白鰭豚玩具的機構(gòu)運動學(xué)仿真畢業(yè)設(shè)計

1、武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：白鰭豚玩具的機構(gòu)運動學(xué)仿真摘要目前國內(nèi)外將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到玩具的設(shè)計仿真中去，使得玩具的設(shè)計過程實現(xiàn)了整個運動是虛擬仿真，這一技術(shù)的運用提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、性能的不斷完善，從而使得研究開發(fā)的設(shè)計成本不斷降低。為了適應(yīng)消費者的需求，研發(fā)設(shè)計出更新更多種類的玩具產(chǎn)品，使得虛擬樣機仿真技術(shù)得到了進一步的運用，也使得設(shè)計周期大大縮短。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和運用，使得整個玩具的設(shè)計過程不斷簡化，大大減少了成本開支和時間周期。本課題通過運用UG和Adams對白鰭豚玩具進行運動學(xué)的仿真，首先，對白鰭豚玩具進行拆卸、測繪，然后在UG軟件中進行三維零件建模并裝配，裝配完后將其導(dǎo)

2、入ADAMS軟件中進行運動學(xué)的分析和仿真，通過不斷的調(diào)試和參數(shù)的設(shè)定，最后實現(xiàn)了白鰭豚的運動學(xué)仿真過程。關(guān)鍵詞：虛擬樣機 三維建模 調(diào)試 運動學(xué) 仿真AbstractVirtual simulation technology at home and abroad will be applied to the simulation to the design of toys, toy design process makes the whole exercise is to achieve a virtual simulation, the use of this technology incr

3、eases production efficiency, performance, continuous improvement, making the research and development Design costs have been reduced. In order to meet consumer demand, research and design a greater variety of toy products updated, making the virtual prototype simulation technology has been further u

4、se, but also makes the design cycle significantly shortened. With the development and application of computer technology, making the whole toy continues to simplify the design process, greatly reducing costs and time period.The subject of Adams through the use of UG and the kinematics of dolphin toy

5、s simulation, first of all, the demolition of the dolphin toy, mapping, and then in the UG software modeling three-dimensional parts and assembly, the assembly after its exercise into ADAMS software Science analysis and simulation, through continuous commissioning and parameter setting, and finally

6、achieve the kinematic simulation dolphin.Key words: virtual prototype three-dimensional model debugging kinematic simulation目錄摘要IAbstractII1、前言11.1 課題的來源，研究目的和意義11.2玩具動力學(xué)仿真的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11.2.1玩具動力學(xué)仿真的國內(nèi)研究現(xiàn)狀21.2.2玩具動力學(xué)仿真的國外研究現(xiàn)狀41.2.3現(xiàn)狀分析51.3本課題的研究目標(biāo)與內(nèi)容61.4 課題的研究步驟62、研究方案與研發(fā)工具72.1 研究方案72.2 UG軟件簡介82.3 ADA

7、MS簡介103、 基于UG的白鰭豚玩具的三維幾何建模133.1 玩具的拆卸、測繪133.1.1玩具外殼內(nèi)部尺寸定位163.2零件建模中的關(guān)鍵技術(shù)173.2.1齒輪建模技術(shù)173.2.2零件的曲面建模技術(shù)213.3白鰭豚玩具的零件建模233.4白鰭豚玩具的零件裝配264、 基于Adams的白鰭豚玩具的仿真304.1模型導(dǎo)入304.2模型的重命名314.3模型中約束的施加334.3.1白鰭豚玩具中轉(zhuǎn)動副的創(chuàng)建334.3.2白鰭豚玩具中連接副的創(chuàng)建344.3.3碰撞的創(chuàng)建354.3.4白鰭豚玩具中各零件的關(guān)系表364.4白鰭豚玩具的運動學(xué)仿真365、結(jié)論與展望415.1結(jié)論與展望41致謝42參考文獻

8、431、前言1.1 課題的來源，研究目的和意義“玩具”是個很寬泛的概念，廣義上講，任何可以拿來玩的物品都可以稱為“玩具”。而我們要討論的“玩具”是作為產(chǎn)品的玩具，即工業(yè)化批量生產(chǎn)并投入大眾消費市場中的玩具。隨著科技的進步，計算機技術(shù)的不斷提高和運用，特別是計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與普及不但給各行各業(yè)帶來了前所未有的生產(chǎn)高效率與管理的規(guī)?；c統(tǒng)一化，而且網(wǎng)路也把全世界的人連通到了一起，越來越多的人開始遠離操場，遠離體育運動，將大部分的休閑鍛煉時間投放到了網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境中。據(jù)調(diào)查，2010年發(fā)表的報告顯示中國青少年網(wǎng)民規(guī)模已經(jīng)達到1.95億人，其中74%的青少年使用手機上網(wǎng)，主要是用來上網(wǎng)聊天、聽音樂、看電

9、影等，大部分時間用來娛樂。如何讓青少年有一個更健康的生活方式，這個問題急需解決。因而玩具對青少年來說是一個很不錯的選擇，可以開發(fā)孩子智力和培養(yǎng)孩子的動手能力。中國玩具以歷史悠久、分布地區(qū)廣闊和品種豐富著稱于世，在社會生活中發(fā)揮著獨特的作用。玩具在漫長的發(fā)展過程中與其他社會科學(xué)領(lǐng)域發(fā)生著復(fù)雜的關(guān)系。因此，玩具的研究工作不可避免的涉及美學(xué)、兒童心理學(xué)、史學(xué)、商品學(xué)科的內(nèi)容。如果要在玩具的研究過程中搞清這些復(fù)雜的聯(lián)系和作用，那玩具的研究不僅為其他社會學(xué)科提供重要的資料和線索，還會豐富和完善上述各學(xué)科的內(nèi)容。社會在飛速地發(fā)展，人們對物質(zhì)文化的需求不斷地提出了更新的要求。玩具在人類社會生活中占有重要的位

