副標題#e#    1引言
    
     目前，300 MV模鍛水壓機是我國最大的模鍛水壓機.也是亞洲最大的模鍛水壓機.是我國唯一能夠生產大型航空航天鍛件的關鍵設備.在我國經濟發展和國防建設中起著不可估量的作用。而接力器是水壓機分配器的驅動裝置.它直接影響到模鍛水壓機的工作運行情況.作用極其重要.在300 MV模鍛水壓機操縱系統"油控水"改造項目中.接力器的設計成為機械系統開發的重點之一。
    
     傳統的機械產品開發主要通過設計者先在頭腦中建立產品的三維圖形.然后借助于正投影方法.把頭腦中的三維實體模型轉化為二維工程圖。其開發過程一般要經過概念設計、方案論證、圖紙繪制、圖紙審核、工藝分析、零件制造、產品裝配等過程.裝配時如發現設計錯誤又要對相應圖紙進行修改并重新加工制造相應零件.重新進行裝配.其設計過程繁瑣復雜、設計成本高、費時費力。特別是對結構和裝配關系比較復雜的產品.設計周期長.且容易出現錯誤。
    
     虛擬樣機技術是在建造第一臺產品之前.設計師利用計算機技術建立機械系統的數字化模型.進行仿真分析并以圖形方式顯示該系統在真實工程條件下的各種特性.并根據仿真結果進一步優化系統的技術。虛擬樣機是一種計算機模型.它能夠反映實際產品的特性.包括外觀、空間關系以及運動學和動力學的特性.它與物理樣機相比.在功能和性能上具有本質上的一致性。它用精確的數學模型描述物理樣機的各個部分以及整個樣機。借助這項技術.設計師可以在設計初期就發現和解決設計中的出現的主要問題。通過使用二維設計軟件的虛擬裝配和干涉檢查功能.在產品開發過程中可以發現在生產裝配中可能出現的碰撞情況.以便及時修改.大大降低了成本、縮短了新產品的研發周期。模鍛水壓機接力器的結構和裝配關系較復雜.其內部齒條柱塞的行程有嚴格的要求.且存在多個零件尺寸的相互制約關系.在接力器設計中采用虛擬樣機技術最為有利.本文主要闡述利用SolidWorks進行300MV模鍛水壓機主分配器接力器虛擬樣機開發的過程。
    
     2模鍛水壓機接力器的結構及工作原理
    
     在300 MV模鍛水壓機操縱控制系統改造中將操縱系統控制方式由原有的"水控水"改為了"油控水"方式.即新增加一套油壓系統.新設計一個接力器作為水壓機分配器閥門的驅動裝置。接力器由箱體、油缸、齒輪軸、齒條柱塞、導向柱、導向套、密封圈、支撐環、管接頭等組成.其結構示意圖如圖1所示。工作時.接力器某一油缸內油壓推動接力器齒條柱塞作水平運動.通過齒輪齒條裝置柱塞的水平往復運動轉換成傳動軸的正反向轉動。
    

     傳動軸上安裝有凸輪.分配器支架上設有頂桿裝置.凸輪頂桿裝置再將傳動軸的轉動轉換成頂桿的上下運動.頂桿與閥體的閥芯相聯接.閥芯向上運動過程中相應的閥門逐漸打開.這樣通過液壓系統接力器的驅動就可以精確控制分配器各個閥門的開啟和閉合.形成一種"油控水"的控制形式。軸的另一端接有編碼器.用于檢測軸的轉角.通過反饋環節實現開啟角度的精確控制。其驅動形式可簡單概括為:油缸+齒輪齒條+傳動軸+凸輪頂桿裝置+位移檢測裝置。
    
     3基于SolidWorks的水壓機分配器虛擬樣機設計
    
     目前流行的二維圖形軟件主要有Solidworks ,PRO/E, UC等.其中SolidWorks是在Windows平臺下開發的二維機械設計軟件.其功能強大.有全面的零件實體建模功能和變量化的草圖輪廓繪制功能.并能夠自動進行動態約束檢查。與其它二維軟件相比.Solidworks還具有易學易用的特點.普通的設計人員在很短的時間內就可以掌握SolidWorks的使用方法.并能盡快運用到設計實踐中。故而在本次設計中選用了SolidWorks。