畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）：基于solidworks的八開膠印機(jī)輸墨裝置的建模及仿真

1、<p>　　哈爾濱商業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　基于SolidWorks的八開膠印機(jī)輸墨裝置的</p><p><b>　　建模及仿真</b></p><p>　　學(xué) 生 姓 名： 謝若雪 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： 楊翰林 <

2、;/p><p>　　專 業(yè) 班 級(jí)： 印刷工程2011-1 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 201110830602 </p><p>　　學(xué) 院： 輕工學(xué)院 </p><p><b>　　二〇一五年六月八日</b></p><p>　　

3、Undergraduate Graduation Project (Thesis)</p><p>　　Harbin University of Commerce</p><p>　　The Modeling and Simulation of Offset Printing Inking System based on SolidWorks</p><p>　　2

4、015-06-08畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審閱評(píng)語(yǔ)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審閱評(píng)語(yǔ)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評(píng)語(yǔ)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在各行業(yè)全面深入的滲透，各技術(shù)領(lǐng)域的思

5、維、觀念和方法不斷地更新，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也同樣產(chǎn)生了不可磨滅的革命性影響，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。論文在對(duì)膠印機(jī)輸墨裝置進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在印刷機(jī)設(shè)計(jì)上進(jìn)行了初步的探討，利用SolidWorks軟件建立了八開膠印機(jī)輸墨裝置的三維模型，以實(shí)現(xiàn)印刷機(jī)開發(fā)周期及成本的最小化、設(shè)計(jì)最優(yōu)化、生產(chǎn)效率最大化的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：八開膠印機(jī)；輸墨裝置；SolidWorks；建模

6、仿真</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As the application of computer technology in various industries is more and more deeply, the thinking、ideas and methods of technology field have

7、been constantly updated. The mechanical design field as well as has an indelible revolutionary influence . Through the detailed analysis of the offset printing inking system, this paper use SolidWorks build a three-dimen

8、sional simulation model. Applied computer aided design technology on the printing machine design preliminary, to achieve the purpose of</p><p>　　Keywords：Octavo Offset Press；Inking System；SolidWorks；Modeling

9、 Simulation.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 傳統(tǒng)機(jī)

10、械設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.2.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)核心技術(shù)3</p><p>　　1.2.2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)3</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3.1 研究概況4</p><p>　　1.3

11、.2 應(yīng)用現(xiàn)狀5</p><p>　　1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)5</p><p>　　1.4 論文研究的主要內(nèi)容6</p><p>　　2 膠印機(jī)輸墨裝置結(jié)構(gòu)與性能7</p><p>　　2.1 平版膠印機(jī)7</p><p>　　2.1.1 單張紙膠印機(jī)印刷原理7</p><p>　　2

12、.1.2 單張紙膠印機(jī)結(jié)構(gòu)組成7</p><p>　　2.2 輸墨裝置的結(jié)構(gòu)8</p><p>　　2.3 輸墨裝置設(shè)計(jì)要求及原則9</p><p>　　3八開膠印機(jī)輸墨裝置的計(jì)算機(jī)建模仿真10</p><p>　　3.1 軟件選擇10</p><p>　　3.2 八開膠印機(jī)輸墨裝置的建模仿真11</

13、p><p>　　3.2.1 零件體的建立11</p><p>　　3.2.2 裝配體的建立18</p><p><b>　　結(jié) 論28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　致 謝31</b>&l

14、t;/p><p><b>　　附 錄132</b></p><p><b>　　附 錄250</b></p><p><b>　　附 錄371</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　機(jī)

15、械設(shè)計(jì)，是根據(jù)一定的功能要求和使用習(xí)慣對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法、相對(duì)位置等，進(jìn)行一系列構(gòu)思分析和計(jì)算，然后將其具體而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)孛枋龀鰜?lái)以作為制造依據(jù)的工作過(guò)程[1]。也就是說(shuō)，要生產(chǎn)一臺(tái)實(shí)際可用的機(jī)械，設(shè)計(jì)者必須將對(duì)機(jī)械的構(gòu)思設(shè)計(jì)運(yùn)用較直觀的方法嚴(yán)謹(jǐn)而完整地表達(dá)出來(lái)。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)無(wú)疑是機(jī)械工程中尤為重要的環(huán)節(jié)，它是生產(chǎn)機(jī)械的前提，也是直接決定了機(jī)械性能的關(guān)鍵所在。</p

16、><p>　　在上世紀(jì)60年代以前，設(shè)計(jì)者進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)需要依靠經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手工繪圖，其設(shè)計(jì)思路非常被動(dòng)，表達(dá)也不夠精準(zhǔn)直觀。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟硬件性能和水平的持續(xù)提高，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)各行各業(yè)全面深入的滲透，各技術(shù)領(lǐng)域的思維、觀念和方法都獲得了不斷地更新。世界科技的全面進(jìn)步對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也同樣產(chǎn)生了不可磨滅的革命性影響[2]。計(jì)算技術(shù)、設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)工具乃至新材料、新工藝等各種新的技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的

17、應(yīng)用，使得機(jī)械工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中單調(diào)機(jī)械的工作大大地減少，設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性思維得到前所未有的解放。</p><p>　　與此同時(shí)，傳統(tǒng)的理論體系、方法體系也受到了巨大的沖擊。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)在各學(xué)科大范圍地應(yīng)用，便出現(xiàn)了許多以大量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)、依靠動(dòng)態(tài)分析的設(shè)計(jì)方法，例如機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元分析、價(jià)值分析、模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)、人機(jī)工程及藝術(shù)設(shè)計(jì)等等[3]。作為機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展目標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)要在各種受限定條件下

18、（例如理論知識(shí)、計(jì)算手段、材料和加工能力等）設(shè)計(jì)出最好的方案。優(yōu)化設(shè)計(jì)需要綜合考慮許多設(shè)計(jì)要求：工作性能優(yōu)良、尺寸和重量盡量小而輕、使用中的可靠性、制造成本低、最低消耗和減小對(duì)環(huán)境的污染。然而這些要求之間常常是互相矛盾的，不可能將每一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都同時(shí)做到最優(yōu)，各項(xiàng)的相對(duì)重要性由各個(gè)機(jī)械的用途和種類的不同而產(chǎn)生差異。這就需要設(shè)計(jì)者按照所設(shè)計(jì)目標(biāo)機(jī)械的具體作用和要求，權(quán)衡輕重統(tǒng)籌兼顧，使得機(jī)械具有最佳的綜合技術(shù)作用以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。六十年代以前

19、，設(shè)計(jì)的優(yōu)化還是主要依靠設(shè)計(jì)者自身所具有的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)跟遠(yuǎn)見，這是需要極大的知識(shí)儲(chǔ)備與時(shí)間經(jīng)歷作為保證的。而隨著制造與使用經(jīng)濟(jì)、技術(shù)資料數(shù)據(jù)的不斷積累，機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)分析、價(jià)值工程等新學(xué)科的產(chǎn)生與突破[4]，以及無(wú)處不在的計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入推廣應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1 傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)</p><p>　　傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，運(yùn)用力學(xué)和數(shù)學(xué)的經(jīng)驗(yàn)公式、圖表、設(shè)計(jì)手

