顺序阀设计

毕业设计(论文) (顺序阀的设计)教学单位：机电工程学院专业名称：学 号：学生姓名：指导教师：指导单位：完成时间：XX学院教务处制发顺序阀的设计摘 要 本课题来源于当今社会液压元件的创新和更新换代基础之上，通过设计出顺序阀，从而来满足当今社会液压元件更新换代能力不足的缺陷。 顺序阀是直接压力-弹簧平衡式的压力控制阀门，也称压力阀。机床上的元件先定位后夹紧的液压系统中常用顺序阀控制。专用车床的横向和纵向进给液压缸的顺序动作实例，其顺序动作是：车刀先横向进给；纵向进给；横向退刀；纵向退刀。它用油路本身的压力来控制顺序阀或者液马达的动作顺序，以实现油路系统的自动控制。 本文运用大学所学的知识，了解顺序阀的工作原理，在此基础上，设计一款顺序阀。该顺序阀的工作介质为12MPa的液压油，主要用来控制液压缸(或液压马达)的顺序动作，此外，还可作卸荷阀、背压阀和平衡阀用。通过查找相关料，了解顺序阀的内部结构和工作原理，从而构建了顺序阀组成结构的总的指导思想，从而得出了该顺序阀的优点是高效，经济，并且传动效果好，运行平稳的结论。关键字：液压元件；控制阀门；工作原理；优点The design of sequence valveAbstractWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompressedneceengththdirectionprocedurework.Theinvertedpendulumisatypicalhighordersystem,withmultivariable,non-linear, strong-coupling,fleetandabsolutelyinstable.Itisrepresentativeasanidealmodeltoprovenewcontroltheoryandtechniques.Duringthecontrolprocess,pendulumcaneffectivelyreflectmanykeyproblemssuchasequanimity,robust,follow-upandtrack,therefore.Thispaperstudiesacontrolmethodofdoubleinvertedpendulum.Firstofall,themathematicalmodelofthedoubleinvertedpendulumisestablished,thenmakeacontroldesigntodoubleinvertedpendulumonthemathematicalmodel,anddeterminethesystemperformanceindexweightmatrix,byusinggeneticalgorithminordertoattainthesystemstatefeedbackcontrolmatrix.Finally,thesimulationofthesystemismadeby.Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；fout degrees of freedom目 录1 绪 论1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义1 1.2 顺序阀的结构和工作原理3 1.3 本课题研究的内容4 1.4 顺序阀的应用4 1.5 PRO/ENGINEER设计基础6 1.5.1 主要特性6 1.5.2 软件版本7 1.5.3 模块组成7 1.5.4 历史版本8 1.5.5 用户关注热点92 顺序阀总体结构的设计9 2.1 顺序阀的总体方案图10 2.2 顺序阀的工作原理12 2.3 液压传动部分的设计计算14 2.3.1流量、驱动力的计算16 2.3.2作用在活塞上面的总机械负荷的计算17 2.3.3阀体内径的尺寸计算173 液压系统的设计18 3.1液压系统的简介18 3.2液压系统的组成19 3.3 液压传动的基础知识204 总结与展望22参考文献23致谢24II1绪 论1.1课题的来源与研究的目的和意义 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。 不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。 研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。 这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。 