第９卷第１７期２００９年９月１６７１—１８１９（２００９）１７—５２０５?０４科学技术与工程
ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＶｏＬ９Ｎｏ．１７Ｓｅｐ．２００９
＠２００９Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｎｇ
基于ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和
ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ的动臂有限元分析
李红勋李立顺张国义汪正西任云飞．
（军事交通学院，天津３００１６１）
摘要建立主要工作装置的三维实体模型和动臂的虚拟样机模型，以ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ软件为平台进行运动学和动力学仿真，并将动臂在铲斗挖掘、斗杆挖掘、混合挖掘三种典型工况下的原始载荷情况从ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ中直接输出到有限元分析软件ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ中进行强度和结构分析，得各工况下动臂应力最大时的有限元分析结果，为物理样机的试制和和产品的优化设计提供了依据。ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ的联合仿真降低了仿真的难度，提高了分析的精度。所采用方法，对于同类产品的设计具有一定的参考价值。
关键词ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ动臂有限元分析
中图法分类号ＴＰ３９１．７２；文献标志码Ａ
ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ与ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ
软件无缝集成，可以对复杂机械系统进行完整的运动学、动力学仿真和设计分析测试，利用目前的ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ仿真技术，可以帮助设计人员更快更准确地进行新产品设计，提高机械产品设计水平。
多功能道路应急保障车是一种能够快速机动支援或伴随车队开进的后勤保障装备，其配备不同属具（货叉、挖斗、吊具、液压冲击锤、桩锤、油锯）便可实现一机多能。本文仅研究多功能道路应急保障车换装挖斗（挖掘）时的工况。
利用ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ进行运动学和动力学仿真，并将动臂在铲斗挖掘、斗杆挖掘、混合挖掘三种典型工况下的载荷情况直接输出到有限元分析软件ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ中进行正确的强度和结构分析，降低了工作的难度，提高了分析的精度，此方法对于改进原有产品的设计或进行其它新产品的开发研制都有很重要的现实意义。
２００９年５月２７日收到
第一作者简介：李红勋。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｈｏｎｇｘｕｎ２００８＠１６３．ｃｏｒｎ。１主要工作装置三维实体模穆的建立
多功能道路应急保障车主要工作装置由动臂、斗杆、铲斗、快速换接装置及油缸等组成。在实体建模阶段，采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件对主要工作装置各组成零件进行三维实体建模，并按照虚拟装配原理，将各零部件进行装配，得到主要工作装置的三维实体模型，如图１所示。
图１
主要工作装置的三维实体模型
５２０６科学技术与工程９卷
２动臂的有限元分析
２．１动臂虚拟样机模型的建立
文中采用ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ的联合仿真进行有限元分析。有限元分析主要对铲斗挖掘、斗杆挖掘、混合挖掘三种典型工况下的动臂进行了分析，并首先建立了其虚拟样机模型。２．１．１铲斗挖掘工况虚拟样机模型的建立
在斗杆缸同心副处添加运动驱动，运动方式为位移，输入运动驱动函数；在动臂缸同心副处添加运动驱动，运动方式为位移，输入运动驱动函数；在铲斗缸同心副处添加运动驱动，运动方式为位移，输人运动驱动函数；设定仿真时间。