20、冊(cè)等歸結(jié)出經(jīng)驗(yàn)值，再通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、類比方法、近似系數(shù)對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方法依靠理論設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)[5]。它可以說(shuō)是人與機(jī)械制造之間直接構(gòu)建的橋梁，是一種依靠經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方式，且具有靜態(tài)設(shè)計(jì)、直覺(jué)設(shè)計(jì)的固性，所以傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)也被稱為常規(guī)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需要人工查閱檢索由理論和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的設(shè)計(jì)手冊(cè)，數(shù)據(jù)龐大而繁復(fù)，需要設(shè)計(jì)師手工計(jì)算及繪圖，既消耗設(shè)計(jì)者的精力同時(shí)數(shù)據(jù)精確度與圖形精準(zhǔn)度也不高，其局限性顯而易見；設(shè)計(jì)與修改過(guò)程繁復(fù)，工作量大導(dǎo)致設(shè)

21、計(jì)效率較低；冗長(zhǎng)的工作周期使得設(shè)計(jì)無(wú)法迅速根據(jù)要求更新改進(jìn)從而不能跟上市場(chǎng)的需求；人工操作直接作為表達(dá)手段導(dǎo)致尺寸精度不高，并且其二維的表達(dá)方式也不夠清晰、直觀地顯示各機(jī)構(gòu)的形態(tài)與關(guān)系；不能考慮到機(jī)械從材料的選擇、加工裝配、使用運(yùn)行到報(bào)廢回收的實(shí)際需要，造成了環(huán)境的污染和資源、人力的浪費(fèi)。另外，由于過(guò)分依賴經(jīng)驗(yàn)積累基礎(chǔ)，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式、圖標(biāo)、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行條件計(jì)算和類比設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)方法不能在長(zhǎng)期的運(yùn)用中不斷提高。被動(dòng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)、過(guò)分依賴

22、經(jīng)驗(yàn)、近似計(jì)算、人工工作量大是傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的特征，正是</p><p>　　1.2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)</p><p>　　在現(xiàn)今的數(shù)據(jù)時(shí)代，計(jì)算機(jī)在各領(lǐng)域應(yīng)用越發(fā)廣泛與深入，而以計(jì)算機(jī)作為主要媒體的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在人與機(jī)械模型建立間加入仿真元素，建立穩(wěn)定而又嚴(yán)密的設(shè)計(jì)關(guān)系，其在工業(yè)上也占據(jù)著越發(fā)重要的地位。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD）是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)

23、行模擬實(shí)物的設(shè)計(jì)，能夠在視覺(jué)上直觀再現(xiàn)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外型、結(jié)構(gòu)、質(zhì)感、運(yùn)動(dòng)方式等基本特征的過(guò)程[6]。而在計(jì)算機(jī)作為媒介輔助之下的機(jī)械零件設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、干涉校驗(yàn)等已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)計(jì)的必然發(fā)展趨向。利用計(jì)算機(jī)軟件建立裝置零件、機(jī)構(gòu)、裝配體的三維模型（模型建立）；然后再將設(shè)計(jì)好的零件進(jìn)行模擬裝配：添加配合關(guān)系，建立裝配體后能夠準(zhǔn)確地掌握各零部件之間的裝配關(guān)系（仿真系統(tǒng)建立）；裝配體完成后可進(jìn)行干涉檢查，通過(guò)分析各項(xiàng)性能指標(biāo)及系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定

24、時(shí)間來(lái)查看裝配體結(jié)構(gòu)是否合理（仿真實(shí)驗(yàn)）。通過(guò)一些必要的仿真就可以直接應(yīng)用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)；另外，還可將零件生成透明體將其隱藏，外部零件被隱藏后便可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)，最后還可利用動(dòng)畫來(lái)演示裝配體的拆裝和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。這些特有的功能有利于設(shè)計(jì)者對(duì)構(gòu)思的表達(dá)和對(duì)設(shè)計(jì)的修改，從而更</p><p>　　1.2.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)核心技術(shù)</p><p>　　現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的核心技術(shù)主要

25、有三個(gè)方面[7]： </p><p>　?、乓援a(chǎn)品功能為設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)。美國(guó)麥爾斯提出了“顧客購(gòu)買的不是產(chǎn)品的本身，而是產(chǎn)品所具有的功能”，明確地表達(dá)了功能是產(chǎn)品的本質(zhì)和關(guān)鍵。這一原理的提出極大程度地解放了設(shè)計(jì)師的思路。為了實(shí)現(xiàn)某一功能，可以采用各種不同的原理和結(jié)構(gòu)。從近年來(lái)出現(xiàn)的計(jì)時(shí)裝置、通訊方法、文件復(fù)制設(shè)備等方面的飛速發(fā)展可以看出，設(shè)計(jì)師的才智得到了空前的發(fā)揮，多方面地滿足了社會(huì)的需要。 <

26、;/p><p>　?、啤叭藱C(jī)學(xué)”的形成和發(fā)展。機(jī)械的工作與人往往是密不可分的，如汽車、飛機(jī)的某些操縱信號(hào)需要人為輸入。所以機(jī)械的設(shè)計(jì)必須考慮使用者的反應(yīng)速度和能力局限，還必須考慮使用者及用戶的舒適性。考慮到“人機(jī)學(xué)”是提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力非常的重要方面，機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)畢竟是為了人類而設(shè)計(jì)的，許多產(chǎn)品已經(jīng)向自動(dòng)化發(fā)展，許多民用產(chǎn)品對(duì)使用者的技術(shù)要求逐漸降低（俗稱“傻瓜化”）。實(shí)際上智能的傻瓜化就是當(dāng)前處理人機(jī)問(wèn)題的一個(gè)重要的途

27、徑。</p><p>　?、墙⑾到y(tǒng)的“工業(yè)設(shè)計(jì)”學(xué)科體系。工業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者使產(chǎn)品在外觀、形狀、色彩、尺寸比例等方面進(jìn)行的合理設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品與人及環(huán)境更加協(xié)調(diào)，從而得到更好的使用效果與競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　1.2.2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)</p><p>　　針對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法主要有以下四個(gè)特點(diǎn)[8]：</p><p>　?、抛杂尚?/p>

28、：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可直觀展現(xiàn)零件結(jié)構(gòu),，然后任意并精確地調(diào)整尺寸，給予設(shè)計(jì)者極大的自由，改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的被動(dòng)思維；</p><p>　?、乒?jié)能性：機(jī)械從原料使用，裝配加工，投入運(yùn)行到報(bào)廢回收都將考慮到設(shè)計(jì)中，減少了原來(lái)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的污染和浪費(fèi)；</p><p>　?、强煽啃裕嚎茖W(xué)的發(fā)展使得各學(xué)科之間的交叉性大大增加，力學(xué)與有限元分析法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用使得強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求日益提高；</p&