人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。1.2 顺序阀的结构和工作原理 直动型顺序阀的结构和图形符号。南通监控生产的压力油从进油腔(两个)3进入，经阀体10上孔道4和端盖13上的阻尼孔6流到活塞12底部，当作用于控制活塞12上的液压力足以克服作用阀芯11上的弹簧8的弹簧力时，则阀芯11上移，油液便从出油腔2流出。该阀称为内控式顺序阀。 若将直动型顺序阀的结构(a)中的端盖13旋转90。安装，即切断进油口通向控制活塞12下腔的通道，并去掉外控121 5的螺塞，引入控制压力油，便成为外控式顺序阀。 若再将阀盖9旋转90。安装，还可使弹簧腔与出油口相连(阀体上开有沟通孔道，图中未剖出)，并将外泄油腔1堵塞，便成为外控内泄顺序阀。外控内泄顺序阀只用于出口接油箱的场合，常用于使泵卸荷，故又称卸荷阀。 顺序阀的开启压力可用调节螺钉7调节。直动型顺序阀的控制活塞12直径很小，因而仿丝棉阀芯11受到的向上推力不大，所以弹簧8不需太硬，用较软的弹簧就可提高阀的Pq性能。这种直动型顺序阀的最高工作压力可达14 MPa，最高控制压力可达7MPa。一般的直动型顺序阀用于低压系统，对性能要求较高的高压大流量系统，需采用先导型顺序阀。 先导型顺序阀的结构原理与先导型溢流阀类似，其工作原理也基本相同，这里不再重述。先导型顺序阀与直动型顺序阀一样也有内控外泄、外控外泄和外控内泄的控制方式.注:1一外泄油腔L 2一出油腔P2 3一进油腔Pl 4孔道5一外控口 6一阻尼孔7一调节螺钉8一弹簧9一阀盖10一阀体11-阀芯12-燃13-端盖顺序阀与溢流阀不同之处是：顺序阀的出油口通向系统的另一折弯机压力油路，即工作油路，而溢流阀出口接油箱；由于顺序阀进、出油口均为压力油，所以它的泄油El L必须单独外接油箱，否则将无法工作，而溢流阀的泄油可在内部连通回油口直接流回油箱；按控制压力来源的不同，溢流阀是进口油压控制，即内控式，而顺序阀既有内控又有外控两种方式。1.3 本课题研究的内容 本论文主要研究运用Autocad对顺序阀的结构进行设计。在设计过程中，了解Autocad的各种功能。 AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是Autodesk（欧特克）公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。AutoCAD软件是由美国欧特克有限公司（Autodesk）出品的一款自动计算机辅助设计软件，可以用于绘制二维制图和基本三维设计，通过它无需懂得编程，即可自动制图，因此它在全球广泛使用，可以用于土木建筑，装饰装潢，工业制图，工程制图，电子工业，服装加工等多方面领域。 AutoCAD尽管有强大的图形功能，但表格处理功能相对较弱，而在实际工作中，往往需要在AutoCAD中制作各种表格，如工程数量表等，如何高效制作表格，是一个很实用的问题。在AutoCAD环境下用手工画线方法绘制表格，然后，再在表格中填写文字，不但效率低下，而且，很难精确控制文字的书写位置，文字排版也很成问题。尽管AutoCAD支持对象链接与嵌入，可以插入Word或Excel表格，但是一方面修改起来不是很方便，一点小小的修改就得进入Word或Excel，修改完成后，又得退回到AutoCAD，另一方面，一些特殊符号如一级钢筋符号以及二级钢筋符号等，在Word或Excel中很难输入，那么有没有两全其美的方法呢，经过探索，可以这样较好解决：先在Excel中制完表格，复制到剪贴板，然后再在AutoCAD环境下选择edit菜单中的Pastespecial，选择作为AutoCAD Entities，确定以后，表格即转化成AutoCAD实体，用explode打开，即可以编辑其中的线条及文字，非常方便。 Word文档制作中，往往需要各种插图，Word绘图功能有限，特别是复杂的图形，该缺点更加明显，AutoCAD是专业绘图软件，功能强大，很适合绘制比较复杂的图形，用AutoCAD绘制好图形，然后插入Word制作复合文档是解决问题的好办法，可以用AutoCAD提供的EXPORT功能先将AutocAD图形以BMP或WMF等格式输出，然后插入Word文档，也可以先将AutoCAD图形拷贝到剪贴板，再在Word文档中粘贴。须注意的是，由于AutoCAD默认背景颜色为黑色，而Word背景颜色为白色，首先应将AutoCAD图形背景颜色改成白色。另外，AutoCAD图形插入Word文档后，往往空边过大，效果不理想。利用Word图片工具栏上的裁剪功能进行修整，空边过大问题即可解决。线宽修改 AutoCAD提供了一个多段线线宽修改命令PEDIT，来进行多段线线宽的修改（若不是多段线，则该命令将先转化成多段线，再改变其线宽），但是PEDIT操作频繁，每次只能选取1个实体操作，效率低下。