10、置。當(dāng)代玩具的發(fā)展離不開對傳統(tǒng)玩具的繼承與革新、玩具的豐富內(nèi)容和多樣形式為中國當(dāng)代玩具的生產(chǎn)提供了堅實的基礎(chǔ)，對各種玩具的深入研究有助于玩具事業(yè)的興旺發(fā)達，將為當(dāng)代玩具的民族化、現(xiàn)代化提供理論依據(jù)。從上述分析，開展對玩具的研究不僅僅有利于玩具自身的發(fā)展，而且對美學(xué)的研究、對社會科學(xué)的研究、對促進民族藝術(shù)的發(fā)展，都有現(xiàn)實的意義。1.2玩具動力學(xué)仿真的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析玩具的娛樂和教育兩大功能越來越受到消費者的密切關(guān)注，家長所要求的玩具不僅要是孩子的親密玩伴，而且必須是他們成長的良師益友。這樣的認識已經(jīng)在眾多玩具購買者和消費者的心目中確立，因而國內(nèi)外對玩具功能的研究都在不斷的探究和技術(shù)的更新。同

11、時玩具不只是兒童的專利，成年人也需要玩具。于光遠同志指出：“一個人活到老，學(xué)到老，也玩到老。玩是人生的基本需要之一。人的一生，從出生、兒童少年、成年到老年都需要玩。”早在春秋戰(zhàn)國時期，孔夫子就在論語中說過：“飽食終日，無所用心，難矣哉！不有博弈者乎，為之猶賢乎已”。說明這位圣人也是贊成玩的。清代的大汕廠翁在其海外紀事中說：“人各有為適情之具，詩、書、六藝而外，以及品茶、飲酒、鉤弋、聲色、陸博，凡所以引人耳目口體之交者，不一而足。蓋血肉之軀，頑然獨守，使五官四肢，絕不與物接，則氣脈郁結(jié)不得流利，天機已將沉滯于枯寂而不復(fù)發(fā)揚。是則適情之具，外可以運行氣脈，內(nèi)可以發(fā)越天機，而為人之助者不。”他明確指

12、出游戲不僅能滿足人們的娛樂，而且于身體、大腦智力的開發(fā)都是有益的。玩學(xué)家的理論則認為：玩是人的普遍性行為，是一種情感宣泄；是對生活或工作中各種事務(wù)的模仿；是人的經(jīng)歷和經(jīng)驗的重復(fù)；是一種心理滿足；是人類認識一切客觀事物及其發(fā)明創(chuàng)造的前提條件。玩是建立在閑暇基礎(chǔ)上的行為情趣，是人的一種本能的必需。人在玩中成長，認識客觀事物，激勵進取和創(chuàng)新精神。而玩的重要工具之一就是玩具。好的玩具，又為玩好創(chuàng)造好的條件，玩的更精彩、更有意義。因此，玩具文化是人們一生中需要的一種獨特的教育方式，是中華文化的傳播工具之一。于光遠同志為此曾在1988年寫的玩具（大綱）和1996年寫的補充中提出將玩具作為系統(tǒng)的教材。他建議

13、集中心理學(xué)、教育學(xué)以及百科知識的專家共同研究編寫這部教科書，其內(nèi)容應(yīng)包括：校前教育、小學(xué)部分、中學(xué)部分、大學(xué)部分、校后部分和老年部分。1.2.1玩具動力學(xué)仿真的國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國玩具文化源遠流長，遠在新石器時代就出現(xiàn)了人類原始的玩具，如石球、陶塤、陶哨等。隨著中華民族經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)、文化藝術(shù)的不斷發(fā)展和提高，創(chuàng)造出了許多絢麗多彩、精巧迷人的玩具。它反映出我國一定歷史階段的經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)、文化藝術(shù)以及人們生活條件的發(fā)展面貌，具有鮮明的民族特色。是中華文化優(yōu)秀傳統(tǒng)的組成部分，在中華文化發(fā)展史上占有獨特的地位。有些玩具甚至成為世界科學(xué)技術(shù)和文化藝術(shù)發(fā)展的先驅(qū)或啟萌。在促進人們身心健康成長、豐富人們的生

14、活內(nèi)容、增長知識、陶冶品德、勇于追求和創(chuàng)造方面起了積極的作用，成為人們文化娛樂生活中不可或缺的重要內(nèi)容之一。具有很強的生命力，流傳至今，并創(chuàng)出輝煌。我國玩具行業(yè)是從上世紀80年代后發(fā)展起來，70%以上還是來料加工和來樣加工，自主開發(fā)和創(chuàng)新的能力不強，能夠以自創(chuàng)品牌出口的還為數(shù)不多，要從依附式發(fā)展轉(zhuǎn)向自主式發(fā)展還需要一定的過程。目前在我國，玩具產(chǎn)業(yè)的強大生產(chǎn)能力和相對薄弱的設(shè)計力量形成了鮮明的對比。我國是世界上最大的玩具制造國和出口國，全球70的玩具是在我國境內(nèi)制造的。我國現(xiàn)有玩具企業(yè)2萬余家，從業(yè)人員超過400萬，年產(chǎn)值1000多億元，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70以上，其中,廣州的產(chǎn)值達300億元。

15、2005年全國玩具出口額達150多億美元。廣東、江蘇、浙江、上海、山東和福建這五省一市歷來是中國玩具最重要的生產(chǎn)和出口基地，占中國玩具年銷售額的95以上，其中廣東占中國玩具年銷售額50以上，其主要生產(chǎn)基地在深圳、東莞以及沿海地區(qū)。隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，人們的經(jīng)濟收入不斷增加，物質(zhì)文化生活不斷改善和提高，人們的休閑時間的延長（每年的假期達一百多天），離退休的中老年人日益增長（60歲以上的人口已達到1.33億人）。加之現(xiàn)代化社會工作節(jié)奏日益加快，競爭激烈，腦力勞動強度加重，生活壓力不斷增大。人們?nèi)找嫘枰嗟膴蕵泛托蓍e的活動空間，借助某種形式把緊張的腦力勞動和生活壓力發(fā)泄出來，使身心得到輕松自由和

16、安怡，以玩具作為休閑娛樂工具，與親人、朋友作戲，或自己欣賞把玩，或作為社會交往中互相贈送的禮物，有的還作為收藏品等等，正好適應(yīng)了上述需要。從20世紀90年代末，社會對玩具禮品的需要日益增長，并漸成風(fēng)尚。據(jù)報導(dǎo)：有一對80歲的老夫妻，為了給朋友孩子送禮，一下買了三副多米諾牌，送給朋友孩子兩副，受到朋友及孩子的歡迎，自己留了一副，老兩口一起碼玩，逐漸琢磨其中的規(guī)律，大約玩了十多次，就碼到一百多張，連喊不易，不易。他感慨地說：“似也象征我的一生，爬起來，倒下去，倒下去，爬起來。當(dāng)有點成就時，興奮、欣慰之情也直溢于言表啊！”玩得興沖沖，被鄰居稱為“好一對老小孩”。有一位李先生，“十一”休假時在家里辦聚