29、gt;<p>　　⑷高效與精準(zhǔn)性：由于不需要人工計(jì)算、制圖，而是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)方案的求取，解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作周期長(zhǎng)效率低、精確度掌握困難的弊端，簡(jiǎn)化了繁復(fù)的設(shè)計(jì)與修改過(guò)程。</p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將機(jī)械的適用性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性良好高效地統(tǒng)一起來(lái)，其設(shè)計(jì)方法也在隨著各學(xué)科（如：機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、傳動(dòng)機(jī)械學(xué)等）的進(jìn)步及產(chǎn)品技術(shù)的變革和改進(jìn)而不斷發(fā)展，例如有限元法

30、（Finite Element Analysis，F(xiàn)EA：將較為復(fù)雜的一個(gè)求解域分為若干個(gè)有限的單元，對(duì)每一單元計(jì)算方法進(jìn)行簡(jiǎn)化求解從而推導(dǎo)出整個(gè)域的滿足條件）、專家系統(tǒng)（具有專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算的人工智能程序系）、統(tǒng)模態(tài)分析（研究分析彈性結(jié)構(gòu)固有的震動(dòng)模態(tài)）等等，正在向著越來(lái)越人性化、智能化的方向發(fā)展。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)繼承了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，將自然、工業(yè)和藝術(shù)等科學(xué)知識(shí)有機(jī)地融合起來(lái)，形成了新的設(shè)計(jì)體系。 </p><p

31、>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 研究概況</p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涉及了若干學(xué)科領(lǐng)域的前沿技術(shù)。發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)80年代提出了相關(guān)概念，在過(guò)去10年，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)迅速地發(fā)展并達(dá)到了實(shí)用階段。21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在電子和電氣、科學(xué)研究、機(jī)械設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、機(jī)器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動(dòng)化、土木筑、地質(zhì)、計(jì)算機(jī)藝術(shù)

32、等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用較多的軟件有AutoCAD、Pro/E、SolidWorks、UG等。</p><p>　　我國(guó)與一些科技先進(jìn)的國(guó)家相比，在這個(gè)領(lǐng)域上還有一定的差距。但國(guó)家有關(guān)部門和科學(xué)家們已經(jīng)對(duì)此有了相當(dāng)?shù)闹匾暎瑖?guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃都把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）列入了研究項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)許多高校和研究部門在緊跟國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，也積極投入到了這一領(lǐng)域當(dāng)中，并且取得了一定的研究

33、成果。</p><p>　　清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)和臨場(chǎng)感方面作了研究，并在克服立體圖閃爍的措施和深度感試驗(yàn)方面采用了許多獨(dú)特的方法。他們針對(duì)室內(nèi)的環(huán)境特點(diǎn)，提出了借助圖像變換使立體視覺(jué)圖像中對(duì)應(yīng)水平特征呈現(xiàn)形狀一致性，以利于實(shí)現(xiàn)特征匹配，并由此獲得物體三維結(jié)構(gòu)的新穎算法。</p><p>　　哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械系在機(jī)構(gòu)的三維運(yùn)動(dòng)仿真方面進(jìn)行了許多研究。他們利用OpenGL開

34、發(fā)的機(jī)構(gòu)三維仿真軟件成功地模擬出了一些常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上加入了一些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析的功能。該校計(jì)算機(jī)系還成功地摹擬出了人的臉部動(dòng)作，例如表情的合成和唇動(dòng)的合成。</p><p>　　北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系重點(diǎn)研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示和處理，并在虛擬現(xiàn)實(shí)的視覺(jué)接口方面研究了部分軟件和硬件，開發(fā)出了用于飛行員訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。</p><p>　　浙江大學(xué)CAD

35、&CG國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了一套桌面虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了立體視覺(jué)，同時(shí)提供的交互工具使系統(tǒng)的真實(shí)感達(dá)到了較高的水平。</p><p>　　西北工業(yè)大學(xué)在基于UG軟件的二次開發(fā)方面也進(jìn)行了不少研究。</p><p>　　上海交通大學(xué)的圖像處理及模式識(shí)別研究所、國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所、北京工業(yè)大學(xué)CAD研究中心等單位也都在這一領(lǐng)域做了許多的工作，并取得了一定的研究成果。&

36、lt;/p><p>　　西安交通大學(xué)信息工程研究所對(duì)立體顯示技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了一種基于JPEG標(biāo)準(zhǔn)壓縮編碼新方案，獲得了較高的壓縮比。</p><p>　　西安理工大學(xué)機(jī)械與精密儀器學(xué)院在基于SolidWorks的二次開發(fā)方面也做了大量貢獻(xiàn)，開發(fā)了弧面分度凸輪和連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真軟件。[9] </p><p>　　1.3.2 應(yīng)用現(xiàn)狀</p><

37、p>　　在過(guò)去10年中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)迅速地發(fā)展并達(dá)到了實(shí)用階段。就印刷機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，國(guó)外印刷機(jī)制造商早在七十年代就已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，而國(guó)內(nèi)大多數(shù)印刷機(jī)生產(chǎn)廠家長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，都在對(duì)國(guó)外的膠印機(jī)進(jìn)行仿造設(shè)計(jì)和測(cè)繪制造。膠印機(jī)的設(shè)計(jì)方面，也基本處于跟蹤模仿的水平。往往是國(guó)外的膠印機(jī)有了一種新的輸墨系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，國(guó)內(nèi)就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了解其性能，然后仿造，適合我們的機(jī)型就直接利用，或者做一些小幅度的調(diào)整和改進(jìn)。造成這種情況的主要

38、原因還是在于我國(guó)在膠印機(jī)輸墨系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論研究還比較薄弱。我國(guó)研究者目前主要致力于利用計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)印刷機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿真研究以及對(duì)軟件的二次開發(fā)。一般涉及到系統(tǒng)靜態(tài)性能分析時(shí)，我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)方案計(jì)算出輸墨系統(tǒng)的著墨系數(shù)、打墨線數(shù)、勻墨系數(shù)、積墨系數(shù)、著墨率等五大性能指標(biāo)，但是涉及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析時(shí)，國(guó)內(nèi)尚缺乏理論計(jì)算依據(jù)，無(wú)法直接計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，一般情況下，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法做最終檢驗(yàn)。這樣，由于在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段不能預(yù)先計(jì)算系

39、統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，只有在方案設(shè)計(jì)完成后，試制出輸墨系統(tǒng)，用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)性能。如果性能不理想，就需要重新設(shè)計(jì)方案，再試制，再實(shí)測(cè)，</p><p>　　1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　目前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如汽車制造業(yè)、航天航空業(yè)、工程機(jī)械、通用機(jī)械制造業(yè)以及國(guó)防工業(yè)。所涉及到的產(chǎn)品大到龐大的卡車，小到照相機(jī)的快門，上至天上的火箭，下到輪船的錨