在动臂与支座的旋转副、动臂与斗杆的旋转副、动臂与动臂活塞杆的旋转副和动臂与斗杆活塞缸的旋转副的属性中指定载荷传输负载面；运行仿真，并保存仿真结果；输人运动载荷并定义设计情形，将“动臂”移动到“所选的零部件”框内，在多画面算例的开始框和结束框内分别输入１９和３ｌ（仿真时间不变，帧的数目改为３０，挖掘过程是从第１９到第３１个画面）；打开动臂零件，为动臂定义材料属性，采用实体网格，单元大小为１１．２ｍｍ，公差为０．５６ｍｍ，进行网格划分，如图２，划分单元数为１６１６５７，节数为３１４４７１（以下其它工况的动臂材料和网格划分与此相同）。
图２动臂有限元网格划分２．１．２斗杆挖掘工况虚拟样机模型的建立
此工况下动臂虚拟样机模型的建立与铲斗挖掘工况下动臂虚拟样机模型的建立过程基本相同（运动驱动函数除外），在多画面算例的开始框和结束框内分别输入１９和３ｌ（仿真时间不变，帧的数目改为３０，挖掘过程是从第１９到第３１个画面）。２．１．３混合挖掘工况虚拟样机模型的建立
此工况下动臂虚拟样机模型的建立与铲斗挖掘工况下动臂虚拟样机模型的建立过程基本相同，在多画面算例的开始框和结束框内分别输入９和２０（仿真时间不变，帧的数目改为３０，挖掘过程是从第９到第２０个画面）。
２．２动臂的有限元分析
在模型建立的基础上，运行设计情形，从设计情形结果图表中确定ｙｏｎＭｉｓｅｓ应力最大的组，并以此组作为设计情形，再运行设计情形，就可得各工况下动臂应力最大时的有限元分析结果。２．２．１铲斗挖掘工况
在动臂有限元模型建立的基础上，运行设计情形，从设计情形结果图（如图３）可知产生最大ｖｏｎＭｉｓｅｓ应力的组是第１２组。编辑设计情形，在设计情形对话框中单击“一个情形”，然后选择第１２组，最后右键单击算例图标选择运行设计情形，可得动臂在此工况下的等效应力图和位移变形图，如图４和图５。
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图３动臂各设计组ｙｏｎＭｉｓｅｓ应力图
由动臂的等效应力图可知动臂在铲斗挖掘工况下的最大应力是２２．４ＭＰａ，出现在动臂箱形结构下封板的转弯处。由位移变形图得此时间点下动臂的最大变形为３．０３５×１０～ｍ，在弹性变形的范
围内，满足使用要求。
１７期李红勋，等：基于ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ的动臂有限元分析５２０７
２．２．２斗杆挖掘工况
在动臂有限元模型建立的基础上，运行设计情
形，从设计情形结果图（如图６）可知产生最大ｖｏｎ
Ｍｉｓｅｓ应力的组是第１组。编辑设计情形，在设计情
形对话框中单击“一个情形”，然后选择第１组，最
后右键单击算例图标选择运行设计情形，可得动臂
在此工况下的等效应力图和位移变形图，如图７和
图８。
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图６动臂各设计组ｙｏｎＭｉｓｅｓ应力图
由动臂的等效应力图可知动臂在斗杆挖掘工
况下的最大应力是２６．５９ＭＰａ，出现在动臂箱形结
构下封板的转弯处。由位移变形图得此时间点下
动臂的最大变形为５．６９３×１０～１１１，在弹性变形的
范围内，满足使用要求。
２．２．３混合挖掘工况
在动臂有限元模型建立的基础上，运行设计情
形，从设计情形结果图（如图９）可知产生最大ｙｏｎ
Ｍｉｓｅｓ应力的组是第１２组。编辑设计情形，在设计情
形对话框中单击“一个情形”，然后选择第１２组，最后
右键单击算例图标选择运行设计情形，可得动臂在此
工况下的等效应力图和位移变形图，如图１０和图１１。
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图９动臂各设计组ｖｏｎＭｉｓｅｓ应力图
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５２０８科学技术与工程９卷
ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ中进行有限元分析，分析了动臂在铲
斗挖掘、斗杆挖掘和混合挖掘三种工况下的动臂和
斗杆的应力和位移变形情况，为物理样机的试制和
和产品的优化设计提供了依据，从而可有效缩短开
发周期，降低设计成本，提升产品质量。本文所采用
的方法，对于同类产品具有一定的参考价值。实践证
明，应用ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ进行联合
仿真在机械系统的设计中具有良好的应用前景。
ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ的联合仿真
打破传统意义上先计算出危险工况下待分析零件
的受力和力的方向再进行加载和有限元分析的一
般做法（联合仿真中危险工况下零件的受力和力的
方向的计算及加载都是在计算机内部完成的，其过
程并不可见），一方面在很大程度上降低了运算的工
作量和难度，另一方面又得到了基于精确动力学仿真