AutoCAD R14附赠程序Bonus提供了mpedit命令，用于成批修改多段线线宽，非常方便高效。在AutoCAD2000中，还可给实体指定线宽（LineWeight）属性修改线宽，只需选择要改变线宽的实体（实体集），改变线宽属性即可，线宽修改更加方便，须注意的是，LineWeight属性线宽在屏幕的显示与否决定于系统变量WDISPLAY，该变量为ON，则在屏幕上显示LineWeight属性线宽，该变量为OFF，则不显示。多段线线宽同LineWeight都可控制实体线宽，两者之间的区别是，LineWeight线宽是绝对线宽，而多段线线宽是相对线宽，也就是说，无论图形以多大尺寸打印，LineWeight线宽都不变，而多段线线宽则随打印尺寸比例大小变化而变化，命令scale对LineWeight线宽没什么影响，无论实体被缩放多少倍，LineWeight线宽都不变，而多段线线宽则随缩放比例改变而改变。由于没有安装打印机或想用别人高档打印机输入AutoCAD图形，需要到别的计算机去打印AutoCAD图形，但是别的计算机也可能没安装AutoCAD，或者因为各种原因（如AutoCAD图形在别的计算机上字体显示不正常，通过网络打印，网络打印不正常等），不能利用别的计算机进行正常打印，这时，可以先在自己计算机上将AutoCAD图形打印到文件，形成打印机文件，然后，再在别的计算机上用DOS的拷贝命令将打印机文件输出到打印机，方法为：copy prn /b，须注意的是，为了能使用该功能，需先在系统中添加别的计算机上特定型号打印机，并将它设为默认打印机，另外，COPY后不要忘了在最后加/b，表明以二进制形式将打印机文件输出到打印机。 用户可以用鼠标一个一个地选择目标，选择的目标逐个地添加到选择集中，另外，AutoCAD还提供了Window（以键入 “w 响应Select object：或直接在屏幕上自右至左拉一个矩形框响应Select object：提示），Crossing（以键入 “C” 响应Select object：或直接在屏幕上自左至右拉一个矩形框响应Select object：提示），Cpolygon（以键入 “CP”响应Select object：），Wpolygon（以键入 “WP” 响应Select object：）等多种窗口方式选择目标，其中Window及Crossing用于矩形窗口，而Wpolygon及Cpolygon用于多边形窗口，在Window及Wpolygon方式下，只有当实体的所有部分都被包含在窗口时，实体才被选中，而在Crossing及Cpolygon方式下，只要实体的一部分包括在窗口内，实体就被选择像。AutoCAD还提供了Fence方式（以键入 “F” 响应Select object：）选择实体，画出一条不闭合的折线，所有和该折线相交的实体即被选择。在选择目标时，有时会不小心选中不该选择的目标，这时用户可以键入R来响应 “select objects：” 提示，然后把一些误选的目标从选择集中剔除，然后键入A，再向选择集中添加目标。当所选择实体和别的实体紧挨在一起时可在按住CTRL键的同时，然后连续单击鼠标左键，这时紧挨在一起的实体依次高亮度显示，直到所选实体高亮度显示，再按下enter键（或单击鼠标右键），即选择了该实体。还可以有条件选择实体，即用filter响应select objects：，在AutoCAD2000中，还提供了QuickSelect方式选择实体，功能和filter类似，但操作更简单，方便。AutoCAD提供的选择集的构造方法功能很强，灵活恰当地使用可使制图的效率大大提高。 AutoCAD提供点坐标（ID），距离（Distance），面积（area）的查询，给图形的分析带来了很大的方便，但是在实际工作中，有时还须查询实体质量属性特性，AutoCAD提供实体质量属性查询（Mass Properties），可以方便查询实体的惯性矩、面积矩、实体的质心等，须注意的是，对于曲线、多义线构造的闭合区域，应先用region命令将闭合区域面域化，再执行质量属性查询，才可查询实体的惯性矩、面积矩、实体的质心等属性。1.4 顺序阀的应用 顺序阀主要用来控制液压缸(或液压马达)的顺序动作，此外，还可作卸荷阀、背压阀和平衡阀用。机床上的元件先定位后夹紧的液压系统中常用顺序阀控制。专用车床的横向和纵向进给液压缸的顺序动作实例，其顺序动作是：车刀先横向进给；纵向进给；横向退刀；纵向退刀。 当二位四通电磁换向阀1YA断电时，油液首先进入折弯机横向液压缸A的下腔，车刀横向进给，完成的动作；碰上死挡铁后横向进给停止，油压升高打开顺序阀C，油液进入纵向液压缸B的右腔，车刀纵向进给完成的动作；当进给结束，1YA通电，二位四通电磁换向阀换向，液压缸A上腔进油，下腔回油，车刀横向退回，完成的动作；当退至终点，系统压力升高，打开顺序阀D，液压缸B左腔进油，车刀纵向退回完成的动作，到此完成一个循环。