40、機(jī)。各種設(shè)計(jì)載體的不同需要使得計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件不斷地完善改進(jìn)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件主要的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在[11]：</p><p>　　⑴考慮產(chǎn)品繼承性：在產(chǎn)品的更新?lián)Q代過(guò)程中，能夠方便地獲得該產(chǎn)品的全部歷史數(shù)據(jù)，以便充分利用已經(jīng)經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　⑵滿足并行設(shè)計(jì)要求：用并行設(shè)計(jì)方法代替串行設(shè)計(jì)方法，即在設(shè)計(jì)過(guò)程中將產(chǎn)品分成不同模塊分別設(shè)計(jì)，然后根據(jù)結(jié)果關(guān)系組裝

41、集成，這便于建立起產(chǎn)品的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型后進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。</p><p>　?、蔷哂辛己眉尚裕阂话阃ㄟ^(guò)兩種方法，一是通過(guò)接口將現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接起來(lái)，二是開發(fā)集成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。</p><p>　　⑷智能系統(tǒng)：支持智能設(shè)計(jì)，檢測(cè)失誤，建議方案，具有推理能力等。</p><p>　　1.4 論文研究的主要內(nèi)容</p><p>　

42、　本文在對(duì)八開膠印機(jī)輸墨裝置結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行研究分析的基礎(chǔ)上，利用SolidWorks軟件根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)建立輸墨裝置三維模型，完成了八開膠印機(jī)輸墨裝置仿真模型的建立，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代的意義上的印刷機(jī)設(shè)計(jì)與高效準(zhǔn)確地計(jì)算機(jī)建模。這種現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)膠印機(jī)輸墨裝置的方法能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員在以后進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)提供參考工具，方便隨時(shí)調(diào)用現(xiàn)有膠印機(jī)的設(shè)計(jì)方案，縮短了設(shè)計(jì)周期，節(jié)約了開發(fā)成本，達(dá)到生產(chǎn)效率最高化的目的。</p><p>　

43、　論文研究的主要內(nèi)容有：</p><p>　?、旁敿?xì)分析膠印機(jī)輸墨裝置結(jié)構(gòu)與各部分的作用與功能；</p><p>　?、评肧olidWorks對(duì)八開膠印機(jī)輸墨裝置進(jìn)行三維建模；</p><p>　?、菍⒃O(shè)計(jì)好的零件模型進(jìn)行模擬裝配，準(zhǔn)確掌握各零部件之間的裝配關(guān)系；</p><p>　　⑷在設(shè)計(jì)建模過(guò)程中比較設(shè)計(jì)過(guò)程中傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)輔助

44、設(shè)計(jì)的差異。</p><p>　　2 膠印機(jī)輸墨裝置結(jié)構(gòu)與性能</p><p><b>　　2.1 平版膠印機(jī)</b></p><p>　　膠印屬平版印刷范疇，分有水（潤(rùn)濕液）膠印與無(wú)水膠印。膠印印版的圖文上附著的油墨先轉(zhuǎn)移到橡皮布滾筒的橡皮布表面上，然后經(jīng)過(guò)壓印再轉(zhuǎn)移到承印物表面上，稱為間接印刷[12]。平版印刷機(jī)具有印刷速度快、裝版周期短、

45、印刷質(zhì)量好、色調(diào)豐富等優(yōu)點(diǎn)。由于電子技術(shù)的應(yīng)用和圖像文字制版質(zhì)量的不斷提高，對(duì)平版印刷機(jī)的需求迅速增長(zhǎng)。平版印刷機(jī)發(fā)展很快，比重超過(guò)了凸版印刷機(jī)。</p><p>　　2.1.1 單張紙膠印機(jī)印刷原理</p><p>　　單張紙膠印機(jī)通常由傳動(dòng)、給紙、定位、傳紙、印刷、濕潤(rùn)、輸墨及收紙七大部分組成[13]。印刷時(shí)，首先由自動(dòng)給紙部件將輸紙臺(tái)上的紙張分開，然后通過(guò)輸紙臺(tái)板向前傳送，由輸紙裝置

46、將紙張輸送到前規(guī)，經(jīng)過(guò)前規(guī)、側(cè)規(guī)定位，再由遞紙牙將紙張傳給壓印滾筒，壓印滾筒叼紙，經(jīng)過(guò)橡皮滾筒和壓印滾筒之間的擠壓（印版上的圖文轉(zhuǎn)移到橡皮滾筒）完成印刷。印刷完畢的紙張由壓印滾筒交給收紙滾筒，經(jīng)鏈條傳動(dòng)，再經(jīng)過(guò)齊紙機(jī)構(gòu)，將印品收齊堆放在收紙臺(tái)上，即完成印刷工作。</p><p>　　2.1.2 單張紙膠印機(jī)結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　傳動(dòng)部件：通常包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分。原

47、動(dòng)機(jī)一般指電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)部件通過(guò)各種運(yùn)動(dòng)形式把電機(jī)的輸出功率和扭矩傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)印刷機(jī)的各個(gè)具體運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　給紙部件：由輸紙臺(tái)、輸紙臺(tái)板、紙張分離頭（飛達(dá)）和輸紙輥輪等組成。</p><p>　　定位部分：為了保證套印精度，單張紙膠印機(jī)在輸紙過(guò)程中需要進(jìn)行定位。主要包括前規(guī)和側(cè)規(guī)。</p><p>　　傳紙部件：主要包括了傳紙滾筒和遞紙

48、機(jī)構(gòu)等，主要是完成紙張?jiān)诟鳈C(jī)構(gòu)間的交接與傳送。</p><p>　　印刷部件：主要包括印版滾筒、壓印滾筒、橡皮滾筒。除此之外，還有滾筒的離、合壓機(jī)構(gòu)。</p><p>　　輸墨部件：是直接影響印刷性能和印品質(zhì)量的關(guān)鍵部分，主要由供墨、勻墨、著墨三部分組成。其主要作用是為印刷部件涂布均勻的油墨。著墨輥的離合機(jī)構(gòu)保證適時(shí)停墨或著墨。墨輥的排列形式及數(shù)量還有各墨輥直徑等，對(duì)輸墨系統(tǒng)性能皆有很大影

49、響。</p><p>　　潤(rùn)濕部件：主要由供水、勻水、著水三部分組成。保證均勻的將潤(rùn)濕液涂布在印版表面。</p><p>　　收紙部件：包括收紙滾筒、收紙鏈條、收紙臺(tái)等。印刷完成后，由收紙部件將紙張整齊、平穩(wěn)地傳遞、堆放到收紙臺(tái)上。[14]</p><p>　　2.2 輸墨裝置的結(jié)構(gòu)</p><p>　　膠印機(jī)輸墨裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，但基本構(gòu)

50、成大致相同。 </p><p>　　⑴供墨部分（I）：如圖2.1第II部分所示，供墨部分由墨斗、墨斗輥和傳墨輥組成，其主要作用是貯存油墨并定時(shí)定量均勻地將油墨傳給勻墨部分。油墨置于墨斗刮刀和墨斗輥組成的墨斗內(nèi)。印品表面的圖文分布狀況決定了供墨量的大小，而供墨量的大小由墨斗和墨斗輥之間的間隙以及墨斗輥轉(zhuǎn)角的大小控制，間隙越大，轉(zhuǎn)角越大，則供墨量就越大；從勻墨的角度看，墨層越薄，勻墨效果就越好；從油墨分離的角度看，墨

