基于Pro/E的快速成型机设计与分析

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目前适合陶瓷材料快速成型的设备大多需要激光成型，制造成本较高，且设备昂贵，或者对材料的要求较高，很难达到经济的 目的。为了解决以上难题，提出了基于石蜡的层和速凝快速成型技术，并以该技术为基础，结合陶瓷材料和石蜡的特性，设计出-种更加经济合理的新型快速成型装置。

传统的设计方法，需要根据物理样机反复安装调试，设计周期长、成本高，而虚拟样机技术可解决这-问题。Pro/Engineer是-款基于特征的参数化建模软件，利用 Pro/E建立快速成型机各零部件的三维实体模型，进行整机装配，缩短研发周期。与有限元分析软件配合使用，可以对模型进行深入分析，验证设计的合理性和可靠性，为物理样机的研制提供依据和参考 。

2 新型快速成型机设计2.1 工作原理按照层和速凝快速成型技术的要求，需要设计-种能够快速且简单的生产陶瓷零件的加工设备，该设备的加工工艺为 J：(1)铺料系统在雕刻平台上铺-层熔融的石蜡，待凝固后作为雕刻的基板；(2)计算机控制刻刀在蜡板上刻出制件的截面轮廓，通过吹风装置将石蜡碎屑吹走 ；(3)在镂空的石蜡基板上铺-层混有石蜡的陶瓷浆料，刻痕以外的多余陶瓷浆料通过刮板清除；(4)铺料平台通过丝杠在竖直方向向下平移距离 0.1～2]Tim；(5)重复步骤 1～4，逐层叠加，最后完成实体成型 ：(6)排蜡烧结，获得所需陶瓷制件。

其生产工艺流程如图 1所示 6 J。通过对工艺流程的分析，该设备需要具备水平运动装置、料斗搅拌装置和铺料台升降装置三部分。水平运动装置主要带动料斗分别完成石蜡和陶瓷浆料的铺设；料斗搅拌收稿日期：2013-06-18基金项目：陕西省自然科学基金项 目(2000C35)作者简介：陈满儒(1957-)，男，陕西耀县人 ，教授，主要从事包装和包装技术与设备方面的教学和研究。

· 25·· 机械研究与应用 ·2013年第4期(第26卷，总第126期) 研究与分析及动力学仿真及分析。通过建立齿轮箱运动学模型，得到了各级齿轮速度及位移曲线，与理论计算的传动比相符合，验证了模型的正确性；通过建立齿轮箱动力学模型，得到了太阳轮与行星轮以及行星轮与内齿圈之问的啮合力曲线，分析了齿轮间接触力周期性的变化。本文采用的基于虚拟样机技术的设计方法，为风力发电机传动系统的设计提供了-种直观、简单、快捷的设计途径。