1、基于Pro/E液压阀体结构建模及仿真 摘要：本文在Pro/E软件环境下完成了液压阀体的结构建模及运动仿真。通过对单向阀，溢流阀，减压阀的结构以及工作原理的分析，完成各个零部件的三维建模，阀体装配，阀体装配爆炸图以及各个液压阀体的运动学仿真等一系列过程，使原本很抽象的工作原理转换为直观的动画演示，采用Pro/E软件所设计的仿真动画还可以保存为AVI格式,这样在常用播放器上就可以进行动画效果演示。通过几种典型液压阀体的三维结构建模及机构运动仿真，证明Pro/E软件在进行阀类元件的建模及仿真过程中具有易学、好用、方便、快捷等特点，同时AVI格式的动画播放不需要专门的播放器，提高了动画演示的推广和应用
2、。关键词：液压阀体, Pro/E软件，机构仿真，动画Based on Pro / E hydraulic valve structure modeling and simulationAbstract: The paper completed the structure modeling and motion simulation of hydraulic valve in Pro/E software environment. By analyzing the structure and working principle check valve, relief valve, pressur
3、e reducing valve,to complete a three-dimensional modeling of various components of the valve assembly, valve assembly exploded diagram and kinematics simulation, such as an individual hydraulic valve series of processes, so that the original abstract works convert intuitive animation,using simulatio
4、n animation Pro / E software design can be saved as AVI format，so it can do animation demo in common player.Through the three-dimensional structure modeling and mechanism simulation of several typical hydraulic valve,the Pro/E software in valve components modeling and simulation process is easy to l
5、earn, easy to use, convenient, fast and other characteristics. while the AVI format animation does not need a special player,improve the promotion and application of animation.Key words：Hydraulic valve, Pro/E software, Mechanism simulation， animation 目 录1前言11.1液压传动课程的特点11.2结构建模及仿真的现状与发展21.3结构建模及仿真软件
6、的选择31.4液压阀体介绍61.5液压阀体的分类61.6主要研究内容82工作原理、结构建模及仿真过程92.1 溢流阀的设计过程92.1.1溢流阀的结构组成及工作原理92.1.2零件的创建102.1.3溢流阀的装配242.1.4溢流阀的装配爆炸图动画262.1.5溢流阀的机构仿真272.2 单向阀的设计过程292.2.1单向阀的结构组成及工作原理292.2.2零件的创建302.2.3单向阀的装配332.2.4单向阀的装配爆炸图动画342.2.5单向阀的机构仿真342.3减压阀的设计过程352.3.1减压阀的结构组成和工作原理362.3.2零件的创建372.3.3减压阀的装配422.3.4减压阀的
7、装配爆炸图动画432.3.5减压阀的机构仿真44结 论45参考文献46致 谢471 1前言回顾教育发展的历史，我们可以发现，教育的每一次重大发展都与教育手段的变革分不开。在传统的教学过程中，老师主要通过一维方式，依靠语言、文字、数据来表示、传递和处理信息。在这种方式下，学校的教学活动，主要是培养和训练学生的抽象思维能力，教师的教与学生的学主要是通过语言和文字进行。在人类进入了信息社会以后，这种一维的教与学的方式无法适应社会的发展需求。为了改善表达信息的形式与能力，缩短传递信息的时间与途径，提高处理信息的速度和质量，就必须寻求一种最佳的多维的表示、传递和处理信息方法的技术途径。多媒体技术的产生与