51、層越薄，分離的效果也越好；從供墨的角度看，墨層越薄，系統(tǒng)對(duì)供墨量改變的響應(yīng)速度也就越快?？傊^薄的墨層有利于保證輸墨系統(tǒng)的正常工作。</p><p>　　圖2.1 膠印機(jī)輸墨裝置結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　⑵勻墨裝置（II）：如圖2.1第II部分所示，勻墨裝置由做軸向串動(dòng)和周向轉(zhuǎn)動(dòng)的串墨輥勻墨輥以及重輥三種輥組成。勻墨輥和串墨輥在對(duì)滾過(guò)程中通過(guò)軸向相對(duì)滑動(dòng)，來(lái)保證油墨在各墨輥軸向均

52、勻地分布，而串墨輥與勻墨輥的對(duì)滾則將油墨在墨輥圓周方向輾勻。如此反復(fù)就能夠起到均勻油墨和將油墨鋪薄的作用。重輥給勻墨輥與串墨輥之間需要施加一定的壓力，以保證墨輥間的正常摩擦傳動(dòng)，以此來(lái)傳遞、輾勻油墨。 </p><p>　　⑶著墨裝置（III）：如圖2.1第III部分所示，著墨部分由著墨輥和起落機(jī)構(gòu)及調(diào)壓機(jī)構(gòu)組成。著墨輥僅僅依靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，作用是從勻墨部分最后的串墨輥5接過(guò)均勻適量的油墨然后涂布在印版的圖文部分。起

53、落機(jī)構(gòu)在有需要的時(shí)候控制著墨輥與印版的離合，而調(diào)壓機(jī)構(gòu)則是為了滿足理想的傳墨需要而設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)裝置。[15]</p><p>　　2.3 輸墨裝置設(shè)計(jì)要求及原則</p><p>　　⑴墨輥排列要軟硬相間（這樣的排列方式可以減小墨輥間的沖擊力和振動(dòng)，從而增加墨輥的使用壽命）； </p><p>　?、颇伒呐帕袧M足外大里小的要求（這樣有利于墨輥的安裝拆卸、調(diào)節(jié)及維護(hù)

54、）； </p><p>　?、遣捎们拜p后重的排列方式；</p><p>　?、戎佒睆綉?yīng)選取不同的數(shù)值；</p><p>　?、赡仈?shù)量選取要適當(dāng)[16]。</p><p>　　3八開膠印機(jī)輸墨裝置的建模仿真</p><p><b>　　3.1 軟件選擇</b></p><p

55、>　　世界第一臺(tái)計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)于上世紀(jì)50年代在美國(guó)誕生，從此開始出現(xiàn)具有簡(jiǎn)單繪圖輸出功能的被動(dòng)式的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)。60年代初期有了CAD的曲面片技術(shù)，并且逐漸推出了具有商品化的計(jì)算機(jī)制圖設(shè)備。到了70年代中期，已經(jīng)開始形成完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)了。再加上能具有逼真圖形的光柵掃描顯示器的出現(xiàn)，推出了圖形輸入板、手動(dòng)游標(biāo)等多種形式的圖形輸入設(shè)備，這些進(jìn)步大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展[17]。21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)

56、輔助設(shè)計(jì)軟件在工程產(chǎn)品和設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用越來(lái)越大，目前已在計(jì)算機(jī)、電子和電氣、服裝業(yè)、科學(xué)研究、機(jī)械設(shè)計(jì) 、軟件開發(fā)、出版業(yè)、工廠自動(dòng)化、土木筑、地質(zhì)等各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[19]。目前國(guó)內(nèi)外在機(jī)械設(shè)計(jì)方面應(yīng)用較多的軟件有AutoCAD、Pro/E、SolidWorks、UG等，下面對(duì)比這幾款軟件的基本性質(zhì)及功能：</p><p>　?、臕utoCAD是一款二維設(shè)計(jì)軟件，主要用來(lái)繪制工種圖樣。考慮到

57、輸墨裝置整體的造型和結(jié)構(gòu)，二維設(shè)計(jì)技術(shù)不足以表達(dá)其結(jié)構(gòu)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)方式等，必須利用三維設(shè)計(jì)輸出。而且就發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，各種設(shè)計(jì)軟件從二維到三維的轉(zhuǎn)換是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的必然過(guò)程[20]。通常，對(duì)于一名設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，要利用半年到一年的時(shí)間才能熟練地掌握。 </p><p>　　⑵Pro/E曲面設(shè)計(jì)非常強(qiáng)大，但是掌握起來(lái)比較困難，普遍是入門容易，精通難，要求具有非常強(qiáng)的空間構(gòu)型想象力[21]，而且Pro/E的文件管理對(duì)于初學(xué)者

58、來(lái)說(shuō)不是很方便，不能像SolidWorks一樣由設(shè)計(jì)樹追溯目標(biāo)文件； </p><p>　?、荱G是基于C語(yǔ)言開發(fā)實(shí)現(xiàn)的三維參數(shù)化軟件，其功能強(qiáng)大[22]。由于其功能模塊多且涉及相關(guān)專業(yè)知識(shí)以及學(xué)科交叉理論，內(nèi)容抽象難懂學(xué)習(xí)困難，一般用于大型企業(yè)生產(chǎn)精度較高的器械如汽車等[23]； </p><p>　?、萐olidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，基本上

59、，熟悉微軟Windows系統(tǒng)的用戶就可以用它來(lái)做設(shè)計(jì)，掌握起來(lái)不會(huì)太困難，而且操作簡(jiǎn)單方便，容易上手。除了功能強(qiáng)大且操作簡(jiǎn)便，可以進(jìn)行高級(jí)裝配以外，還可運(yùn)用有限元高級(jí)分析技術(shù)；建立零件設(shè)計(jì)庫(kù)；特有的色彩渲染和動(dòng)畫模擬，其靈活性、高效性與可靠性使得它越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)中。另外，具有強(qiáng)大的功能和繁多的組件，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)都是全部可以編輯的（可在零件文件在編輯，也可通過(guò)裝配體打開零件進(jìn)行修改），零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的

60、[24]。同時(shí)，它能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供不同的設(shè)計(jì)方案，從而減少設(shè)計(jì)過(guò)程中不必要的錯(cuò)誤，這將大大提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量。</p><p>　　具體來(lái)說(shuō)，SolidWokrs主要具有以下優(yōu)點(diǎn)[25]：</p><p>　?、呕谔卣骷皡?shù)化的造型。SolidWorks裝配體是由零件組成的，而零件則是由一系列特征（例如凸臺(tái)、切除、螺紋孔、筋、倒角等）組成。這種符合設(shè)計(jì)邏輯思路及產(chǎn)品制造過(guò)程的特征造型方法

