基于ug的二元粉料混合輸送機的設計

摘 要：針對現有的粉料、液料混合輸送機的運動方案布置不合理，傳動效率低，生產效率低下的情況，設計一款新型的二元粉料混合輸送機，文章介紹了該機的總體機構和傳動系統的工作原理。運用ug軟件對螺旋混料輸送機的主要零件進行建模，完成零部件的裝配，對其整體進行運動仿真，檢驗其在運動過程中存在的問題。同時對主軸進行強度分析，ug分析的結果與理論分析結果基本吻合。

關鍵詞：二元粉料混合輸送總體結構；傳動系統；ug軟件

引言

物料輸送機主要是起攪拌、輸送物料作用，但是目前的物料輸送機功能單一、適應性差、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，現在原有的物料輸送機的設計基礎上進行優化改進，以獲得更高的生產效率，更低的能量消耗為目的設計二元粉料混合輸送機。文章介紹了一種新型的齒形螺旋葉片以達到較高的生產效率。

ug/Gateway為所有ug NX產品提供了一個一致的、基于Motif的進入捷徑，是用戶打開NX進入的第一個應用模塊。Gateway是執行其他交互應用模塊的先決條件，該模塊為ug NX5的其他模塊運行提供了底層統一的數據庫支持和一個圖形交互環境。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、表達式和特征查詢、對象信息和分析、顯示控制和隱藏/再現對象等操作。這是一個交互式CAD/CAM（計算機輔助設計與計算機輔助制造）系統，它功能強大，可以實現各種復雜實體及造型的建構。在設計方面，ug能夠實體建模，大大節約生產設計成本，縮短設計周期，達到了產品開發從設計到加工真正實現了數據的無縫集成。同時ug能夠增加設計分析的可靠性，從這一點來說，ug大大節約了設計時間及成本。

1 螺旋混料輸送及ug建模

1.1 二元螺旋混料輸送機

螺旋混料輸送機，就安裝在粉料配料稱量機的輸送管下方，它的進料漏斗正對著輸送管的出口。在配料稱料機將兩種粉料陸續輸入到進料漏斗同時，操作者將液體料的進料閘閥打開，并控制閘閥的開度，使液體料能按規定比例輸入到漏斗中[2]。當混料輸送機運轉時，再將這些原料輸送到下一道工序加工處。這種輸送機的工作是連續不斷地進行的，而且其輸送量是與生產線規定的生產效率相一致，能夠隨著生產線的要求隨時變更輸送量，因而是可調的。更為重要的是，在物料輸送機的輸送過程中，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]。螺旋混料輸送機結構的特點導致了其工作的穩定與高效。與其他混料機相比，螺旋混料輸送機有如下優點：

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

1.2 二元螺旋混料輸送機的建模

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

1.2.1 輸送機結構的建模

ug實體建模主要基于約束的特征造型，它可以方便的將各種復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]。建模首先要先創建一個草圖。草圖是建模的平臺與基礎。創建完草圖之后可以在任務環境中繪制草圖。能夠在建模過程中靈活運用孔，凸臺，拔模等指令就可以輕松完成許多結構簡單的物理模型，如漏斗（圖1）的建模，其優點就在于省時省力，在最短的時間可以建立起符合設計標準的物理模型。運用草圖繪制料槽（圖2）的端面草圖之后再進行正確的拉伸變換即可完成料槽的實體建模。

1.2.2 輸送機主軸及葉片的建模

主軸的建模是此二元螺旋混料輸送機最復雜的實體建模。主軸的建模先由簡單到復雜。先設計主軸（圖3），按預先設計的圖紙先進行主軸的建模，熟練運用草圖、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]。最后使用關聯復制進行葉片角度等的進一步加工。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，保證尺寸符合預先設計的圖紙。總體結構圖如圖4。

2 二元螺旋物料輸送機的仿真

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構進行復雜的運動學分析和設計仿真，還可以用于運動機構模型分析其運動規律。其優勢是可以對其引動過程中各個部件的速度，加速度及位移進行分析，設計中的更改也可以直接的反映到裝配的主模塊中。仿真是實體建模的重要一步，是檢驗設計是否合理的關鍵步驟。

2.2 運動仿真的簡介

2.2.1 建立運動分析場景

運動場景是ug運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的三維模型，在菜單欄中選擇運動仿真（motion），進入ug運動仿真模塊。然后再左側右擊新建一個new scenario，默認名稱為motion_1。

2.2.2 建立連桿特性

連桿特性主要是為了服務于運動使各個機構部件之間相互運動聯系。如機架，軸承座等不隨著主軸轉動發生移動的構件可以將其屬性設置為固定連桿，而像其他構件如主軸，前軸頭，后軸頭等，應該為其細致的設置屬性。

2.2.3 建立運動副

在ug工具欄中點“運動副”按鈕，顯然需要的建立的是圓柱副，所以按系統提示建立圓柱副，并勾選嚙合連桿，因為還需要讓前軸頭等進行同步運動。

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

解算完成后并計算方案無誤后可以進行仿真運動。

在這里我們取運動速度為100r/min以適應設計之初的運行速度。在反復多次的調試之后。運行結果正常。

3 結束語

ug是一款功能強大的輔助設計軟件，集計算機輔助設計，運動仿真，有限元分析功能于一體的計算機輔助設計軟件。通過ug軟件完成整機的傳動系統三維建模、虛擬裝配和運動仿真，整個設計過程更加直觀、形象，結構優化和修改更加便捷。仿真結果表明，該傳動系統結構設計合理、緊湊，各傳動元件間無干涉，傳動比分配符合要求，設計符合要求。此次借以二元螺旋混料輸送機為例展現了ug軟件對混料輸送的建模功能，運動仿真功能。同時此二元螺旋混料輸送機符合運動學要求，能穩定持續的工作。

參考文獻

[1]王世剛，王樹才，等.機械設計實踐與創新[M].國防工業出版社，2009.

[2]朱立學，韋鴻玉，等.機械系統設計[M].高等教育出版社，2012.

[3]鐘日銘.Siemens NX8中文版從入門到精通[M].人民郵電出版社，2012.

[4]王建石，朱炳林，等.工業常用緊固件優選手冊[M].中國質檢出版社，2011.

[5]張興輝，王燁，賈娜，等.軸及其連接件設計[M].化學工業出版社，2013.