17、會，買玩具讓朋友們玩具，他認為原來聚會多是唱歌、聊天，唱歌太吵，還影響鄰里關(guān)系，光聊天太單調(diào)，玩具則是休閑時的調(diào)味品。北京百貨大樓玩具部的經(jīng)理介紹說：成人玩具與兒童玩具不同，更具挑戰(zhàn)性、更為復(fù)雜，玩起來頗需要些毅力、耐心和好的心理素質(zhì)，它潛在的好處不僅僅是精神放松，更能啟迪思路，開拓思維。因而北京、天津、上海、成都、泉州、佛山等一些城市，玩具吧、成人玩具柜臺、玩具酒吧悄然興起，并逐漸火熱起來。進入21世紀，成人玩具將會成為玩具工業(yè)的又一個新的經(jīng)濟增長點。事實上，美、日等主要玩具消費國，成人玩具早已受到重視。據(jù)報載：美國市場上40%以上的玩具是為成人設(shè)計的。前幾年在市場上掀起的電子寵物購買熱潮，

18、也是以成人為主要對象設(shè)計的。因此進入21世紀，我們除了繼續(xù)重視和大力發(fā)展兒童少年所需要的玩具外，也要把成人玩具的發(fā)展重視起來。努力開拓創(chuàng)新，使我國玩具文化全面實現(xiàn)對人們的獨特教育方式和文化傳播工具的作用。 近年來，國際油價持續(xù)攀高，與石油相關(guān)的原材料價格亦隨之上揚，塑料價格較年前上漲30%-40%。而一件玩具中，塑料成本大概占據(jù)總成本的60%-70%，這大大增加了塑料玩具的生產(chǎn)成本。這就要求生產(chǎn)企業(yè)必須跨越原料價格高漲、貿(mào)易壁壘和3C認證等重重障礙。有人認為，國內(nèi)玩具企業(yè)面臨著如此多的困難，制約其發(fā)展的主要因素可以歸結(jié)為質(zhì)量不高和技術(shù)含量低。據(jù)此，我們不難找到解決難題的路徑：研發(fā)符合安全和環(huán)保

19、要求的產(chǎn)品；利用科技創(chuàng)新，提高產(chǎn)品附加值，并向高檔化邁進。在這種情況下，計算機仿真技術(shù)的運用就顯得尤為重要。它可以很好的解決我國玩具目前面臨的一些問題。 作為一個發(fā)展中國家，特別在電子信息方面相比西方發(fā)達國家還有一定的差距，發(fā)展計算機技術(shù)是我們必經(jīng)的路。1.2.2玩具動力學(xué)仿真的國外研究現(xiàn)狀美國是中國傳統(tǒng)玩具出口的主要市場，美國進口玩具的70%以上來自中國。但美國市場上的中國玩具絕大部分打的是國外品牌，中國只是加工生產(chǎn)。出口金額雖然不小，但出口收效僅限于加工費。因此，研究美國玩具市場的特點，對我國玩具出口意義重大。盡管2001年美國經(jīng)濟出現(xiàn)衰退和受到“9.11”恐怖事件的嚴重影響，但美國玩具業(yè)

20、仍呈發(fā)展態(tài)勢，玩具銷售總額比上一年增長10%，其中傳統(tǒng)玩具銷售額比上年增長1.7%，電子游戲玩具增長43%。美國是中國傳統(tǒng)玩具出口的主要市場，美國進口的玩具70%以上來自中國。因此，研究美國玩具市場的特點，對我國玩具出口意義重大。美國堪稱世界第一大玩具市場，具有3大特點：玩具進口量占世界的1/3：美國玩具市場80%以上的產(chǎn)品從國外進口。玩具生產(chǎn)是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，美國玩具業(yè)從上世紀50年代開始將生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移至海外，先是日本，然后是臺灣、韓國以及其它亞洲國家。到80年代中期，中國開始成為美國玩具業(yè)的主要生產(chǎn)地。美國本土玩具企業(yè)主要從事產(chǎn)品開發(fā)與市場行銷，部分從事科技含量高的高檔玩具的研發(fā)。2000

21、年，美國進口玩具133.86億美元，2006年進口玩具168.45億美元，年均增長率4.3%。2006年從中國進口145.24億美元，占美國總進口的86.2%。美國前五大玩具進口地，除中國以外，分別是日本、墨西哥、香港、臺灣。前五大玩具進口，占全美玩具進口總額的95%。越南玩具對美出口增長很快，2000年時只有30萬美元，2006年有近3千萬元，增長了100倍。目前它在美國玩具進口地中名列14，但今后很有可能超過港、臺；玩具零售總額居世界各國之首：平均每年銷售各類玩具30億件，2006年零售額達到223億美元，占全球市場670億美元的三分之一。而全亞洲只有162億美元，全歐洲為192億美元。美

22、國是全亞洲的1.38倍，全歐洲的1.16倍。；玩具人均消費水平最高：美國有14歲以下兒童6300萬，人均年消費287美元。相比之下，亞洲有10億零8千1百萬兒童，人均年消費只有15美元。歐洲有1億1千3百萬兒童，人均年消費也只有169美元。美國玩具消費水平是亞洲的19倍，歐洲的1.7倍。美國社會對玩具安全十分重視。聯(lián)邦政府1969年頒布了“保護兒童和玩具安全法案”，該法案與1973年頒布的“消費者產(chǎn)品安全法案”一并成為美國玩具安全的法律框架，由美國消費品安全協(xié)會（CPSA）負責(zé)監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)危及兒童安全的產(chǎn)品（如易燃、漏電、涂料含鉛、零件脫落造成兒童吞噎等），CPSA與經(jīng)銷商都會主動發(fā)布公告“