61、，直觀又完整地展示了我們所熟悉的三維物體，其設(shè)計(jì)樹有明確父子關(guān)系，能夠清晰體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。SolidWorks采用的是參數(shù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式，也就是可以通過(guò)隨時(shí)修改零件體相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)來(lái)作動(dòng)態(tài)修改，使得設(shè)計(jì)方案不斷完善。而且SolidWorks內(nèi)含大量標(biāo)準(zhǔn)的零件工具庫(kù)，方便使用者隨意增加自定義圖庫(kù)中的零件，這樣就減少了大量重復(fù)的、不必要的操作設(shè)計(jì)，有效地縮短了整體設(shè)計(jì)周期，提高了實(shí)際效率。</p><p>　　

62、⑵完整地解決了多重關(guān)聯(lián)性。SolidWorks創(chuàng)建產(chǎn)品過(guò)程包含三維與二維交替的過(guò)程，完整的設(shè)計(jì)文件包括了零件文件、裝配文件（可由零件和部分裝配體構(gòu)成）和二者的工程圖文件。巧妙地處理了設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的多重相關(guān)聯(lián)性，讓設(shè)計(jì)過(guò)程邏輯變得更加順暢，修改也相對(duì)簡(jiǎn)單清楚，裝配也更加準(zhǔn)確了。此外，SolidWorks可以通過(guò)任意地旋轉(zhuǎn)和生成剖切視圖對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可及時(shí)修正，將“試制過(guò)程”放在設(shè)計(jì)階段，這大大提高

63、了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功率。</p><p>　　⑶易學(xué)易用。SolidWorks軟件的設(shè)計(jì)方法和流程易于使用者學(xué)習(xí)，進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和交流都非常方便。熟悉Windows系統(tǒng)的人基本上都可以用其進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件圖標(biāo)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了，而且自帶豐富教程，并有詳細(xì)的幫助文件。采用核心漢化，易學(xué)易懂。相比其他三維CAD軟件通常需要三個(gè)月左右學(xué)習(xí)時(shí)間， SolidWorks僅僅需要兩周就可以完全掌握。</p><p&g

64、t;　　綜上所述，AutoCAD為二維設(shè)計(jì)軟件，不能滿足本次設(shè)計(jì)要求，所以不予考慮；Pro/E掌握困難，設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，也不予考慮使用；UG功能繁多，而本次設(shè)計(jì)輸墨裝置，其零件與裝配并不復(fù)雜，大可不必用UG作為設(shè)計(jì)軟件?？梢郧宄乜吹絊olidWorks對(duì)比其他軟件更容易被掌握和使用，其功能也足夠滿足膠印機(jī)輸墨裝置的設(shè)計(jì)，具有簡(jiǎn)易性與高效性兼?zhèn)涞膬?yōu)點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)選擇SolidWorks作為建模軟件。</p><p&g

65、t;　　3.2 八開膠印機(jī)輸墨裝置的建模仿真</p><p>　　3.2.1 零件體的建立</p><p>　　SolidWorks軟件擁有非常強(qiáng)大的三維實(shí)體建模功能。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械的動(dòng)態(tài)仿真，必須先利用軟件的實(shí)體造型功能構(gòu)造出各個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的三維模型[26]。打開軟件，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)工作環(huán)境，基于特征參數(shù)化設(shè)計(jì)部分，首先將其存儲(chǔ)為零件文件（.sldprt）。首先應(yīng)該要作出引導(dǎo)線的草圖，然后繪制

66、路徑草圖繪制參數(shù)化草圖輪廓，根據(jù)產(chǎn)品要求，繪制1:1圖形，利用智能尺寸標(biāo)注所需尺寸，即可實(shí)現(xiàn)尺寸零誤差。然后通過(guò)測(cè)量實(shí)際運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的實(shí)際參數(shù)。SolidWorks可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)的修改，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)者可以通過(guò)自己對(duì)參數(shù)的修改來(lái)改變零件尺寸以及裝配體中各個(gè)零部件的尺寸大小和特征形狀，使得修改工作不再?gòu)?fù)雜困難。繪制好草圖后，根據(jù)各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，選擇每個(gè)零件的原點(diǎn)位置，建立完整的三維零件庫(kù)。例如：串墨輥、勻墨輥、著墨輥、大小齒輪、調(diào)壓

67、桿、支極、離合軸等，以及軸、銷、拉簧、調(diào)壓螺釘?shù)容o助構(gòu)件。</p><p>　　以軸承架為例，其具體建模步驟如下：</p><p>　　①打開SolidWorks，Ctrl+N新建零件文件。選擇前視基準(zhǔn)面為草圖繪制基準(zhǔn)面，以原點(diǎn)為中心繪制尺寸為22×28的矩形（為草圖1），如圖3.1所示。然后退出草圖，在特征工具欄選擇“凸臺(tái)拉伸”對(duì)草圖1進(jìn)行深度為4mm的拉伸，得到如圖3.2所示

68、的三維構(gòu)型。</p><p>　　圖3.1 軸承架草圖1</p><p>　　圖3.2 對(duì)草圖1進(jìn)行拉伸</p><p>　?、谶M(jìn)入草圖繪制模式，在前視基準(zhǔn)面繪制如圖3.3所示的兩個(gè)尺寸為5×24的矩形（為草圖2）。退出草圖，對(duì)其進(jìn)行與前一草圖反方向，深度為9mm的拉伸，如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.3 軸承架草

69、圖2</p><p>　　圖3.4 對(duì)草圖2進(jìn)行拉伸</p><p>　?、墼谇耙暬鶞?zhǔn)面繪制如圖3.5所示的兩個(gè)圓，圓心在過(guò)原點(diǎn)的水平線上（為草圖3）。然后，選中如圖3.6所示的區(qū)域進(jìn)行深度為7.5mm的拉伸，方向與草圖1的拉伸方向相同。</p><p>　　圖3.5 軸承架草圖3</p><p>　　圖3.6 對(duì)草圖3進(jìn)行拉伸<

70、/p><p>　　④選中草圖3中如圖3.7所示區(qū)域進(jìn)行深度為14mm的拉伸，方向同上，并選中“合并結(jié)果”。</p><p>　　圖3.7 對(duì)草圖3進(jìn)行拉伸</p><p>　　⑤選中凸臺(tái)拉伸-4的邊線<1>，插入“裝飾螺紋線”，如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 插入裝飾螺紋線</p><p>

71、　?、拊谔卣鞴ぞ邫谥羞x擇“倒角”，對(duì)如圖3.9所示邊線<1>、邊線<2>倒角，其參數(shù)為距離0.5mm，角度45°。</p><p>　　圖3.9 倒角特征</p><p>　　⑦以右視基準(zhǔn)面為參考面，建立與右視基準(zhǔn)面距離為10mm的基準(zhǔn)面，為基準(zhǔn)面1，如圖3.10所示。</p><p>　　在基準(zhǔn)面1上繪制如圖3.11所示的圓（為

