| 基于UG的轴承、弹簧参数化设计 摘要 针对各种轴承、弹簧的参数化设计，应用UG的应用普遍性和参数化功能，详细说明了建模方法和参数化方法。可使设计人员能利用现有的三维建模进行更新设计，从而提高设计效率。 关键词： 轴承 弹簧 参数化设计 建模 UG ABSTRACT In allusion to kinds of gears` parameterization design, applying the catholicity application and parameterized function of UG. Particularly show the modeling and parameterization methods.With this designers can apply existing three-dimensional model to nenew the design, thous raising the effectiveness of design. Keywords： bearing spring parameterization design modeling UG 目录 第1章 前言 2 1.1 UG简介 2 1.2 参数化设计概述 2 1.3 课题的提出与研究内容 3 1.4 研究的目的和意义 3 第2章 用UG设计轴承类零件 4 2.1 本次设计重点 4 2.2 设计中生成的典型零件 4 第3章 基于UG的深沟球轴承参数化建模 5 3.1 深沟球轴承的参数化设计过程分析 5 3.1.1 设计思路 5 3.1.2 主要参数及表达式 5 3.2 深沟球轴承的参数化设计步骤 5 第4章 基于UG的推力轴承参数化建模 12 4.1 推力轴承的参数化设计过程分析 12 4.1.1 设计思路 12 4.1.2 主要参数及表达式 12 4.2 推力轴承的参数化设计步骤 12 第5章 基于UG的圆锥滚子轴承参数化建模 20 5.1 圆锥滚子轴承的参数化设计过程分析 20 5.1.1 建模思路 20 5.1.2 主要参数及表达式 20 5.2 圆锥滚子轴承建模步骤 20 第6章 基于UG的压簧参数化建模 25 6.1 圆锥滚子轴承的参数化设计过程分析 25 6.1.1 建模思路 25 6.1.2 主要参数及表达式 25 6.2 压簧的建模步骤 25 第7章 基于UG的拉簧建模 29 7.1 圆锥滚子轴承的参数化设计过程分析 29 7.1.1 建模思路 29 7.1.2 主要参数及表达式 29 7.2 拉簧的建模步骤 29 总结 32 致 谢 33 参考文献 34 第1章 前言 1.1 UG简介 Unigraphics（简称UG）是Unigraphics Solutions公司(即UGS)开发的面向制造业的一种CAD/CAE/CAM三维参数化高端软件。UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。在美国的航空业，安装了超过10,000套UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件具有90%以上的市场；在北美汽轮机市场，UG软件占80%。UGS在喷气发动机行业也占有领先地位，拥有如Pratt & Whitney和GE 喷气发动机公司这样的知名客户。航空业的其它客户还有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飞机公司、英国航空公司、Northrop Grumman、伊尔飞机和Antonov。 UG NX 4.0是2005年第四季度推出的，是UGS 旗舰式产品开发解决方案的一个主要版本。该版本具有很多新的计算机辅助设计、工程和制造 （CAD/CAE/CAM）功能，以支持产品和过程创新。UG NX 4.0为用户提供了强大的实体建模功能，从曲线和草绘、UG的实体建模、复合建模，直至自由特征的创建。另外，又可进行产品功能分析、生成数控加工指令、进行运动分析以及产品发布。 1.2 参数化设计概述 参数化设计是Revit Building的一个重要思想，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。Revit Building中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都通过一个变更传播引擎互相关联。构件的移动、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，毋须逐一对所有视图进行修改。从而提高了工作效率和工作质量。 用CAD方法开发产品时，零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配验证、性能分析和数控编程之后才能确定。这就希望零件模型具有易于修改的柔性。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。 在CAD中要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。[1] 在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。 参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。目前，参数化设计中的参数化建模方法主要有变量几何法和基于结构生成历程的方法，前者主要用于平面模型的建立，而后者更适合于三维实体或曲面模型。 1.3 课题的提出与研究内容 在常用机械系统中，轴承零件以及弹簧的应用十分广泛，为了提高产品设计效率、阵低产品成本、缩短设计周期、快速满足现代社会产品柔性化生产的需求，实现参数化建模具有重要的现实意义。 为了实现只须输入一些关键参数（如轴承的内、外圈直径，轴承宽度，边倒圆半径，弹簧的圈数、螺距、簧丝直径等参数）。系统就能够自动生成轴承、弹簧模型，在造型之前要设置相应的参数以及关系式，约束生成模型的各个特征。[2] 建立参数驱动轴承时，先设置相关参数，画草图，通过特征操作生成实体，然后通过装配生成装配体，再通过UG的建库功能生成零件库，用户可以根据自己的需要输入相关参数以获得所需零件。[3] 本次设计主要对象为常用的深沟球轴承、推力轴承、圆锥滚子轴承、各种弹簧。主要进行常用轴承零件以及压簧的参数化建模及装配。 1.4 研究的目的和意义 本次设计的目的主要是通过对轴承零件以及弹簧的参数化设计、建库，了解常用零件的各个特征，以及参数化设计的基本过程，为以后的学习、实际工作打下一定的基础。同时通过轴承以及弹簧零件的简单造型设计，熟练的掌握UG的一些基本操作以及做设计的一些基本操作和设计思想，加强对已学知识的理解，拓展自己的知识领域，提高自己分析、解决问题的能力。 |
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