1.5 PROENGINEER设计基础 Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。 Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指Pro/Engineer软件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0creo2.0等等都是指软件的版本。1.5.1 主要特性 Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。 Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。1参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。2 基于特征建模Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。3 单一数据库（全相关） Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜1。 1.5.2 软件版本 2010年10月29日，PTC公司宣布，推出Creo设计软件。也就是说Pro/E正式更名为Creo。目前Pro/E最高版本为Creo Parametric 2.0。但在市场应用中，不同的公司还在使用着从Proe2001到WildFire5.0的各种版本，WildFire3.0和WildFire5.0是主流应用版本。Pro/Engineer软件系列都支持向下兼容但不支持向上兼容，也就是新的版本可以打开旧版本的文件，但旧版本默认是无法直接打开新版本文件。虽然PTC提供了相应的插件以实现旧版本打开新版本文件的功能，但在很多情况下支持并不理想容易造成软件的操作过程中直接跳出。 Pro/Engineer软件版本中，除了使用类似proe2001、Wildfire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0和WildFire5.0等主版本外在每一个主版本中还有日期代码的小版本区别，不同的日期代码代表主版本的发行日期顺序。通常每一个主版本中都会有C000、F000和Mxxx三个不同系列的日期代码，C000版代表的是测试版，F000是第一次正式版，而类似M010，M020.M200等属于成熟的正式发行版系列。M系列的版本可以打开C000和F000系列版本的文件，而C000版本则无法打开相同主版本的F000和Mxxx版本的Pro/Engineer文件，比如WildFire4.0 C000版本的Pro/Engineer将无法打开WildFire4.0 M060版本Pro/Engineer所创建的文件，但反过来则可以。 1.5.3模块组成 Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽壳（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（运动分析、人机工程分析）和工程制图能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下：1 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；2 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；3 通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；4 支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）。5 贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动）。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER的基本功能。