72、草圖6）。退出草圖，在特征工具欄選擇“異型孔向?qū)А睂?duì)草圖6導(dǎo)孔，孔圓心與草圖6圓心重合。再在特征工具欄選擇“鏡像”，以上視基準(zhǔn)面為鏡像面，要鏡像的特征為M3螺紋孔的螺紋鉆頭。完成后如圖3.12所示。</p><p>　　圖3.10 建立基準(zhǔn)面1</p><p>　　圖3.11 軸承架草圖6</p><p>　　圖3.12 導(dǎo)孔鏡像</p><

73、;p>　?、嗤瓿奢S承架零件的建模，其構(gòu)型如圖3.13所示。</p><p>　　圖3.13 軸承架</p><p>　　通過(guò)使用 SolidWorks 軟件可以設(shè)計(jì)出零件的數(shù)據(jù)模型，也可以診斷出未知故障，且吻合率非常高，這與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，極大地提高了機(jī)械零部件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且簡(jiǎn)化了機(jī)械零部件的生產(chǎn)工藝。由于不需要人工計(jì)算、制圖，轉(zhuǎn)而由計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)方案的求取，解決了傳統(tǒng)設(shè)

74、計(jì)工作周期長(zhǎng)、效率低、精確度掌握困難的弊端，簡(jiǎn)化了繁復(fù)的設(shè)計(jì)與修改過(guò)程。更為重要的是，SolidWorks符合了設(shè)計(jì)者的正常思維習(xí)慣，顛覆了傳統(tǒng)時(shí)間方法先二維后三維的設(shè)計(jì)順序，不再依賴根據(jù)二維來(lái)作出空間想象，可完整地觀察到零件結(jié)構(gòu)概況，從而隨時(shí)作出調(diào)整，使得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊跟設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路，也更加符合產(chǎn)品功能要求。</p><p>　　3.2.2 裝配體的建立</p><p>　　So1

75、idWorks能夠非常真實(shí)地仿真三維模型，顯示零部件的實(shí)體構(gòu)形以及各零件的裝配關(guān)系。它所提供的智能配合功能在裝配體的設(shè)計(jì)中如果能夠得到充分發(fā)揮，就能迅速、準(zhǔn)確地建立起零件間的裝配關(guān)系[27]。將已設(shè)計(jì)好的零件運(yùn)用“插入/零部件/”，如圖3.14所示。其步驟如下：</p><p>　　圖3.14 裝配體工具欄</p><p>　　⑴新建一個(gè)裝配體文件：【文件】→【新建】→【裝配體】；<

76、;/p><p>　?、撇迦肓慵骸静迦搿俊玖憬M件】→【來(lái)自文件】；</p><p>　?、墙M裝配合：主要采用2種方法：①在各零件間添加建立配合關(guān)系（標(biāo)準(zhǔn)配合：重合、同軸心、平行、垂直、相切、距離、角度；高級(jí)配合：凸輪推桿配合、齒輪配合、限制配合、對(duì)稱配合），如圖3.15所示。②采用智慧組裝（Smart-Mates）：拖動(dòng)方式、選取方式；</p><p>　　圖3.15

77、 建立配合關(guān)系</p><p>　　⑷重復(fù)⑵和⑶步驟，直至完成全部零件的裝配；</p><p>　?、杀４嫜b配體文件，完成裝配體設(shè)計(jì)。</p><p>　　以軸承與軸承架、軸承蓋的裝配體為例，具體流程如下：</p><p>　　①打開SolidWorks，Ctrl+N新建裝配體文件。點(diǎn)擊“瀏覽”打開<軸承架>，點(diǎn)擊設(shè)計(jì)界面固定零

78、件，作為原點(diǎn)，如圖3.16所示。</p><p>　　圖3.16 插入軸承架</p><p>　　②在“插入零部件”下瀏覽打開<軸承>，點(diǎn)擊設(shè)計(jì)界面將其插入，點(diǎn)擊“配合”，選擇如圖3.17（i）所示<面1>軸承架，與<面2>軸承，點(diǎn)擊確定，得到這兩個(gè)平面的配合關(guān)系（重合）。按此方法，選擇如圖3.17（ii）所示兩個(gè)面進(jìn)行重合配合。選擇如圖3.17（ii

79、i）兩個(gè)面進(jìn)行重合配合。</p><p><b>　　（i）兩面重合</b></p><p><b>　?。╥i）兩面重合</b></p><p><b>　　（iii）兩面重合</b></p><p>　　圖3.17 軸承架與軸承配合</p><p>

80、;　　③插入零部件軸承蓋，點(diǎn)擊“配合”，依次選擇如圖3.18（ii）、（ii）所示兩個(gè)面重合配合，選擇軸承的孔徑與軸承蓋的中孔徑進(jìn)行同心配合，如圖3.18（iii）所示。</p><p><b>　?。╥）兩面重合</b></p><p><b>　　（ii）兩面重合</b></p><p><b>　?。╥ii

81、）同心配合</b></p><p>　　圖3.18 軸承蓋與軸承架配合</p><p>　　④完成軸承與軸承架、軸承蓋之間的裝配，如圖319所示，保存為裝配體1，以便后續(xù)插入總裝配體。</p><p>　　圖3.19 軸承架與軸承配合</p><p>　　圖3.20所示為輸墨裝置完整裝配體。</p><p&

82、gt;　　圖3.20 輸墨裝置完整裝配體</p><p>　　實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體模型還不能完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的模擬，為了再現(xiàn)機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，可以根據(jù)不同機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，計(jì)算各構(gòu)件間相對(duì)位置，自動(dòng)在前一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件上裝配新的機(jī)構(gòu)，若前一個(gè)機(jī)構(gòu)不存在則自動(dòng)將主動(dòng)構(gòu)件坐標(biāo)原點(diǎn)定位于裝配體的坐標(biāo)原點(diǎn)。在進(jìn)行裝配體的運(yùn)動(dòng)仿真時(shí)，先是要根據(jù)需要打開運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的三維模型，然后根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)置各個(gè)構(gòu)件在裝配體中所在的位置，要求每個(gè)零件都正

83、確的安裝在裝配體之中；根據(jù)實(shí)際情況在機(jī)構(gòu)裝配時(shí)自動(dòng)完成運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果將保存在指定的Access數(shù)據(jù)庫(kù)中[28]；在獲得了各個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系數(shù)據(jù)后，就可以用SoldiWorks來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p>　　完成裝配體的建立后，可進(jìn)行通過(guò)時(shí)間控制各個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)每隔一定的時(shí)間間隔，就從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出算好的構(gòu)件位置數(shù)據(jù)并用此數(shù)據(jù)設(shè)置對(duì)應(yīng)的構(gòu)件。當(dāng)此單位時(shí)間間隔足夠小，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原本間斷的

84、單步圖像在視覺(jué)上就能表現(xiàn)為連續(xù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而模擬出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)控制計(jì)時(shí)器的參數(shù)以及狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的開始、暫停、反轉(zhuǎn)、停止等操作[29]。而且，為了能更加清楚地展現(xiàn)出每一個(gè)零件或機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，各個(gè)機(jī)構(gòu)還可以進(jìn)行單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)，讓操作者更直觀明白地了解每個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。</p><p>　　另外，利用 SolidWorks 的“爆炸視圖”功能，可將經(jīng)過(guò)裝配仿真檢驗(yàn)后修改好的裝配設(shè)計(jì)方案，通過(guò)設(shè)計(jì)恰當(dāng)