23、召回”（Recall），否則政府會處以重罰，受傷害的賠償訴訟都會達到上千萬美元。美國玩具協(xié)會（Toy Industry Association 縮寫為TIA）是一個非盈利的團體，它有500個以上會員，占全美玩具貿(mào)易額的85%，主導(dǎo)著美國玩具經(jīng)濟的發(fā)展。它的會員不但包括從事制造、進口的企業(yè)，也有從事專利/授權(quán)、設(shè)計師、投資人、安全顧問、測試實驗室、公關(guān)專家與媒體。董事會由美國最主要的玩具企業(yè)組成，如Mattle（美泰）、Hasbro（孩子寶）、Wild Plant、LEGO、Character、MEGA Brands、Sport-Fun、Radio Flyer、Spin Master、Crani

24、um、 Alex、Playthings、Little Kids等。美國兒童對玩具“喜新厭舊”的速度很快，玩具產(chǎn)品的生命周期一般不超過一年，其實主要集中在圣誕節(jié)銷售期中的三個月。除游戲機、玩具車類產(chǎn)品，兒童在購買玩具后的“新鮮感”甚至不超過一星期。因此，經(jīng)銷商必須不斷的更新玩具貨架，設(shè)計師必須不斷的改進老產(chǎn)品、開發(fā)新產(chǎn)品。中國作為世界最大的玩具生產(chǎn)基地，有8000家玩具企業(yè)，300萬從業(yè)人員，與美國玩具市場己有了千絲萬縷的關(guān)系。因此，不能不對美國玩具市場的特點有一個全面了解，而這也是中國玩具業(yè)制訂應(yīng)對世界玩具市場變化策略的重要依據(jù)。1.2.3現(xiàn)狀分析鑒于上述特點，建議我國應(yīng)從以下幾方面拓展玩具市

25、場：一、鑒于我國產(chǎn)玩具對美國玩具市場的依賴程度很高，我國只有高度重視對美國玩具市場不斷拓展，技術(shù)的提高，才不會對我國出口貿(mào)易特別是對美出口產(chǎn)生負面影響。二、在重視玩具加工的同時，要注意開發(fā)中國特色的玩具，以提高玩具業(yè)的經(jīng)濟效益。中國產(chǎn)玩具與中國某企業(yè)具有知識產(chǎn)權(quán)的玩具是不同的概念。只有注重開發(fā)生產(chǎn)有特色的中國玩具或具有自主知識產(chǎn)權(quán)的玩具，才能從根本上提高我國玩具業(yè)的經(jīng)濟效益。三、密切關(guān)切玩具市場變化，不斷革新玩具產(chǎn)品。產(chǎn)品的革新、創(chuàng)造是玩具業(yè)成敗的關(guān)鍵。2001年美國玩具業(yè)許多成功的典范均與及時抓住市場機會進行玩具發(fā)明創(chuàng)造有著密切的關(guān)系。比如電影侏羅紀公園III、哈利波特、指環(huán)王等的發(fā)行，使孩

26、子們對電影里的人物產(chǎn)生了濃厚的興趣，玩具商及時抓住這一市場機會，發(fā)明創(chuàng)造了許多仿電影人物，結(jié)果去年美國此類產(chǎn)品的銷量比2000年猛增36.2%?！?.11”事件以后，美國人人都在頌揚英雄，孩子們也一樣，他們爭相購買仿英雄人物的玩具，從而使這類玩具暢銷全美。1.3本課題的研究目標(biāo)與內(nèi)容在對玩具的調(diào)研和了解中，認識到玩具的重要性。選擇白鰭豚玩具作為本課題的研究對象，是由于白鰭豚玩具其機構(gòu)巧妙、運動多樣性、價格便宜、易于拆卸等特點使得其成為研究對象。通過在對白鰭豚玩具進行動力學(xué)和運動學(xué)的分析，聯(lián)合使用UG和ADAMS軟件，使自己學(xué)會玩具測繪的方法，學(xué)習(xí)如何進行曲面建模，熟練掌握UG的零件建模，裝配，

27、虛擬拆卸，虛擬裝配的方法，并學(xué)會如何把外部裝配體導(dǎo)入到ADAMS中的方法，學(xué)會在ADAMS中對零件施加約束，進行運動學(xué)和動力學(xué)分析的方法。1.4 課題的研究步驟白鰭豚玩具作為本課題的研究對象，通過學(xué)習(xí)和分析，對白鰭豚玩具的研究步驟如下：1、對白鰭豚玩具拍照2、對白鰭豚玩具進行測繪，計算出各零件的尺寸和相對關(guān)系3、在UG中建立玩具的各個零件，并裝配4、把裝配圖導(dǎo)入ADAMS中5、在ADAMS中對各零件命名，創(chuàng)建約束6、設(shè)定參數(shù)，進行調(diào)試2、研究方案與研發(fā)工具2.1 研究方案在白鰭豚玩具的虛擬仿真設(shè)計中，最后的目的是實現(xiàn)白鰭豚玩具在Adams軟件的運動學(xué)虛擬仿真，為了得到最后的結(jié)果，要對玩具市場有

28、一定的調(diào)研和考察，分析玩具的研發(fā)方向和市場需求。選中白鰭豚玩具作為研究對象，其方案研究流程圖2-1.圖2-1方案流程圖2.2 UG軟件簡介Unigraphics（簡稱UG）是集CAD/CAE/CAM一體的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今世界最先進的計算機輔助設(shè)計、分析和制造軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、造船、通用機械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。多年來，UGS一直在支持美國通用汽車公司實施目前全球最大的虛擬產(chǎn)品開發(fā)項目，同時Unigraphics也是日本著名汽車零部件制造商DENSO公司的計算機應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并在全球汽車行業(yè)得到了很大的應(yīng)用，如Navistar、底特律柴油機廠、Winnebago和Robert Bo

29、sch AG等。另外，UG軟件在航空領(lǐng)域也有很好的的表現(xiàn)：在美國的航空業(yè)，安裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具有90%以上的市場；在北美汽輪機市場，UG軟件占80%。UGS在噴氣發(fā)動機行業(yè)也占有領(lǐng)先地位，擁有如Pratt & Whitney和GE噴氣發(fā)動機公司這樣的知名客戶。航空業(yè)的其它客戶還有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飛機公司、英國航空公司、Northrop Grumman、伊爾飛機和Antonov。同時，UGS公司的產(chǎn)品同時還遍布通用機械、醫(yī)療器械、電子、高技術(shù)以及日用消費品等行業(yè)，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飛利浦公司、吉