Pro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一个扩展选项模块，只能在 Pro/Engineer环境下运行，它具有如下功能：1 在组合件内自动零件替换（交替式）2 规则排列的组合（支持组合件子集）3 组装模式下的零件生成（考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件）4 Pro/ASSEMBLY里有一个 Pro/Program模块，它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序，这种程序可使不是技术性用户也可产生自定义设计，只需要输入一些简单的参数即可。5 组件特征（绘零件与广组件组成的组件附加特征值如：给两种零件之间加一个焊接特征等）。 Pro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能，它为在Pro/ENGINEER的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。Pro/CABLING功能包括：1 新特征包括：电缆、导线和电线束；2 用于零件与组件的接插件设计；3 在Pro/ENGINEER零件和部件上的电缆、导线及电线束铺设；4 生成电缆/导线束直线长度及BOM信息；5 从所铺设的部件中生成三维电缆束布线图；6 对参数位置的电缆分离和连接；7 空间分布要求的计算，包括干涉检查；8 电缆质量特性，包括体积、质量惯性、长度；9 用于插头和导线的规定符号。 Pro/CAT是选用性模块，提供 Pro/ENGINEER与 CATIA的双向数据交换接口，CATIA的造型可直接输入 Pro/ENGINEER软件内，并可加上 Pro/ENGINEER的功能定义和参数工序，而 Pro/Engineer也可将其造型输出到 CATIA软件里。这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。Pro/CDT是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，为 CADAM 2D工程图提供 PROFESSIONALCADAM与 Pro/ENGINEER双向数据交换直接接口。CADAM工程图的文件可以直接读入Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。Pro/CDT避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户在转入 Pro/ENGINEER后，仍可继续享用原有的 CADAM数据库。 Pro/COMPOSITE是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，需配用 Pro/ENGINEER及Pro/SURFACE环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。Pro/COMPOSITE在Pro/ENGINEER的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术适用于整个设计工序的每个环节。Pro/DEVELOP是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER软件环境下。Pro/IDEVELOP包括C语言的副程序库，用于支援 Pro/ENGINEER的交接口，以及直接存取Pro/ENGINEER数据库。 Pro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析以及3D部件平面布置。Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。它必须在 Pro/Engineer环境下运行。其功能有：1 3D装配图的连接层次等级设计；2 整体与局部的尺寸、比例和基准的确定；3 情况研究-参数化详细草图（2D解算器、工程记录和计算）绘制；4 组装：允许使用3D图块表示零组件了定位和组装零件位置；5 自动组装。Pro/ENGINEER提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图，Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGINEER这些基本功能，允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品按ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图。