结果的应力应变分析结果，提高了分析的精度。此仿
真分析方法对于改进原有产品的设计或进行其它新图ＩＩ动臂位移变形图
产品的开发研制都有很重要的现实意义。
由动臂的等效应力图可知动臂在混合挖掘工
况下的最大应力是２２．３ＭＰａ，出现在动臂箱形结构参考文献
下封板的转弯处。由位移变形图得此时间点下动
ｌ詹隽青，马维平．军用特种车辆结构与设计．北京：国防工业出臂的最大变形为６．０９７×１０～ｍ，在弹性变形的范版社，２００３
围内，满足使用要求。２马维平，詹隽青，李红勋．基于ＡＮＳＹＳ的挂车牵引架有限元分析
及拓扑优化设计．军事交通学院学报，２００７；（４）：３９—４２
Ｊ善肯ｆｖＴ，３孟祥德，詹隽青，李立顺．自装卸系统虚拟样机设计与仿真分析．本文应用ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉ。ｎ和ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ进４詈篡？：淼：怒础及应用教程．北京．机械工
行联合仿真，从ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ中输出运动载荷到
业出版社，２００５
ＴｈｅＦＥＡｏｆＢｏｏｍＢａｓｅｄｏｎＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎａｎｄＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ
ＬＩ
Ｈｏｎｇ—ｘｕｎ，ＬＩＬｉ—ｓｈｕｎ，ＺＨＡＮＧＧｕｏ—ｙｉ，ＷＡＮＧＺｈｅｎｇ—ｘｉ，ＲＥＮＹｕｎ—ｆｅｉ
（ＡｃａｄｅｍｙｏｆＭｉｌｉｔａｒｙＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｓｅｔｉｓｕｐａｂｏｕｔｔｈｅｍａｉｎｗｏｒｋｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅａｎｄ
ｂｏｏｍｓｉｍｉｓｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ，ｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆｔｈｅｂｏｏｍ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙｔｈｅ
ｗｏｒｋｉｎｇｃｏｕｒｓｅｏｆｔｈｅ
ｅｘｐｏｒｔｅｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｎｔｏＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓａｎｄｃａｒｒｙｏｕｔＦＥＡｉｎＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓｕｎｄｅｒｗｈｅｎｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｗａｓｅｘｃａｖａｔｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｉｎｓｔａｎｃｅ．Ｌａｓｔｌｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔａｎａｉｓｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｒｉａｌ．ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ．ＴｈｅｊｏｉｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＣＯＳ．ＭＯＳＭｏｔｉｏｎａｎｄＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓｒｅｄｕｃｅｓｗｏｒｋｌｏａｄａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ，ａｎｄｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｏｔｈｅｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ．
【Ｋ９ｙｗｏｒｄｓＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋＳｂｏｏｍＦＥＡ
基于COSMOSMotion和COSMOSWorks的动臂有限元分析
