论文总字数：14680字

摘 要

PROE是一款三维软件,用来设计绘制三维图形，它成功地将聚集了其他绘图工具如CAD的优点，由美国的PTC公司开发。PROE最著名的地方是它的参数化特点，它在全世界最早地使用这个技术。到现在为止，它仍是一款非常重要的三维的绘图软件。现在，PROE已经是机械绘图软件中的标示和准则，在全球范围内被相关行业所一致认可和广泛推广，是主要的机械类的绘图软件。国内也很重视PROE，用它去设计各种各样的机械产品。

本篇论文主要目标是在 PRO/E软件中进行数控运动平台的建模并对其关键部位进行灵敏度分析及优化设计。首先要对实验室复杂的数控运动平台进行简化处理以便于实现对数控运动平台的简易建模，简化后的平台只有底座、机架、导轨和定位机构；其次，对简化过后的数控运动平台进行三维建模，在这里选用建模软件是 PRO/E；接着以平台的Z轴为例，利用PROE5.0中的Mechanica模块对其进行静态受力分析以及全局灵敏度分析,最后进行机型优化设计，找出满足条件的最优机型，提高平台的工作效率。

关键字：数控运动平台 灵敏度分析 优化设计

Sensitivity analysis and optimization design of the key parts of CNC Motion Platform Based on PROE

Abstract

Pro/Engineer operating software is the Parametric Technology Corporation Ptc (PTC)'s CAD/CAM/CAE integration of three-dimensional software. Pro/Engineer software is known for its parameter, and it is the earliest application of parametric technology. It plays an important role in the field of 3D modeling software. Pro / Engineer as one of the world's mechanical CAD / CAE / CAM in the field of new standards and industry recognition and promotion, is one of today's mainstream CAD / CAM / CAE software, especially to occupy an important position in the field of domestic product design.

The main goal of this paper is to carry on the modeling of the numerical control movement platform in the PRO/E software and the sensitivity analysis and optimization design of the key parts of the system. First of all to the laboratory complex CNC motion platform were simplified to facilitate easy modeling of CNC motion platform, the simplified platform base only, machine frame, guide rail and a positioning mechanism; secondly, 3D modeling to simplify after CNC motion platform, here use modeling software is Pro / E; then the Z axis of the platform as an example, the static force analysis and global sensitivity analysis using Pro/E5.0 Pro/Mechanical module and finally to model optimization design, are found out, which meet the conditions of the optimal models, improve platform of industry and trade efficiency.

Keywords: CNC Motion Platform；sensitivity analysis；optimization

design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1基于PROE的数控运动平台的国内外研究现状 1

1.1.1基于PROE的数控运动平台灵敏度分析及优化设计的概述 1

1.1.2基于PROE的数控运动平台灵敏度分析及优化设计的基本方法 4

1.2本文主要内容 5

第二章 基于PROE的数控运动平台灵敏度分析及优化设计的基本理论 7

2.1引言 7

2.2利用PROE对数控运动平台进行灵敏度分析及优化设计的基本理论 7

2.2.1基于PROE的数控运动平台建模的基本理论 7

2.2.2.基于PROE的数控运动平台静态受力分析 11

2.2.3基于PROE的数控运动平台灵敏度分析 12

2.2.4基于PROE的数控运动平台的优化设计 12

第三章 基于 PＲOE 的数控运动平台关键部位的灵敏度分析及优化设计 14

3.1引言 14

3.2 PROE建模过程 14

3.2.1设计竖直轴 14

3.2.2 水平轴的设计 20

3.2.3定位机构的设计 21

3.2.4底座、横梁的设计 22

3.2.5 利用PROE组装数控平台的各零件 23

3.3 基于PROE 的静态受力分析 28

3.4基于PROE的灵敏度分析。 34

第四章 总结与展望 38

参考文献 39

致谢 41

第一章 绪论

1.1基于PROE的数控运动平台的国内外研究现状

1.1.1利用PROE对数控运动平台进行灵敏度分析和优化设计的概述

此课题的研究方向是在PROE软件中进行数控运动平台的建模，然后利用PROE5.0中Mechanical模块对其进行静态受力分析以及全局灵敏度分析，最后进行机型优化设计^[1]。

PROE绘图软件在1986年被制作出来，被美国的PTC公司（参数化技术公司）所拥有^[2]。PROE是在CAD的基础上，融入了参数化的技术，随着个人计算机，即PC的迅速发展，第一个将高级CAD推广到民用制造业，不在局限于国防、航空等顶尖的行业。使得现代的CAD得到了快速的发展与极大的推广。PROE系统发展了20多年后，成功地融合了CAD、CAE、CAM于一身，各方面功能得到很多的改进和提高，已经是一种中端甚至高端的系统。PROE已经拥有了自己的解决问题的一套方法，包括分析、绘图、加工等功能和以三维模型的方式来设计集成产品。PROE在我国的各行各业被广泛的推广，并于这些行业例如电子、机械、塑料模具、家电等在过去几级将来都将被很长时间的应用。

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