30、列公司、Timex、 Eureka和Arctic Cat等 。UG進入中國以后，其在中國的業(yè)務(wù)有了很大的發(fā)展，中國已成為其遠東區(qū)業(yè)務(wù)增長最快的國家。 UG產(chǎn)品的特點：Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個基于過程的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造。UG面向過程驅(qū)動的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),在面向過程驅(qū)動技術(shù)的環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實現(xiàn)了并行工程。 不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計功能；而且，在設(shè)計過程中可進行有限

31、元分析、機構(gòu)運動分析、動力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計的可靠性；同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言UG/OPen GRIP，UG/open API簡單易學(xué)，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。UG/Gateway (入口) 提供一個Unigraphics基礎(chǔ)，UG/Gateway在一個易于使用的基于Motif環(huán)境中形成連接所有UG模塊的底層結(jié)構(gòu)，它支持關(guān)鍵操作，包括打開已存的UG部件文件，建立新的部件文件，繪制工程圖和屏幕布局以及讀入和寫出CGM等，也提供層控制，視圖定義和屏幕布局，對象信息和分析，顯示控制，

32、存取“幫助”系統(tǒng)，隱藏/再現(xiàn)對象和實體和曲面模型的著色。UG/Gateway包括一個沒有限制的高分率的繪圖儀許用權(quán)，模塊也提供一個現(xiàn)代化的電子表格應(yīng)用，構(gòu)造和管理零件家族并操縱部件間表達式。它由相關(guān)的解析方案，擴充的模型易于進行設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)的桌面查找功能提供一個簡單的基于知識工程技術(shù)的執(zhí)行方法，UG/Gateway是對所有其它Unigraphics應(yīng)用的必要基礎(chǔ)。UG/Solid Modeling 提供業(yè)界最強的復(fù)合建模功能。UG/Solid Modeling無縫地集成基于約束的特征建模和顯式幾何建模，用戶可以取得集成于一個高級的基于特征環(huán)境內(nèi)的傳統(tǒng)實體，曲線和框線建模的功能，UG/Solid

33、Modeling使用戶能夠方便地建立二維和三維線框模型，掃描和旋轉(zhuǎn)實體，布爾運算及進行參數(shù)化編輯，包括對快速和有效的概念設(shè)計的變量化的草圖繪制工具以及更通用的建模和編輯任務(wù)的工具，模塊的易于了解和基于圖符的圖形環(huán)境是同一基礎(chǔ)，從那里，所有其它建模模塊被存取與操作，UG/Solid Modeling是對UG/Feature Modeling和UG/Freeform Modeling兩者的必要基礎(chǔ)。UG/Features Modeling 這個模塊提高了表達式的級別，因而設(shè)計可以在工程特征的意義中來定義，提供對建立和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計特征的支持，包括幾種變形的孔，鍵槽，型腔，凸墊，凸臺及全集的園柱，塊，

34、錐，球，管道，桿，倒圓，倒角等等，也包括實體模型控空和建立薄壁對象，為了基于尺寸和位置的尺寸驅(qū)動編輯參數(shù)化地定義特征，已經(jīng)存貯在一共同目錄中的用戶定義特征也可以添加到設(shè)計模型上，特征可以相對于任一其它特征或?qū)ο蠖ㄎ?，也可以被引用陣列考貝，以建立特征的相關(guān)集或是個別地定位或是在一簡單圖案和陣列中定位。UG/Drafting使任一設(shè)計師，工程師或制圖員能夠以實體模型去繪制產(chǎn)品的工程圖，基于Unigraphic的復(fù)合建模技術(shù)， UG/Drafting建立與幾何模型相關(guān)的尺寸，確保在一模型改變時，圖將被更新，減少圖更新所需的時間，視圖包括消隱線和相關(guān)的模截面視圖，當(dāng)模型修改時也是自動地更新，自動的視圖

35、布局能力提供快速的圖布局，包括正交視圖投射，截視圖，輔助視圖和細節(jié)視圖，UG/Drafting支持在主要業(yè)界制圖標(biāo)準(zhǔn)，ANSI，ISO，DIN和JIS中圖的建立，它由一完整的基于圖符的圖創(chuàng)建和注釋工具，利用由UG/Assenigly Modeling創(chuàng)建的裝配信息方便地建立裝配圖，包括快速地建立裝配分解視圖的能力，無論是制作一單一片圖或一多片細 節(jié)的裝配和組件工程圖，UG/Drafting減少工程圖生成的時間和成本。UG/CAM Base提供在一易于使用的基于Motif環(huán)境中連接所有有共同功能加工模塊的基礎(chǔ)，這個基礎(chǔ)模塊允許用戶通過觀察刀具的移動，圖形地編輯刀軌和執(zhí)行圖形地改變，如擴展，縮短或

36、修改刀軌，它也包括對如鉆孔，攻絲，鏜孔等任務(wù)的通用目的的點到點操作子程序，一個用戶化對話框的特征允許用戶修改對話框和建立被改編到它們的專用菜單，這個減少培訓(xùn)的時間并使加工任務(wù)合理化，用戶化通過使用操作模板進一步增強，操作模板允許用戶建立專門的操作如粗加工和精加工，這些操作通過頻繁使用的參數(shù)和方法被標(biāo)準(zhǔn)化。UG/Assembly Modeling (裝配建模)提供一個并行的自頂一向下的產(chǎn)品開發(fā)方法，UG/Assemly Modeling的主模型可以在總裝配的上下文中設(shè)計和編輯，組件被靈活地配對或定位,并且是相關(guān)的改進了性能和減少存貯的需求，參數(shù)化地裝配建模提供為描述組件間配對關(guān)系和為規(guī)定共同的緊

37、固件組和其它重復(fù)的零件的附加功能，結(jié)構(gòu)體系允許極大的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由一設(shè)計隊伍來創(chuàng)建和共享，這個使隊伍成員繼續(xù)它們的工作與其它人并行，部件的版本和或由用戶規(guī)定的命名規(guī)則或由UG/Manager的配置規(guī)則來正確存取。UG/Geometric Tolerancing (幾何公差) 該模塊提供尺寸標(biāo)注工程和改變分析的基礎(chǔ)，它使得能夠?qū)崿F(xiàn)幾何公差規(guī)定的智能定義，因它完全相關(guān)到模型，基于選擇的公差標(biāo)準(zhǔn)，如ANSI，Y14.5M-1982，ASME，Y14.5M-1994或ISO1101-1983，該模塊支持快速和方便地建立，編輯和查 詢基準(zhǔn)和公差，通過一個現(xiàn)代的用戶界面，基準(zhǔn)和公差的句 法和關(guān)系合理性檢驗，由

