4.2 使用pro/E作图
本次设计所选用的绘图软件为pro/Engineer 5.0。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。本次设计使用这款软件，也是设计本身摆脱了繁琐而粗糙的纸上绘图，并且最终进行的仿真运动，也使本次设计得以更为直观展示。
下面介绍使用Pro/Engineer绘图的具体步骤：
(1)在新建零件图中，选定一个基准面进行草绘。先根据计算出的尺寸绘制结构整体支架的主视图，然后进行拉伸，形成立体的外形及沟槽等。
(2)重复如此步骤，在不同的新建图纸中做出不同零件的草绘，进行拉伸、打孔等操作，制作出所需的底盘、沟槽、孔洞等。完成各个构件的大体形状。
(3)在两个零件的预计连接处打孔，孔径大小由其转动副所需连接栓的大小决定。
(4)进行倒角处理，完成插头和插板细节处的制作。
(5)将不同零件进行组装，安装螺栓等转动副连接零件。
4.3 仿真
图5 仿真过程截图
做完装配图，经过检查对比参数，没有什么错误或遗漏之后，在PROE软件的应用程序中打开“动画”对所做机构进行仿真。通过仿真一方面观看机构的动态效果，另一方面检查机构是否能够很好的实现预期的设计目标。通过仿真我们发现机构在整个运转过程中仍然有些许的不足，然后我们反过头对机构进行了局部改进，然后重新对其进行仿真以观察其调整后的效果。如此反复几次，最终使
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得在仿真过程中机构很好的实现了设计目标，能够正确无误地实现插头的精准插拔过程，并且这一过程能够持续进行。通过仿真，很直观地表现出了这一设计机构的良好的可操作性，是对先前设计的一次检验。（具体仿真过程见仿真动画）
第五节 仿真结果及其分析
5．1 插头可靠性高低的判定依据
此次课题要求我们设计的装置就是用于检测电源插头插拔的可靠性，即预测插头的寿命，也就是本次仿真实验的目的。在具体的仿真试验中，对于插头的可靠与否，我们规定：若在极限值范围内（在此我们设定极限值为1000次），检测出某一次插拔“失效”，即时传播反馈信号，停止电机的运动，判断该插头不可靠；若插拔到了设定的极限值插头仍能有效，则可靠。可用表格表述如下：
表1 插头可靠性判定依据 插头插拔 n?N 次数你n n?N 其中N=1000。
其中插头失效的具体判定依据如下：
表2 插头失效的判定依据 可靠 不可靠 霍尔传感器是否感应 计数器是否计数 判定结果 是 是 正常 是 否 失效 否 是 —— 否 否 —— 即为霍尔传感器与电流计数器感应的同步判断：当霍尔传感器和计数器同时发生感应时，才判定为正常;否则，判定为失效。
5．2 电源插头可靠性检测装置的可靠性分析
电源插头的可靠性结果即为可靠与不可靠两种，但是影响其检测结果的因素是有很多的。下面就对影响电源插头可靠性的因素做一个具体的分析。
5．2．1 插头夹紧装置对电源插头可靠性检测装置可靠性的影响
5．2．1．1 夹紧装置的实现过程
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如图6所示，本装置的插头夹紧装置的实质就是靠螺丝的松紧来实现插头的装卸与定位。具体加紧过程为：把插头插入插座?人工把夹紧装置的圆柱孔对准插头?人工旋紧夹紧装置上的3个螺丝直到确定已夹紧插头。夹紧工作结束后就可以进行插拔的试验了。 5．2．1．2 夹紧装置的故障与危险性分析 夹紧装置的故障发生原因有两个： （1）组成部件发生故障。 （2）部件间的装配出现误差。 图6 夹紧装置简图
经过分析夹紧装置的结构，可以得知夹紧 装置的组成部分为：夹紧螺丝，圆柱体支架。 经过查阅资料可以得，螺丝的损坏形式可以归结为断裂，磨损和腐蚀3种。 因为插头插拔实验是在开放的环境下进行的，与化学试剂接触的几率几乎为零，所以基本可以忽略“腐蚀”这种情况的影响。螺丝的断裂和磨损基本是因为长时间工作而产生的，发生有一定的必然性，但在短时间内发生的几率比较小。圆环柱体支架是一个铁质整体结构，除了螺孔部分会因长时间工作出现磨损外，其他的损坏形式基本可以忽略。而部件间的装配误差发生的原因也正是由于部件的损坏引起的。螺丝或则圆环柱体上的螺孔发生磨损，则螺纹就会发生改变，使得螺丝与螺孔不能很好的啮合，从而导致螺丝的松动，继而引起插头在插拔过程中松动或位置的偏差。因而得出结论：螺丝与圆环柱体支架在短时间内的故障发生概率较小，基本可以忽略。只需按照一定的周期定期更换就可以基本避免因螺丝和柱体故障而发生夹紧失败的情况发生。
5．2．2 各连接杆对电源插头可靠性检测装置可靠性的影响
5．2．2．1 装置中的连接杆的列举
如图2所示，在整个装置中总共有3根杆：（1）连接夹具与滑块的连杆A；（2）连接滑块与连接杆C的摇杆B；（3）在圆盘上运动，连接杆B与电动机的曲柄C。
图7 连杆简图
这3根杆在装置中都是起到连接的作用，功能并无大异。
5．2．2．2 杆的故障与危险性分析
连杆的故障发生原因有两个： （1）杆的断裂。