作者：李红勋， 李立顺， 张国义， 汪正西， 任云飞， LI Hong-xun， LI Li-shun， ZHANG Guo-yi， WANG Zheng-xi， REN Yun-fei
作者单位：军事交通学院,天津,300161
刊名：
科学技术与工程
英文刊名：SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING
年，卷(期)：2009，9(17)
引用次数：0次
参考文献(4条)
1.詹隽青.马维平军用特种车辆结构与设计 2003
2.马维平.詹隽青.李红勋基于ANSYS的挂车牵引架有限元分析及拓扑优化设计 2007(4)
3.孟祥德.詹隽青.李立顺自装卸系统虚拟样机设计与仿真分析[期刊论文]-现代制造工程 2007(1)
4.何煜琛SolidWorks2005中文版基础及应用教程 2005
相似文献(10条)
1.学位论文张珂复摆颚式破碎机有限元优化研究2009
复摆颚式破碎机是一种较常用的颚式破碎机，主要承担冶金、矿山、化工、建材等行业以及交通运输建设中石块的破碎任务，在工程中应用十分广泛。但是，目前基本都存在着结构尺寸偏大，破碎效率不高，磨损严重，振动突出等问题，因此改进现有颚式破碎机的技术水平具有重要意义。
有限元分析作为机械设计与制造的一个发展趋势，它旨在分析机构零部件的应力值，校核强度、刚度，在保证其安全系数的情况下，最大限度的对机构做出优化，以提高机器的性能。复摆颚式破碎机有限元优化研究充分利用三维建模软件Solidworks建立模型，并基于COSMOSWorks与COSMOSMotion仿真平台，通过运动载荷的传递，进行了运动学及结构有限元的协同计算，优化动颚的结构。
主要内容如下：
（1）在Solidworks平台上对颚式破碎机进行三维建模及运动仿真。通过运动学分析，定量地描述了破碎机动颚的运动轨迹、水平和垂直行程以及特征值等，得到了颚式破碎机的运动规律，确定了机器工作循环中的最大载荷情况点。
（2）基于COSMOSMotion与COSMOSWorks仿真平台，通过运动载荷的传递，进行运动学及结构有限元的协同计算。计算结果表明动颚应力大小随工作位置改变而变化。提出了动颚在最大载荷工况点的结构应力分布规律，为指导产品设计与改进提供了依据。
（3）在COSMOSWorks上以体积最小为目标，以应力条件和安全系数条件为边界条件，对动颚进行结构优化。以减薄结构较厚重的部分，减轻机重
，以提高经济效益。
该研究对改善整机性能提供了理论依据。通过动颚（运动件）的结构尺寸优化，对颚式破碎机节能降耗有较好的指导意义。
2.期刊论文徐必勇.罗铭.董春玉.孙旺明.XU Bi-yong.LUO Ming.DONG Chun-yu.SUN Wang-ming固定式破碎机虚拟样机的设计与仿真研究-建筑机械（上半月）2009(9)
采用Solidworks软件建立了GTPH60-4.0/3.0-W型固定式破碎机虚拟样机模型,并采用插件COSMOSMotion与COSMOSworks作为仿真平台,通过运动载荷的传递,进行了整机运动学及典型结构有限元和模态的协同计算,分析结果对缩短产品开发周期,合理匹配相关设计参数提供了理论依据.
3.学位论文麦雄平基于COSMOS的振动压路机振动加速度与压实度关系研究2009
振动压路机的一些重要参数如振动加速度等与压实作业的联系目前是一个有待研究的问题，本文就此问题做出比较深入的研究与讨论。
本文对压路机，尤其是振动压路机的发展概况与国内外发展趋势，压实过程的基本原理与工作情况，基本力学原理做了简明扼要的叙述，在此基础上采用三维建模软件SOLIDWORKS，建立了双轮式振动式压路机的实体模型，并且通过带ADAMS内核的动力学仿真软件COSMOSMOTION构建了等效的动力学仿真模型，并且先采用了三维有限元软件COSMOSWORKS的模态分析模块对主要工作部件振动压路机的振动轮作了有限元模态分析，验证了其作业的合理性与安全性，以及模态刚度的可靠性，用COSMOSMOTION分析了各种工况下的振动压路机的作业工况，总结出了基于动力学仿真结果的大致合理工况的经验公式，并提取了主要参数振动加速度、路面刚度K，找出合理工况下随着路面刚度的变化振动加速度的大致变化趋势，做出了拟合出曲线图，由此表明振动加速度与土壤刚度之间确实存在一定的联系。
4.期刊论文周京京.穆希辉.马振书.杜峰坡.张龙全向侧面叉车门架有限元分析及运动仿真-起重运输机械
2009(2)
门架是全向侧面叉车的重要部件,其力学性能严重影响全向侧面叉车的使用.本文采用Solidworks软件对门架进行实体建模,直接导入COSMOSWorks插件对门架进行有限元分析,得出门架在危险工况下的力学性能,保证了门架工作的安全性;运用COSMOSMotion插件对门架模型进行运动学仿真,模拟了门架的实际工作过程,获得了门架支撑轮处的反作用力,为准确获得门架作用在滑道上的载荷提供了一种有效的计算方法.