Pro/DETAIL支持的功能包括：1 支持ANSI，ISO，JIS和DIN标准；2 全几何公差配合：* 特征控制标志* 基本尺寸标注* 公差基准面和轴；3 测量标准* 毫米尺寸* 公差尺寸* 角度尺寸4 字符高度控制；5 图内可变字符高度；6 用户自定义字体；7 图内多种字体；8 双尺寸标准；9 纵向尺寸标注；10 扩展视图功能：* 零组件剖视图* 自动画面剖线* 半剖图* 多暴露视图* 旋转面剖视图* 比例视图（所有视图不同比例）* 轴测图（ISO标准）；11 表面光洁度标记；12 用户自定义绘图格式和绘图格式库；13 图表；14 用于Pro/DETAIL设置隐含标准的配置文件；15 用于注释表面光洁度和球星的多引线种类；16 尺寸与尺寸线平行；17 可选择的消隐线显示观察；18 具有输入用于注释的ASC文件能力；19 多层零件图和布置图。Pro/DETAIL也包括2D非参数化制图功能，可用于生成不需要3D模型的产品图。Pro/DETAIL提供下列功能：1 具有读其它符合 IGES40、SET和 DXF标准的 CAD系统生成的图形能力。2 具有修改输入图形来影响设计修改或更新能力。3 具有利用 Pro/PROJECT提供图形储存、恢复等功能来管理这些图形的能力。4 具有通过 IGES到 PTC支持的绘图仪输出这些图形能力。5 具有将非相关性几何体加到 Pro/DETAIL图形的能力。6 具有生成用户自定义的符号和符号库的能力。7 具有生成用户自定义的线型能 1.5.4历史版本从proe18版本开始引入中国市场后，PTC公司陆续推出了proe2000i、proe2000i2、proe2001版本3等版本，在2003年更是推出划时代的产品WildFire系列，从2003年开始陆续又推出了WildFire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0，直到2009年推出WildFire5.0版本。截至2010年的市场应用中，不同的公司还在使用着从Proe2001到WildFire5.0的各中版本，WildFire3.0和WildFire是目前的主流应用版本。Pro/Engineer软件系列都支持向下兼容但不兼容向上兼容，也就是新的版本可以打开旧版本的文件，但旧版本默认是无法直接打开新版本文件。虽然PTC提供了相应的插件以实现旧版本打开新版本文件的功能，但在很多情况下支持并不理想容易造成软件的操作过程中直接跳出。在Pro/Engineer软件版本中，除了使用类似proe2001、Wildfire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0和WildFire5.0等主版本外在每一个主版本中还有日期代码的小版本区别，不同的日期代码代表主版本的发行日期顺序。通常每一个主版本中都会有C000、F000和Mxxx三个不同系列的日期代码，C000版代表的是测试版，F000是第一次正式版，而类似M010，M020.M200等属于成熟的正式发行版系列。M系列的版本可以打开C000和F000系列版本的文件，而C000版本则无法打开相同主版本的F000和Mxxx版本的Pro/Engineer文件，比如WildFire4.0 C000版本的Pro/Engineer将无法打开WildFire4.0 M060版本Pro/Engineer所创建的文件，但反过来则可以。1.5.5用户关注热点在目前的中国市场应用上，pro-e的应用主要集中于消费电子、高科技领域和玩具的产品设计和模具设计，因此也决定了用户的关注热点比较集中于零件建模、曲面造型、工程图、优化设计方法、分模和模具设计和逆向造型等模块。而随着国内用户三维软件技术应用水平的不断提高，关注软件数据管理和产品生命周期（PLM)的用户也越来越多。pro-e软件许可证的监控管理与调度优化：为了更好的管理与调度正版软件的许可证问题，LicManager系统软件可以监控许可证，提供全面的详细分析报告，可以查看软件许可证使用情况，全方位管理资源，杜绝浪费，更具人性化。LMTLicManager高效的调度技术，将浮点许可证再次浮动使用，改变目前许可证一旦被某个用户占有则一直占有的现状，可以实现许可证在超过被应许范围一定比例的情况下使用。它的解决方案已被多家世界500强企业所采用，可以为企业节省许可证费用30%以上。2 顺序阀总体结构的设计2.1 顺序阀的总体方案图本次设计的顺序阀与常规顺序阀一样有内控外泄、外控外泄和外控内泄的控制方式，也是由外泄油腔、出油腔、进油腔、孔道、外控口、阻尼孔、调节螺钉、弹簧、阀盖、阀体、阀芯、控制活塞等零部件组成。顺序阀主要用来控制液压缸(或液压马达)的顺序动作，此外，还可作卸荷阀、背压阀和平衡阀用。其具体方案布局图如下： 2.2 顺序阀的工作原理 顺序阀是依靠气路中压力的作用而控制执行元件按顺序动作的压力控制阀，如图1所示，它根据弹簧的预压缩量来控制其开启压力。