38、于建?；蚧鶞?zhǔn)改變公差的自動更新及自動繼承GD &T符號到工程圖，這個信息到下游應(yīng)用的通訊，包括對零件的公差分析，對裝配件的的公差累積分析和 檢查通過一個綜合的UG/Open API提供，從嵌入模型中的公差信息導(dǎo)得的優(yōu)點是，一致作用的和解釋的GD &T，消除了多余數(shù)據(jù)加入，減少了對工程圖的依賴，正式的文當(dāng)和產(chǎn)品 評審的需要，和便于工程和制造的分析。2.3 ADAMS簡介ADAMS，即機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，該軟件是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機分析

39、軟件。目前，ADAMS己經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù)1999年機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料，ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了51%的份額。ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。ADAMS一方面是虛擬樣機分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運用該軟件非常方

40、便地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具平臺。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。本書將以Windows 2000版的ADAMS l2.0為藍本進行介紹。ADAMS軟件由基本模塊、擴展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類模塊組成。用戶不僅可以采用通用模塊對一般的機械系統(tǒng)進行仿真，而且可以采用專用模塊針對特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進行快速有效的建模與仿真分析。ADAMS是集建模、求解、可視化技術(shù)于一體的虛擬樣機軟件，是

41、世界上目前使用范圍最廣、最負盛名的機械系統(tǒng)仿真分析軟件。ADAMS全仿真軟件包是一個功能強大的建模和仿真環(huán)境，它可以對任何機械系統(tǒng)進行建模、仿真、細化及優(yōu)化設(shè)計，應(yīng)用范圍從汽車、火車、航空航天器一直到盒式錄像機等。使用這套軟件可以產(chǎn)生復(fù)雜機械系統(tǒng)的虛擬樣機，真實地仿真其運動過程，并且可以迅速地分析和比較多種參數(shù)方案，直至獲得優(yōu)化的工作性能，從而大大減少了昂貴的物理樣機制造及試驗次數(shù)，提高了產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，大幅度地縮短產(chǎn)品研制周期和費用。ADAMS軟件將強大的分析求解功能與使用方便的用戶界面相結(jié)合，使該軟件使用起來既直觀又方便，還可用戶專門化。采用MD方案，企業(yè)可以為它的研發(fā)工程師提供一個靈活的、

42、共享的環(huán)境，同時使用MSC軟件公司一整套 “企業(yè)因各種原因繼續(xù)制造和測試物理樣機，包括滿足調(diào)測要求等，測試物理樣機可以得到在真實世界里復(fù)雜相互作用等性能。相反，許多虛擬樣機的測試卻因采用不同的軟件工具而只能得到某些指定的參數(shù)而丟失了一些重要的有依賴關(guān)系的性能參數(shù)?！盧eza Sadeghi，MSC Software公司的首席技術(shù)官說：“我們MD的方案排除了單點技術(shù)的弊端，為本田研發(fā)中心提供了最佳的平臺，用于建立更為復(fù)雜的虛擬樣機，更加真實地反映真實世界的結(jié)果”。虛擬樣機功能的巨大發(fā)展歸功于MDI公司與MTS系統(tǒng)公司共同開發(fā)的EDM(Empirical Dynamics Models)經(jīng)驗動力學(xué)

43、模塊。利用EDM，可快速建立基于試驗數(shù)據(jù)的高精度彈性件模型，特別是在設(shè)計復(fù)雜的懸架、阻尼器、襯套、發(fā)動機懸置和輪胎等。以前復(fù)雜模型的建立依賴于零部件的詳細幾何、物理屬性，以及物理特性。由于EDM是基于試驗數(shù)據(jù)的，能進行自我校驗，減少了試驗驗證工作，大大節(jié)約了計算時間。經(jīng)驗動力學(xué)模型易于生成和使用，不僅適用于部件裝配，也適用于系統(tǒng)裝配中。使用EDM，在產(chǎn)品開發(fā)的早期就可以創(chuàng)建高精度的彈性元件模型；與傳統(tǒng)的模型相比，適用于較高的振幅和頻率范圍；與傳統(tǒng)利用幾何等信息建立的模型相比，運算速度顯著提高；能夠加速車輛的開發(fā)過程，縮短研制周期。ADAMS軟件的特點如下： 1、利用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束

44、庫、力庫建立機械系統(tǒng)三維參數(shù)化模型。 2、分析類型包括運動學(xué)、靜力學(xué)和準(zhǔn)靜力學(xué)分析，以及線性和非線性動力學(xué)分析，包含剛體和柔性體分析。 3、具有先進的數(shù)值分析技術(shù)和強有力的求解器，使求解快速、準(zhǔn)確。 4、具有組裝、分析和動態(tài)顯示不同模型或同一個模型在某一個過程變化的能力，提供多種“虛擬樣機”方案。 5、具有一個強大的函數(shù)庫供用戶自定義力和運動發(fā)生器。 6、具有開放式結(jié)構(gòu)，允許用戶集成自己的子程序。 7、自動輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線，仿真結(jié)果顯示為動畫和曲線圖形。 8、可預(yù)測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞、包裝、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷。 9、支持同大多數(shù)CAD、FEA和控制

45、設(shè)計軟件包之間的雙向通訊。 ADAMS軟件可以廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工程、鐵路車輛及裝備、工業(yè)機械、工程機械等領(lǐng)域。3、 基于UG的白鰭豚玩具的三維幾何建模3.1 玩具的拆卸、測繪在白鰭豚玩具的虛擬仿真研究過程中，由于零件之間存在著各種相對關(guān)系，需要對玩具進行拆卸，分析出其拆卸零件與相連接零件的運動關(guān)系并測繪出其零件的尺寸。白鰭豚玩具的整體圖如3-1 圖3-1白鰭豚玩具的整體圖拆卸外殼得到白鰭豚玩具的內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)圖如3-2，外殼之間通過螺釘固定為一體。齒輪箱與外殼相對靜止，彈簧一端固定在外殼上。彈簧外殼齒輪箱圖3-2白鰭豚玩具拆掉球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖球在白鰭豚玩具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中，分析可知球的一端接