5.学位论文胡开斌TZG216-110型铁钻工冲扣钳部分机构研究2009
在石油开采，井上上卸扣工作过程中，国内现在一般采用的都是传统的液压动力大钳，其操作不便，结构笨重，并存在许多的安全隐患，影响工作效率的提高。在自动化钻井生产中，铁钻工（Iron Roughneck）是目前最先进的上卸扣设备，可完成钻杆、套管等钻具的旋扣连接工作，提高了生产的效率和安全性，是现代化钻井中最先进自动化设备之一。
为了提高钻、修井生产安全性和工作效率，实现自动化生产，为钻井平台无人化生产打下基础，设计出了参数优化、应用广泛的铁钻工产品，本文就铁钻工冲扣钳的设计方案进行了研究，通过对目前国际市场常见铁钻工产品的类型对比分析，对铁钻工的结构、工作原理、技术参数进行说明。同时结合我国生产状况，通过对国内液压大钳和国外铁钻工产品的工作原理、设计方案、性能参数的对比分析，着重探讨了TZG216-110型铁钻工冲扣钳的设计方案。对铁钻工冲扣钳机构包括钳头，推力杆，钳体外壳及液压元件进行了机构设计，力学分析，虚拟仿真，并对重要构件进行了有限元分析与校核，得到若干重要参数，为实体制造提供了重要参数。本文主要使用Solidworks软件对整个冲扣钳部分进行了实体建模，并使用了
Cosmosmotion，Cosmosworks插件对冲扣钳机构进行了仿真与有限元分析。
铁钻工作为一种工业机器人，必将取代现有的液压动力大钳，成为今后钻井作业中的主流上卸扣设备。其操作简便，安全，可靠，大大降低了安全风险，同时也降低了人力资源成本，提高了工作效率。目前，国内在这方面的研究还属于起步阶段，本文将对今后铁钻工的研究与开发提供一些参考和依据。随着国内石油钻采行业在设备自动化的快速发展，铁钻工的应用将成为井上自动化的必然趋势。
6.期刊论文张俊工欲善其事,必先利其器——COSMOS 2007新功能-CAD/CAM与制造业信息化2006(10)
COSMOS作为完全集成于SolidWorks环境的CAE工具,为用户设计更好的产品提供了完整的CAE解决方案.其中,COSMOSWorks是完整的有限元分析包
,COSMOSMotion完整的多体动力学软件包,COSMOSMotion提供了强大的计算流体力学(CFD)解决方案.
7.期刊论文孙旭.SUN Xu基于SOLIDWORKS的自卸汽车举升机构的仿真设计-南通航运职业技术学院学报2009,8(2) 运用机械仿真设计软件SolidWorks(集成COSMOSMotion与COSMOSWorks)建立了组合连杆式自卸汽车举升机构的仿真模型,并对此机构进行了运动仿真分析,得到关键零部件的最大应力及对应的举升角度,并基于有限元分析,对零件进行了结构改进和强度校核.文章所用的分析方法,有很强的实践应用性
,对于设计工作具有一定的指导意义.
8.学位论文韦继翀2MW风电机轮毂加工工艺、专用刀具及刀库的研究与设计2009
受甘肃天水星火机床有限责任公司委托，为加工某型2MW风力发电机轮毂部件制订其加工工艺，并根据此工艺路线设计一套专用加工机床，且要求该机床具有一定加工柔性。
本文以满足实际生产需要为出发点，阐述了订制加工工艺、改装C61200使其成为具有径向进给功能的端面车床、设计专用切削刀具（与专用镗铣床配套使用）、专用刀库及钻模的全过程。在设计的过程中，综合运用了机械设计、二维/三维CAD技术、虚拟设计技术、机械结构静力学/动力学有限元分析、机械结构动力学仿真分析等方面的知识、技术及方法。
本文根据风电机轮毂部件本身的特点，从不同思路出发，制订了若干套加工工艺。在结合天水星火机床有限责任公司现有的生产设备、产品、技术水平及投入资金等实际情况后，经反复比较、讨论，最终确定了一套加工工艺路线。在此基础之上，根据风电机轮毂各加工面的特点设计了专用切削刀具、专用刀库及钻模。此风电机轮毂部件的重要特点之一是尺寸较大：其轮廓尺寸为3200×3200×2100（mm）。为了加工此管口端面，将星火厂的产品卧式车床C61200改装成具有径向进给功能的端面车床。该风电机轮毂内部有一耳状构件，其上有一组外孔小、内孔大的同轴孔需要加工。因其空间有限制且精度要求较高，故这部分是整个加工过程的重点、难点所在。为加工此同轴孔及其端面，几易其稿，才设计出能加工此处同轴孔的专用组合镗刀和能加工其内端面的可径向进给内端面车削头。同时，为加工桨叶安装管口内部的四个凸台平面，设计了可转位直角铣削头和可转位直角双轴钻削头。另外，为以上专用切削刀具设计了专用刀库。此专用刀库不仅用于存放专用切削刀具，还用于配合旋转主轴装、卸专用切削刀具。由于此风电机轮毂上共需钻387个孔，为了增加加工效率及保证加工精度，还设计了一套钻模。
