果，创设富有童趣的识字情境，能迅速激起学生主动识字的愿望。课件与识字巧妙的结合，不仅从趣味性角度使学生在自主练习中认读，识记生字，而且学生通过自主操作，字、词、句、文以不同的情景、不同的角度和方式反复和学生“见面”而自然获得，不知不觉中，生字就掌握了。学习的空间是自主的，学习的形式是有趣的，学生学在其中，练在其中，乐在其中。

（一）变识字为有趣的活动和游戏

当学生处在情趣化教学中，识字对他们产生强大的吸引力。他们便会出现思维异常活跃、情感特别丰富、识记创新能力极强的特殊状态，也就是他们身心上了“一条高速公路”，识字教学效率达到了最优化。如教学“星”字时，大屏幕显示星星闪烁的画面，同时播放配音；小朋友，你们好，我是星姥姥，谁能念好我的名字星（xīnɡ），我就和他交朋友！在老师的指导帮助下，练习“星”的读音。（读准星xīnɡ）同时显示星星眨眼的动画。星星眨眼这一富有人性与童趣的设计，令每一位小朋友跃跃欲试和星星交朋友。在教学“暖” 时，我把字的部首或易出错的地方用红色粉笔标出，再配上多媒体的演示，艳丽的色彩、生动的图象、动听的声音，把孩子牢牢吸引住，大大提高了识字的效率。

（二）调动学生诸多感官来识字

第一次指导学生认字要给学生以强刺激，使学生对字的第一印象强烈、深刻。如，利用声音、图像、动作、情景等加强汉字与事物的联系，以加深对所认生字的第一印象【1】。在识字课中，通过听声音，学习“闹钟”、“小鸟”；通过观察多媒体图片，学习“太阳”、“月亮”；通过视频进行动作模拟，学习“洗脸，扫地，升旗”等词。学生表现出了强烈的识字兴趣，教师只是加了一勺“糖”，学生便争着来“喝”这杯原本苦涩的“咖啡”了。

二、利用信息化教学充分体现学生的主体作用

教学中要把信息技术作为促进学生自主学习的认知工具和情感激励工具，利用信息技术提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境，把学生的主动性、积极性充分调动起来，使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效锻炼。我的做法是：上课时，我让学生带着问题去网上收集有关的资料，让学生以小组形式学习，互相交流，共同探究。为学生提供了收集资料整理资料的平台，为学生提供班级交流、资源共享的机会，使学生的主观能动性得以充分发挥，使学生的主体性得以充分体现。

《太阳》这一课是说明文。与记叙文相比，语言比较枯燥，形象性不强。在课前师生通过网络共同收集有关太阳系的资料，开展“天文知识大家谈”活动，师生共同讨论有关太阳系的知识，确定教学内容。课上，由学生主持宇宙探秘的讨论活动，让学生自由组合探险小组选择自己感兴趣的问题去网上探索。把在网上搜索到的内容记录在留言板上，根据查阅到的资料开展交流会，教师进行巡视，注意观察学生的学习研究活动，及时进行指导。

在集体交流时，我出示太阳与雨、雪、风形成过程的课件，学生根据自己搜集的资料进行解说，变抽象为具体，学生学得轻松愉快，留下的印象深刻。

在这种教学活动中，学生有了更多的自主性、积极性和主动性。教师由传统的知识传授者，转变为课程的设计者，学生学习的指导和学习参与者。学生由被动的简单接受转变为主动的建构者和积极的学习者。这样，极大地激发了学生的学习积极性，扩展了学生的知识面，最终达到叶圣陶先生所说的：“教是为了不教”的境界。

三、利用信息化教学启发想象，培养学生的思维能力 思维能力是各种能力发展的基础，教学中必须重视对学生思维能力的培养。多运用信息化教学手段不仅是为学生提供认知的感性材料，使之建立表象，更是为了在学生学习上遇到困难时再现情景，以启发学生对表象进行分析、综合、概括，促使其思维向深层发展。