46、有齒輪與齒輪箱中的直齒輪嚙合，且球的位置由外殼約束，由齒輪箱輸出動力圍繞外殼旋轉(zhuǎn)，固定在外殼上的彈簧的另一端與齒輪軸向連接，如圖3-3.齒輪軸彈簧直齒輪齒輪箱齒輪圖3-3零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖拆掉球后在白鰭豚玩具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，齒輪箱中不完全齒輪和齒輪軸中的不完全齒輪相嚙合，如圖3-4.不完全齒輪不完全齒輪齒輪軸齒輪箱圖3-4零件結(jié)構(gòu)關(guān)系圖拆掉齒輪箱后得到如圖3-5零件關(guān)系圖，齒輪軸與兩只腳相連接，且腳相對齒輪軸靜止，同時齒輪軸相對玩具外殼轉(zhuǎn)動。外殼齒輪軸圖3-5拆掉齒輪箱后的零件圖拆掉外殼，得到機構(gòu)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)關(guān)系零件圖3-6，圖中為白鰭豚玩具的內(nèi)部零件圖，各個零件相對另外零件的位置關(guān)系如圖3-6，在圖

47、中可以很清楚知道每個零件相對另一個零件的運動關(guān)系。齒輪箱直齒輪齒輪不完全齒輪不完全齒輪齒輪軸 圖3-6內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)關(guān)系圖3.1.1玩具外殼內(nèi)部尺寸定位在對白鰭豚玩具外殼內(nèi)的一些孔、槽等結(jié)構(gòu)的定位很難用一般的測繪方法準(zhǔn)確確定，但外殼內(nèi)尺寸的準(zhǔn)確定位對最后零件的裝配起著決定性的作用。計算方法:首先對外殼拍照，然后倒入CAD中，在CAD中進行尺寸的標(biāo)注。通過實際兩點（好測量）如圖3-7中A、B兩點的距離除以CAD中這兩點的距離算出比例值。圖3-7導(dǎo)入CAD中尺寸圖計算過程：A、B 兩點的實際距離為39mm，在CAD中A、B兩點的距離為47.91mm，比例因子 即： 計算出比例因子后，將圖3-7中的相

48、關(guān)尺寸擴大倍后，就可以準(zhǔn)確確定白鰭豚玩具外殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸了，如圖3-8為白鰭豚玩具的實際尺寸關(guān)系圖。圖3-8白鰭豚玩具的實際尺寸圖3.2零件建模中的關(guān)鍵技術(shù)3.2.1齒輪建模技術(shù)齒輪的種類很多，安裝按照輪齒曲線相對于齒輪軸線方向可以將齒輪分為直齒、斜齒、人字齒和曲線齒4種。按照齒輪輪廓曲線可以將齒輪分為漸開線齒、擺線齒、圓弧齒3種。在生產(chǎn)實踐中，漸開線齒輪應(yīng)用最為廣泛，本文中的齒輪也是漸開線齒輪，因此，本文重點介紹漸開線齒輪的造型設(shè)計。齒輪一般由輪體、輪齒、輔板、輪轂等組成。在齒輪的造型設(shè)計中，齒輪的創(chuàng)建最為關(guān)鍵，理論性也很強，有時候還需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，甚至編程。利用UG軟件進行齒輪造型設(shè)

49、計的一般步驟：1、根據(jù)設(shè)計要求確定齒輪的基本參數(shù)，包括模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、軸孔徑、齒輪厚度等。2、依據(jù)齒頂圓直徑和齒輪厚度等參數(shù)以及選定的齒輪形式，創(chuàng)建齒輪齒胚。3、繪制齒輪輪廓曲線，生成齒槽曲面。4、執(zhí)行拉伸或掃描命令，從齒輪齒胚上切除材料，形成齒槽。5、執(zhí)行圓周陣列命令，形成所有齒槽，相應(yīng)也就創(chuàng)建了所有齒輪。6、對模型進行細化，如圓角、倒角等，完成整個齒輪的造型。在繪制漸開線之前，需要首先計算出通過點在直角坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，具體的計算既可以采用手工方式，又可以采用編程方式。本文采用編程計算的方式，并將計算后的結(jié)果儲存為文件，以便在繪制樣條曲線的過程中調(diào)用。下面介紹編程計算漸開線輪廓曲線上

50、點在直角坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)。在機械原理中，表示漸開線通常用極坐標(biāo)參數(shù)方程。但在UG 中，必須使用直角坐標(biāo)參數(shù)來描述各種特征。因此，需要把漸開線的極坐標(biāo)參數(shù)方程轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)方程。如圖3-9 所示，漸開線的直角坐標(biāo)方程為：式中，為基圓半徑，u 為漸開線展角。根據(jù)公式rb = 0.5mz cos a（m 為模數(shù)、z 為齒數(shù)、a為壓力角）可知，只要給定齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角以及漸開線展角，就可以計算出漸開線上點的坐標(biāo)。圖3-9 漸開線 圖3-10程序GearProfileCurve.exe 主界面通過前面的敘述可以知道，只要給定齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角以及漸開線的展角，即可計算漸開線上點的坐標(biāo)。啟

51、動漸開線生成程序GearProfileCurve.exe,系統(tǒng)運行并彈出如圖3-10所示界面。單擊“設(shè)置參數(shù)”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖3-11所示的設(shè)置參數(shù)對話框，設(shè)置齒輪參數(shù)模數(shù)m,齒數(shù)z,其他默認。因為壓力角通常取20；對于漸開線展角來說，必須從0開始，到60已經(jīng)足夠使用，在0-60度的漸開線范圍內(nèi)，擬合點越多，漸開線精度就越高，這里設(shè)定20 個點，即可充分滿足擬合精度要求。如果還需要更高的精度，可以適當(dāng)添加擬合點的數(shù)量。單擊確定按鈕，系統(tǒng)自動計算漸開線輪廓曲線上指定展角的點的三維坐標(biāo)，并將計算結(jié)果保存在GearProfileCurve.dat 中。其存儲格式為：第一列為x 坐標(biāo)、第二列為y 坐