整个设计过程均使用三维CAD软件SolidWorks进行设计，其间利用插件eDrawings、Animator与同组设计人员、导师以及星火机床有限责任公司的技术负责人定期交流，不断修正、补充设计内容。在整体方案得到星火机床有限责任公司的技术负责人认可之后，再开始设计具体的零部件。在具体设计的过程中，灵活运用COSMOSWorks、COSMOSMotion对零部件或机构进行有限元分析或机构仿真分析，并使用科学工程计算软件MATLAB对结果数据进行后期计算、绘图。以此对设计方案的可行性进行验证、分析。最后，用AutoCAD及天河PCCAD对由SolidWorks生成的二维工程图进行标注、贯标。所有图纸经星火机床有限责任公司审核后移交。
9.期刊论文周立鹏.张晓丽.邢志伟.ZHOU Li-peng.ZHANG Xiao-li.XING Zhi-wei移动登机桥举升机构设计-中国
民航大学学报2009,27(3)
移动登机桥举升叉架受力分析计算,突破叉架结构的传统手工计算.借助于现代设计方法,在初步确定该结构的参数基础上,采用SolidWorks软件三维建模,通过COSMOSMotion插件对其工作机构进行运动学仿真;在COSMOSworks模块中.按照实际工况对模型进行约束及加载、划分网格等操作,进行机构的结构有限元分析,校核该机构的结构参数,提高了举升又架的设计效率和安全可靠性.通过实地试验,验证该机构参数的合理性及该方法的可信度.
10.学位论文周志红五轴联动高速龙门铣床结构设计与研究2008
随着科技的发展和新产品的不断涌现，高速度、高柔性、高精度和高刚度已成为当今数控机床发展的主要方向，为满足数控机床发展需要并适应当今激烈的市场竞争，必须使用先进制造技术加速高性能机床产品的开发。因此，研究高速机床的结构及其理论，更好地发挥高速机床的性能和提高机床的效率就成了普遍关注的问题。本课题主要根据国内外市场对五轴联动机床的需求，利用虚拟制造技术设计出高性能五轴联动数控龙门铣床的结构，并对此机床进行了有限元分析与运动仿真分析。
本设计在参考大量国内外资料的基础上，通过对比分析，确定五轴联动数控龙门铣床的总体设计方案。再运用Solidworks三维软件对机床主要零部件进行了三维建模及总体组装，并利用Solidworks中的COSMOSMotion和Animator插件对五轴联动铣头进行了运动仿真分析和对整机的三维动画演示，以便修改机床结构模型的参数及运动干涉的检查，驱动实体模型的更新，达到结构优化设计的目的。最后，利用COSMOSWorks软件完成机床结构的有限元分析：对机床主要零部件进行静态分析，以确定各零部件的静态变形和静刚度；对机床结构进行模态分析，得到整机结构及各零部件的模态固有频率及振型，以此来评价整机及各零部件的动态特性。
本课题主要针对本机床结构的关键技术--滚珠丝杠的安装、选取及双导程蜗杆的设计，进行了系统的分析、计算与校核，并设计出有效实用的五轴联动铣头结构，该结构采用了双导程蜗杆传动方式，解决了普通蜗杆传动因蜗杆啮合磨损造成的轴向间隙问题，有效的提高了机床加工精度。
本课题的研究将为数控机床设计提供指导和经验，推动现代设计技术在数控机床领域的应用发展。
本文链接：https://www.doczj.com/doc/bd18089116.html,/Periodical_kxjsygc200917073.aspx
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