基于Inventor葡萄酒開瓶器的三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)說明書[帶圖紙].doc

中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)11前言葡萄酒瓶起蓋器已經(jīng)經(jīng)歷了很長的發(fā)展史，從開始的笨拙不方便到現(xiàn)在的輕巧靈便，正一步步的走向完善。第一代：傳統(tǒng)型開瓶器傳統(tǒng)開瓶器主要以塑料手動(dòng)開瓶器為代表。這種開瓶器缺點(diǎn)很明顯：1、費(fèi)勁；2、不適合女士和小孩使用；3、外官不美觀。圖1第一代開瓶器第二代：不銹鋼開瓶器、蝴蝶開瓶器、海馬開瓶器、金屬開瓶器等；多功能開瓶器；氣壓開瓶器和電動(dòng)開瓶器（雛形）。這一代開瓶器開始出現(xiàn)功能多樣化，使用方便省力，比如不銹鋼開瓶器中出現(xiàn)小刀，起到一個(gè)割破錫紙的作用；而金屬開瓶器中開始利用杠桿原理，達(dá)到方便省力的效果；這一代的開瓶器的突破在于出現(xiàn)了第三代氣壓開瓶器和電動(dòng)開瓶器雛形，為第三代氣壓和電動(dòng)開瓶器奠定了基礎(chǔ)。這一代開瓶器的缺點(diǎn)也很明顯，首先沒有擺脫費(fèi)力的缺點(diǎn)，仍然不適合女士使用；金屬的開瓶器開始利用一些物理原理，但是產(chǎn)品體積龐大，笨拙。氣壓和電動(dòng)開瓶器在技術(shù)上還不成熟，外觀上也不美觀。圖2第二代開瓶器中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2第三代：氣壓開瓶器電動(dòng)開瓶器。這一代開瓶器包括氣壓開瓶器，電動(dòng)開瓶器（干電電動(dòng)開瓶器和充電電動(dòng)開瓶器）是在第二代的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，以氣壓和電動(dòng)開瓶器為代表，擺脫了一二代紅酒開瓶器費(fèi)力、笨拙的缺點(diǎn)，技術(shù)上臻于成熟，外觀上時(shí)尚美觀。這一代紅酒開瓶器的顯著特點(diǎn)是自動(dòng)化操作，將現(xiàn)代科技完美運(yùn)用到紅酒開瓶器中，省時(shí)、省力、方便快捷，更適合女士使用。一般來說，開瓶器經(jīng)歷了這三個(gè)階段的發(fā)展。雖然說第三代已經(jīng)相對(duì)成熟，但仍然存在一些缺陷，比如：價(jià)格貴，攜帶不方便，有時(shí)得借助一些外界條件來使用?，F(xiàn)在市場(chǎng)上第二代仍是主流，而且第二代中也有一些比較完善的作品，使用比較方便。因此，此次設(shè)計(jì)為基于Inventor軟件，完成開瓶器的三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真，使人們更加了解開瓶器運(yùn)動(dòng)的過程，使其更好地服務(wù)于我們的生活。2Inventor軟件介紹Inventor是美國AutoDesk公司推出的一款三維可視化實(shí)體模擬、三維設(shè)計(jì)軟件。AutodeskInventor提供了一個(gè)無風(fēng)險(xiǎn)的二維到三維轉(zhuǎn)換路徑。AutodeskInventor軟件是一套全面的設(shè)計(jì)工具，用于創(chuàng)建和驗(yàn)證完整的數(shù)字樣機(jī)；幫助制造商減少物理樣機(jī)投入，以更快的速度將更多的創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。AutodeskInventor產(chǎn)品系列正在改變傳統(tǒng)的CAD工作流程,簡(jiǎn)化了復(fù)雜三維模型的創(chuàng)建，通過快速創(chuàng)建數(shù)字樣機(jī)，并利用數(shù)字樣機(jī)來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的功能，并能夠加速概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造的整個(gè)流程。AutodeskInventorProfessional提供了一套全面、集成的設(shè)計(jì)工具，可用于創(chuàng)建完整的數(shù)字樣機(jī)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的外型、結(jié)構(gòu)和功能。Inventor創(chuàng)建的模型是一種精確的三維數(shù)字樣機(jī)，支持用戶在工作過程中驗(yàn)證設(shè)計(jì)和工程數(shù)據(jù)，盡量減少對(duì)于物理樣機(jī)的依賴，這將減少進(jìn)入制造環(huán)節(jié)后代價(jià)高昂的原型設(shè)計(jì)變更。2.1零件設(shè)計(jì)Inventor可以幫助設(shè)計(jì)人員更為輕松地重復(fù)利用已有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，生動(dòng)地表現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。借助其中全面關(guān)聯(lián)的模型，零件設(shè)計(jì)中的任何變化都可以反映到裝配模型和工程圖文件中。由此，設(shè)計(jì)人員的工作效率將得到顯著提高。Inventor可以使經(jīng)常使用的自定義特征和零件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，從而提高客戶的生產(chǎn)效率。利用Inventor中的iPart技術(shù)，設(shè)計(jì)公司可以輕松設(shè)置智能零件庫，以確保始終以同種方式創(chuàng)建常用零件。2.2草圖繪制在創(chuàng)建零件和裝配模型之前對(duì)不同的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行評(píng)估。通過使用Inventor的草圖環(huán)境，可以像使用二維布局一樣快速表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思。