（2）杆与连接件间的装配出现误差。
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从前面对装置中各个部件的尺寸计算可以得知，杆A，B，C的长度分别为301，200，57mm，即LA?LB?LC，所以它们三根杆的断裂发生几率为A?B?C。另外，连杆A与夹具和滑块之间是固定连接的，所以不宜发生装配上的损坏。摇杆B与滑块和曲柄C之间是转动副连接，随着工作时间的不断积累，容易发生磨损，从而造成一定程度的松动和脱落。曲柄C与圆盘之间存在相对运动，同样的，经过长时间的工作，在接触处容易发生磨损，从而造成一定的误差。所以可以得出结论：杆A与夹紧装置直接相连，所以杆A的损坏可以直接影响插头的插拔动作。杆B与滑块和杆C直接相连，所以杆B的损坏及其装配误差可以直接造成滑块的运动与杆C的旋转运动。杆C在圆盘上直接运动，其接触处的磨损达到一定程度，可以直接影响杆B的运动。它们三者间任意一个发生损坏，都可以造成插头插拔运动的不准确。
5．2．3 计数器等电子装置对电源插头可靠性检测装置可靠性的影响
装置中的电子装置可罗列如下：检测插拔次数的电流型计数器，安装在圆盘上的霍尔元件，电动机和反馈装置中的单片机。这些元件故障发生原因可以归结如下：
2、 连接电路开路或短路； 3、 元器件本身发生故障。
电路发生短路或断路的几率比较大，应当定期检查以防止问题的发生。元器件本身发生故障的几率比较小，基本可以忽略。但是电子装置的损坏对电源插头可靠性检测装置可靠性的影响是比较大的，一旦损坏就可以导致整个装置的失效。所以必须定期对整个电子装置进行检查。 第六节 心得体会
通过此次的课程设计，让我对机械课程方面的知识和理论有了进一步的的了解和掌握。这次的课程设计是对我们实践能力和小组协作能力的一种锻炼，在一定程度上提高了自己与人交流，协作和实践的能力。这次的课程设计让我受益匪浅，受益良多。
在这次的课程设计中，由于平时所学的理论知识并没有非常充分的掌握，也没有时间的经验，所以一开始我们遇到了不少困难，不过，通过讨论，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取，最终我们确定了这次课程设计的大致方案与方向。实践往往是和自己所理想的设计有所出入，比如插头的的夹紧装置，我们所理想的设计是用一个类似于爪子一样的装置来加紧插头，而通过实践发现在绘图中比较复杂，通过讨论我们决定采用车床上的加紧装置，虽然看上去比较简陋，但是效果不错，能够很好的加紧插头，造型简单而且实用。在实践和仿真中，我们更真实地看到了曲柄滑块机构的工作轨迹和工作原理，对它有了更进一步的认识。在Pro/E绘图过程中我们也遇到了不少困难，由于我们大多没有接触过这个软件，所以我们都是从头学起，学习用这软件去绘制模型图像。对于软件的学习光看书是不够的，关键还是在于自己的操作和练习，对于绘图软件更重要的是要敢于去画，画错了可以更改，只有敢于去画才能最终掌握这软件，才能绘制出自己所设计的模型方案。虽然此次是第一次做课程设计，不过我们小组分工明确，团结统一，克服了不少困难，辛苦
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并快乐着。
此次的课程设计让我们在实践中收获了不少的经验和知识。在一个团队的工作中，个人的工作是为整个团队所服务的，组员之间需要团结一致，每个人都需要有责任意识，做好自己所分配的任务，帮助其他人一起完成整项设计任务。团队的工作中每个人都会有自己的意见和思想，这就需要组员之间的交流和协调，比如在确定课程方案是意见可定会有分歧，这就需要我们去讨论和交流决定出最佳的方案。而生活和工作中有很多地方都需要我们去交流和协调，这次的课程设计中让我学会了怎样更好地去换位思考，体谅理解别人的难处，从而更好的协作和交流。
通过这次的课程设计，我明白了无论理论知识学得怎样，最终还是要运用到实际当中去，要真正掌握一门知识，理论和实践要相结合才能达到最好的效果。知识中有通过实践才能体现其价值，而实践是需要理论知识的支持才能成功。在之后的学习中。我要学着尝试将理论与实际相结合，这样才能学得更好，掌握的更扎实。
第七节 参考资料
[1] 刘晶，刘岚岚. 《可靠性工程基础》[J].机械制造，2007,P20~35. [2] 马文蔚. 《物理学》[J].教材，2006，P67~75.
[3] 中国国家标准化委员会.《国家标准GB1002 2008——家用和类似用途单项
头插座型式、基本参数和尺寸》[J]标准文件，2008，P1~8.
[4] 杨可桢，程光蕴，李仲生. 《机械设计基础》教材，2006，P16~20. [5] 高晓康，陈于萍. 《互换性与测量技术》[J]，2007，P20~28.
[6] 钟日铭.《Pro/ENGINEER Wildfire 5.0从入门到精通》[J],2010,P1~59.
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