52、標(biāo)、第三列為z 坐標(biāo)，如圖3-11 所示。 圖3-10【設(shè)置參數(shù)】對話框 圖3-11 存儲的計算后的三維坐標(biāo)然后啟動UG，選擇插入曲線樣條曲線命令，系統(tǒng)彈出“樣條”對話框，單擊“通過點”按鈕，系統(tǒng)又彈出“通過點生成樣條”的對話框，單擊“文件中的點”按鈕，系統(tǒng)彈出“通過點生成樣條”的對話框，選取前面所創(chuàng)建的GearProfileCurve.dat，單擊確定按鈕，系統(tǒng)會自動生成所要的漸開線。有了漸開線，就可以生成需要的漸開線齒輪。繪制出一個齒根圓圓柱，然后把這個圓柱體隱藏，用插入/曲線/直線和圓弧/圓（圓心和半徑）分別畫出齒根圓，分度圓，齒頂圓，使?jié)u開線和所畫的圓在同一個圖層要不然不能互相編輯。因

53、為上面所畫的漸開線不是在草圖里面生成的，所以不能在草圖里面畫這些圓。用插入/曲線/直線的方法畫一條直線L1，第一點是分度圓的圓心,第二點是漸開線與分度圓的交點。通過齒厚計算出齒厚所對應(yīng)分度圓的圓心角，再把剛才所畫的直線L1用編輯/變換/繞直線旋轉(zhuǎn)-點和矢量，選擇圓心再選擇Z軸，確定，輸入所求出的圓心角，確定/復(fù)制，就得到一條直線L2。連接這兩條直線與分度圓的交點得到一條直線L3，再利用插入/曲線/直線畫直線L4，第一點在圓心，第二點為L3的中點。利用插入/曲線/直線畫直線L5，該直線與漸開線相切且與齒根圓相交。再把漸開線和直線L5用編輯/變換/用直線做鏡像/現(xiàn)有的直線（選擇L4）/復(fù)制，得到漸

54、開線的鏡像。修剪多余的曲線，并隱藏直線L1,L2,L3,L4,得到齒形截面如圖3-12所示。圖3-12齒形截面圖然后分別用插入/設(shè)計特征/拉伸，設(shè)置布爾運算為求和，這樣得到一個齒如圖3-13：圖3-13單個齒最后通過環(huán)形陣列得到完全齒輪或不完全齒輪。在UG齒輪建模中還有一種簡便方法：基于UG系統(tǒng)齒輪的二次開發(fā)。下一個二次開發(fā)齒輪的插件gear1.grx文件后，打開UG軟件界面后ctrl+g會出現(xiàn)對話框圖3-14，輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)就可也得到齒輪圖3-14數(shù)據(jù)對話框3.2.2零件的曲面建模技術(shù)UG曲面建模技術(shù)是體現(xiàn)CAD/CAM軟件建模能力的重要標(biāo)志，直接采用前面章節(jié)的方法就能夠完成設(shè)計的產(chǎn)品是有限的

55、，大多數(shù)實際產(chǎn)品的設(shè)計都離不開曲面建模。曲面建模用于構(gòu)造用標(biāo)準(zhǔn)建模方法無法創(chuàng)建的復(fù)雜形狀，它既能生成曲面（在UG中稱為片體，即零厚度實體），也能生成實體。本章主要介紹曲面模型建立和編輯。曲面是指空間具有兩個自由度的點構(gòu)成的軌跡。同實體模型一樣，都是模型主體的重要組成部分，但又不同于實體特征。區(qū)別在于曲面有大小但沒有質(zhì)量，在特征的生成過程中，不影響模型的特征參數(shù)。曲面建模廣泛應(yīng)用設(shè)計飛機、汽車、電機及其他工業(yè)造型設(shè)計過程，用戶利用它可以方便的設(shè)計產(chǎn)品上的復(fù)雜曲面形狀。UG NX 5曲面建模的建模方法繁多，功能強大，使用方便。全面掌握和正確合理使用是用好該模塊的關(guān)鍵。曲面的基礎(chǔ)是曲線，構(gòu)造曲線要避

56、免重疊、交叉和斷點等缺陷。一般來說，創(chuàng)建曲面都是從曲線開始的?？梢酝ㄟ^點創(chuàng)建曲線來創(chuàng)建曲面，也可以通過抽取或使用視圖區(qū)已有的特征邊緣線創(chuàng)建曲面。其一般的創(chuàng)建過程如下所示。（1）首先創(chuàng)建曲線?？梢杂脺y量得到的云點創(chuàng)建曲線，也可以從光柵圖像中勾勒出用戶所需曲線。（2）根據(jù)創(chuàng)建的曲線，利用過曲線、直紋、過曲線網(wǎng)格、掃掠等選項，創(chuàng)建產(chǎn)品的主要或者大面積的曲面。（3）利用橋接面、二次截面、軟倒圓、N-邊曲面選項，對前面創(chuàng)建的曲面進行過渡接連、編輯或者光順處理。最終得到完整的產(chǎn)品模型。在UG NX 5中，可以通過多種方法創(chuàng)建曲面?？梢岳命c創(chuàng)建曲面，也可以利用曲線創(chuàng)建曲面，還可以利用曲面創(chuàng)建曲面。由點創(chuàng)建

57、曲面是指利用導(dǎo)入的點數(shù)據(jù)創(chuàng)建曲線、曲面的過程。可以通過“通過點”方式來創(chuàng)建曲面，也可以通過“從極點”、“從云點”等方式來完成曲面建模。由以上幾種創(chuàng)建曲面方式創(chuàng)建的曲面與點數(shù)據(jù)之間不存在關(guān)聯(lián)性，是非參數(shù)化的。即當(dāng)創(chuàng)建點編輯后，曲面不會產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性變化。直紋面是指利用兩條截面線串生成曲面或?qū)嶓w。截面線串可以由單個或多個對象組成，每個對象可以是曲線、實體邊界或?qū)嶓w表面等幾何體。創(chuàng)建直紋面，單擊“曲面”工具欄中的“直紋面”按鈕，打開“直紋面”對話框，如圖3-15所示，生成圖3-16曲面。在“對齊”下拉列表框中，系統(tǒng)提供了2種對齊方式，下面分別進行介紹。參數(shù)：用于將截面線串要通過的點以相等的參數(shù)間隔隔開。目的是讓每個曲線的整個長度完全被等分，此時創(chuàng)建的曲面在等分的間隔點處對齊。若