使用幾何約束功能與草圖修改工具，并結(jié)合顏色和線型的設(shè)置，更好地表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思。中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)32.3載荷定義可以添加不同的驅(qū)動(dòng)載荷、扭矩以及基于時(shí)間的力函數(shù)。用于研究設(shè)計(jì)模型在不同載荷條件下的性能。2.4可視化全面體現(xiàn)設(shè)計(jì)模型的運(yùn)行情況和性能。三維動(dòng)畫可以顯示基于實(shí)體模型和施加載荷條件下的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。2.5應(yīng)力分析AutodeskInventorProfessional的應(yīng)力分析功能是分析零件的應(yīng)力應(yīng)變，以確保零件的強(qiáng)度和剛度。應(yīng)力分析工具與運(yùn)動(dòng)仿真工具全面集成，可以直接利用從運(yùn)動(dòng)仿真中計(jì)算出的準(zhǔn)確載荷條件，執(zhí)行零件的應(yīng)力分析。2.6易用性AutodeskInventorProfessional能夠幫助用戶充分利用原有的AutoCAD技能和DWG設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，從而體驗(yàn)數(shù)字樣機(jī)帶來的種種優(yōu)勢(shì)。AutodeskInventorProfessional集成了業(yè)界領(lǐng)先的二維和三維設(shè)計(jì)功能。無需使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，利用DWGTrueConvert就能直接讀寫DWG文件，同時(shí)還能保持與三維模型的關(guān)聯(lián)性。使AutoCAD用戶快速熟練掌握三維設(shè)計(jì)工作流程，減少相關(guān)培訓(xùn)。利用帶有可識(shí)別圖標(biāo)、AutoCAD兼容快捷鍵、光標(biāo)提示以及撤銷命令的熟悉設(shè)計(jì)環(huán)境，簡(jiǎn)化從AutoCAD軟件向Inventor的過渡。此外，用戶可以將配置導(dǎo)出為XML文件，然后將其配置傳輸?shù)搅硪慌_(tái)電腦上。DWG保存可將三維設(shè)計(jì)的結(jié)果表達(dá)保存為DWG格式。2.7運(yùn)動(dòng)仿真Inventor軟件能夠?qū)崿F(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)仿真，借助其運(yùn)動(dòng)仿真功能，用戶能了解機(jī)器在真實(shí)條件下如何運(yùn)轉(zhuǎn)。通過仿真機(jī)械裝置和電動(dòng)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)以來確保您的設(shè)計(jì)有效，同時(shí)減少制造物理樣機(jī)的成本?？梢杂?jì)算設(shè)計(jì)模型在其整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行條件，并精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)器的尺寸，以便承受實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)載荷?？梢苑治鰴C(jī)械裝置中每個(gè)零部件的位置、速度、加速度以及承受的載荷。2.8裝配設(shè)計(jì)Inventor將設(shè)計(jì)加速器與易于使用的裝配工具相結(jié)合，使用戶可以確保裝配設(shè)計(jì)中每中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)4一個(gè)零部件的安裝正確。精確地驗(yàn)證干涉情況和各種屬性，以便一次性創(chuàng)建高質(zhì)量的產(chǎn)品。Inventor提供的強(qiáng)大工具可有效控制和管理大型裝配設(shè)計(jì)中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，因此用戶只需專心工作在所關(guān)心的部分零部件上?？焖傺b配獨(dú)立的零件和子裝配，以定義完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并驗(yàn)證產(chǎn)品是否可以正確裝配。在裝配中插入和放置新部件，再使用約束定義固定部件和移動(dòng)部件的位置關(guān)系。3模型的構(gòu)建3.1木塞模型構(gòu)建圖3木塞實(shí)體模型現(xiàn)在市場(chǎng)上葡萄酒瓶木塞一般尺寸為，直徑22.5mm高44mm。根據(jù)此尺寸在Inventor軟件中進(jìn)行建模過程。打開Inventor軟件，點(diǎn)擊新建，在草圖模式下畫出一直徑為22.5mm的圓，然后單擊“拉伸”按鈕。將打開“拉伸”對(duì)話框，“選擇”按鈕已啟用。圖4拉伸指令選擇圖形窗口中的圓形，單擊鼠標(biāo)右鍵，然后從關(guān)聯(lián)菜單中選擇“繼續(xù)”，這將松開“拉伸”對(duì)話框中得“選擇”按鈕而按下“基點(diǎn)”按鈕。然后使用指針拉伸方式定義拉伸操作的基點(diǎn)和端點(diǎn)，在圖形窗口中單擊以設(shè)置拉伸操作的起始點(diǎn)。設(shè)置基點(diǎn)后，即開始動(dòng)態(tài)預(yù)覽，選定的圓形將連接到指針。在圖形窗口中拖動(dòng)指針，不用按住鼠標(biāo)來拖動(dòng)，狀態(tài)欄將顯示指針的絕對(duì)草圖坐標(biāo)。當(dāng)移動(dòng)指針時(shí)，圖形窗口中的新位置和形狀將不斷更新。中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)5動(dòng)態(tài)預(yù)覽將以虛線顯示原始位置和形狀，以實(shí)線顯示新圖形的位置和形狀。然后單擊鼠標(biāo)左鍵提交圓形的位置。如果