85、的爆炸方向、爆炸視角和爆炸距離，生成等軸測(cè)分解圖，然后對(duì)各個(gè)構(gòu)件的相對(duì)位置進(jìn)行重新設(shè)定，明確地顯示其結(jié)構(gòu)和相互間的裝配關(guān)系[30]，如圖3.21所示。爆炸視圖使得裝配體能夠清楚地表達(dá)各個(gè)零件裝置間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，同時(shí)對(duì)于復(fù)雜而緊密相接的結(jié)構(gòu)可以有效地理清它們?cè)谘b配體中的位置和作用。</p><p>　　圖3.21 裝配體分解成爆炸視圖</p><p>　　干涉檢查關(guān)系到產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量，無(wú)

86、論是在大型組合件裝配體的模擬裝配中，還是在模型的開發(fā)制作過(guò)程中，通常都會(huì)發(fā)生干涉。這些干涉有可能是簡(jiǎn)單的扣件干涉情形，也有可能是因?yàn)樵灸Ｐ筒涣嫉某叽鐓?shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是無(wú)論是哪一種干涉都只能在后續(xù)的零件動(dòng)態(tài)裝配過(guò)程中才可得知。如何快速地檢測(cè)出干涉的位置與原因所在，并且有效地判斷出是否為模型尺寸參數(shù)不良的設(shè)計(jì)或是簡(jiǎn)單的扣件裝配問(wèn)題，從而快速修正錯(cuò)誤消除此干涉現(xiàn)象，成為值得思考的問(wèn)題。在傳統(tǒng)模型設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中，需要花費(fèi)大量時(shí)間重新設(shè)計(jì)或是

87、重新建構(gòu)原型，既浪費(fèi)了人力又升高了成本。在一個(gè)較為復(fù)雜的裝配體文件中，想要直接判斷零部件是否發(fā)生干涉是件比較困難的事情。SolidWorks提供了全方位的干涉檢查功能，利用該工具可以相對(duì)容易地在零部件之間進(jìn)行干涉檢查，并且查看發(fā)生干涉的部位，無(wú)論是在裝配體或零件于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的環(huán)境之下都可以快速的進(jìn)行干涉檢驗(yàn)，系統(tǒng)會(huì)以警示窗口提示出現(xiàn)的干涉部分，進(jìn)而能夠及時(shí)修正或排除相應(yīng)部分的干涉現(xiàn)象。這樣方便地檢驗(yàn)方法不必花費(fèi)大量的時(shí)間重新設(shè)計(jì)還有建構(gòu)

88、原型，既降低了人力與成本，又提高了產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量。下面是對(duì)輸墨裝置完整裝配體的干涉檢查計(jì)</p><p>　　圖3.22 干涉檢驗(yàn)</p><p>　　在整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，零件體的裝配是意義重大也是最為關(guān)鍵的一步。SolidWorks建模對(duì)比傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，后者只能單獨(dú)完成零件和裝配體的工程圖，而缺少各機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)裝配過(guò)程，這不利于設(shè)計(jì)者從零件先后有裝配過(guò)程中查看零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是

89、否合理、零件之間是否存在干涉問(wèn)題等等[31]。利用SolidWorks完成裝配體裝配后不僅可以進(jìn)行干涉檢查，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)意圖和零件在裝配模型中的位置以及相互關(guān)系，結(jié)合各零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體應(yīng)滿足的運(yùn)動(dòng)條件，不斷地調(diào)整設(shè)計(jì)模型結(jié)構(gòu)、尺寸以及零件間的配合關(guān)系與要求等，使得零件設(shè)計(jì)更符合設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路和最終的功能要求[32]，還可以通過(guò)分析各項(xiàng)性能指標(biāo)及系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間來(lái)查看裝配體結(jié)構(gòu)是否合理（仿真實(shí)驗(yàn)）。通過(guò)一些必要的仿

90、真就可以直接應(yīng)用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)；除此之外，還可將零件轉(zhuǎn)換成透明體隱藏起來(lái)，外部的零件體被隱藏后就能夠清楚地看到內(nèi)部所有的裝配結(jié)構(gòu)，完成最后的整體裝配之后還可以制作動(dòng)畫演示完整裝配體的裝配、拆卸和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。這些特有的功能有利于設(shè)計(jì)者對(duì)構(gòu)思的表達(dá)和對(duì)設(shè)計(jì)的修改，從而更完美地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、模型、計(jì)算機(jī)之間的基本聯(lián)系，對(duì)機(jī)械</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p>&

91、lt;p>　　本文在對(duì)八開膠印機(jī)輸墨裝置結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，利用SolidWorks軟件建立了八開膠印機(jī)輸墨裝置的三維模型，完成了八開膠印機(jī)輸墨裝置仿真模型的建立，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代的意義上的印刷機(jī)設(shè)計(jì)與高效準(zhǔn)確地計(jì)算機(jī)建模。完成的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)膠印機(jī)輸墨裝置的方法，縮短了設(shè)計(jì)周期，節(jié)約了開發(fā)成本，達(dá)到生產(chǎn)效率最高化的目的。</p><p>　　論文主要完成以下工作：</p><

92、p>　?、爬肧olidWorks對(duì)八開膠印機(jī)輸墨裝置的零件體進(jìn)行三維建模；</p><p>　?、平⑼暾难b配體三維模型；</p><p>　?、窃诮＿^(guò)程中對(duì)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的差異。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李才運(yùn). 現(xiàn)代設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)比較[

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106、idWorks對(duì)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化，2012，（2）：58-61.</p><p>　　[33] 楊國(guó)新，王定標(biāo). 基于SolidWorks的機(jī)械零部件虛擬裝配體設(shè)計(jì)技術(shù)[J]. 煤礦機(jī)械，2007，（65）：59-66.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　我謹(jǐn)在此特別感謝楊翰林老師。

107、無(wú)論是對(duì)論文立意及定位、資料收集，還是論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容修改，包括用詞的完善，都得到了老師耐心的幫助。楊老師以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度及專業(yè)的學(xué)術(shù)素養(yǎng)對(duì)我的論文做了精盡的講解和指導(dǎo)，對(duì)此我表示誠(chéng)摯的感謝與敬佩。</p><p>　　輕工學(xué)院各位專業(yè)課老師無(wú)一不忠其職責(zé)盡其心力，作為學(xué)生，我能從老師身上感受到他們對(duì)各自學(xué)科事業(yè)的熱情和堅(jiān)守。感激老師以行踐言，讓我相信每個(gè)人都是懷抱著使命和責(zé)任的，必將此信念銘記于心。在論文撰寫過(guò)

108、程中，也得到了同學(xué)許多的支持幫助，在此一并致以謝意。</p><p><b>　　附 錄1</b></p><p><b>　　圖1 支極工程圖</b></p><p><b>　　圖2 把手工程圖</b></p><p><b>　　圖3 槽凸輪工程圖</b