8、发展，为人类进行多维化的思维和学习提供了一种理想的技术手段。多媒体的应用使学生进入视听、抽象思维和具体形象思维共同参与学习过程的多维动态，同时，能够使人的思维活动突破抽象逻辑思维的难点与局限，使教学活动更加符合人的自然思维习惯，从而获得更好的教学效果和学习效果。计算机辅助教学系统，简称CAI(Computer Assisted Instruction),是计算机辅助教育中最具教学特征的核心部分，它不但有明确的教学目标，能直接反映教材结构和教学内容，而且还可以辅助教学策略实现个别化指导型教学，将传授知识和培养能力紧密结合起来。CAI的兴起是教育领域中信息革命的最有代表性的产物，标志着为适应信息社
9、会的需要在教育领域中进行的又一次教育革命的开始。而多媒体技术的发展对CAI产生了巨大的影响，在原有的任何CAI模式中运用多媒体技术，使得教学信息更为丰富，教学过程更加生动有趣，教学效果更趋明显。随着多媒体的发展，多媒体教学的应用已成为现代教育技术的重要组成部分，而多媒体的教学应用离不开多媒体教学软件，因此，研制开发高质量的多媒体教学软件是开展现代教育技术工作的重要内容。本文主要从液压阀工作原理的Pro/E结构建模及仿真着手来进行阐述。1.1液压传动课程的特点液压传动具有传动平稳，操作方便，作用力大等突出的特点，在机械行业得到了广泛使用。但是，由于液压元件体积小，结构复杂，不便甚至不可能直接观察
10、液压元件的结构和工作过程。液压传动控制调节元件主要是指各类阀，他们的功能是控制和调节流体的流动方向、压力和流量，以满足执行元件所需要的启动、停止、运动方向、力或力矩、速度或转速、动作顺序和克服负载等要求，从而使系统按照指定的要求协调地工作。它涉及到空间机构运动、介质的流动及结构装配等内容。传统的教学通常采用静态挂图或投影胶片来讲授并配合相应的实验。但这种教学方式很难表达清楚液压元件的复杂空间结构，更无法表达零部件之间的运动关系，进行液压元件拆装实验时，虽然可以了解实验元件的外形和结构，但元件内各零件之间构成的空间仍不可见。这些传统教学方式中存在的致命缺陷，不仅严重影响了液压传动课程效果还大大挫
11、伤了学生学习的积极性。因此，亟待寻求一种新的教学方式，来解决液压传动课程难教、难学的特点。1.2结构建模及仿真的现状与发展 (1)结构建模及仿真的现状从20世纪70年代初开始，国外开始进行液压系统和元件的计算机数字仿真研究，我国也从20世纪70年代末80年代初开始进行液压系统与元件的仿真研究。经过几十年的研究开发，液压仿真软件包的性能实现了从原先的精度低，速度慢发展到精度高，速度快；从只能处理单输入、单输出的线性系统发展到能处理多输入、多输出的非线性系统；从复杂的编程和输入发展到交互友好的图形用户界面等都有极大的提升。特别是近几年，国外尤其在欧洲液压仿真技术得到了飞速发展，各款老牌的液压仿真软
12、件纷纷推出了面目一新的版本。如英国的Battle，瑞典的Hopsan，德国的DSH+等。另外一些擅长液压仿真的综合系统仿真软件在商业上也获得了很大的成功，具有代表性的有法国的AMESIM，波音公司的Eay5。作为液压系统仿真软件包，无论是由商业软件公司还是大学研究机构开发的，都已经存在很长一段时间了，然而它们开始得到普遍的应用还是最近的事。(2)结构建模及仿真发展方向 现代液压仿真软件虽然已经在工程实际中越来越得到广泛的应用，但并不代表液压仿真技术已经发展到尽善尽美了，在许多方面它们仍然存在不足。纵观液压仿真技术的最新进展，结合液压领域的发展，液压仿真技术主要有以下几个发展方向： 液压系统模型
13、和算法的进一步研究 最优化设计能力 仿真和测试的无缝集成 多媒体技术，面向对象技术的应用1.3结构建模及仿真软件的选择综合利用AutoCAD、3DMAX、UG以及SolidWorks等软件，进行液压系统动态结构建模及仿真的新型方法，利用这种方法可以形象地描述工程机械的液压工作原理、液压元件的动作过程，验证设计思想，同时便于用户快速查找和排除液压系统故障，但此方法技术含量高，操作不是很方便。Pro/E软件介绍 （1）Pro/E的简介：1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER
14、已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的特点及主要模块进行简单的介绍。主要特性全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使
15、并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先