当输入压力达到或超过开启压力时，顶开弹簧，于是户到A才有输出；反之A无输出。其具体工作原理如下图2-1所示： 图2-1顺序阀工作原理图 a:开启状态 b关闭状态 2.3 液压传动部分的设计计算2.3.1流量、驱动力的计算当压力油输入无杆腔，使活塞以速度V1运动时所需输入顺序阀的流量Q1为 Q1 = DV1对于手臂伸缩顺序阀：Q1=0.98cm/s， 对于手指夹紧顺序阀：Q1=1.02 cm/s ,对于手臂升降顺序阀：Q1=0.83 cm/s 顺序阀的无杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力P1即顺序阀的驱动力为： P1 = Dp1 对于手臂伸缩顺序阀：p1=196N， 对于手指夹紧顺序阀：p1=126N ，对于手臂升降顺序阀：p1=320N； 当压力油输入有杆腔，使活塞以速度V2运动时所需输入顺序阀的流量Q2为： Q2 = （D-d）V2； 对于手臂伸缩顺序阀：Q1=0.87cm/s， 对于手指夹紧顺序阀：Q1=0.96 cm/s ,对于手臂升降顺序阀：Q1=0.72 cm/s 顺序阀的有杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力P2即顺序阀的驱动力为： P2 = （D-d）p1； 对于手臂伸缩顺序阀：p1=172N， 对于手指夹紧顺序阀：p1=108N ，对于手臂升降顺序阀：p1=305N；2.3.2作用在活塞上面的总机械负荷的计算 顺序阀工作时，控制活塞移动时，作用顺序阀活塞上的总机械载荷P为 P = P工 + P导 + P封 + P惯 + P回 其中： P工 为工作阻力；P导 导向装置处的摩擦阻力；P封 密封装置处的摩擦阻力；P惯 惯性阻力；P回 背压阻力；P = 83+125+66+80+208=562(N)；2.3.3阀体内径的尺寸计算 阀体内径的计算 顺序阀工作时，作用在活塞上的合成液压力即驱动力与活塞杆上所受的总机械载荷平衡，即 P = P1（无杆腔） = P2 （有杆腔） 活塞的直径可由下式计算 D = = 1.13 厘米 （无杆腔） 对于手臂伸缩顺序阀：D=50mm， 对于手指夹紧顺序阀：D=30mm ，对于手臂升降顺序阀：D=80mm ，对于立柱横移顺序阀：D = 40mm或D = 厘米 （有杆腔） 阀体壁厚的计算： 依据材料力学薄壁筒公式，顺序阀的壁厚可用下式计算： = 厘米 P计 为计算压力 顺序阀材料的许用应力。对于手臂伸缩顺序阀： =6mm， 对于手指夹紧顺序阀： =17mm ，对于手臂升降顺序阀： =16mm , 对于立柱横移顺序阀: =17mm；活塞直径的计算 可按强度条件决定活塞直径d 。活塞杆工作时主要承受拉力或压力，因此活塞杆的强度计算可近似的视为直杆拉、压强度计算问题，即： = 即 d cm； 对于手臂伸缩顺序阀：d =30mm。3 液压系统的设计3.1液压系统的简介机械手的液压传动是以有压力的油液作为传递动力的工作介质。电动机带动油泵输出压力油，是将电动机供给的机械能转换成油液的压力能。压力油经过管道及一些控制调节装置等进入油缸，推动活塞杆运动，从而使手臂作伸缩、升降等运动，将油液的压力能又转换成机械能。手臂在运动时所能克服的摩擦阻力大小，以及夹持式手部夹紧工件时所需保持的握力大小，均与油液的压力和活塞的有效工作面积有关。手臂做各种运动的速度决定于流入密封油缸中油液容积的多少。这种借助于运动着的压力油的容积变化来传递动力的液压传动称为容积式液压传动，机械手的液压传动系统都属于容积式液压传动。3.2液压系统的组成液压传动系统主要由以下几个部分组成： 油泵 它供给液压系统压力油，将电动机输出的机械能转换为油液的压力能，用这压力油驱动整个液压系统工作。 液动机 压力油驱动运动部件对外工作部分。手臂做直线运动，液动机就是手臂伸缩油缸。也有回转运动的液动机一般叫作油马达，回转角小于360的液动机，一般叫作回转油缸（或称摆动油缸）。 控制调节装置 各种阀类，如单向阀、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀、顺序阀等，各起一定作用，使机械手的手臂、手腕、手指等能够完成所要求的运动。3.3液压传动的基础知识 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。1795年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。 第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近2030 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元