基于Pro_E的自頂向下的產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)

1、M ECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICATION 2007年 8月基于 Pro/E的自頂向下的產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)毛 君 , 陳洪月 , 謝 苗(遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 , 遼寧阜新 123000摘 要 :介紹在 Pro / E的環(huán)境下 , 采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)的設(shè)計(jì)流程 , 并結(jié)合鉆桿動(dòng)力鉗減速器的設(shè)計(jì)實(shí)例來加以論述 , 設(shè)計(jì)結(jié)果表明 , 采用自頂向下設(shè)計(jì)方法能夠提高設(shè)計(jì)效率 , 實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)間的并行工作。關(guān)鍵詞 : Pro / E;參數(shù)化建模 ; 自頂向下Top -downandparametricdesignofproductbasedonPro/EM a

2、oJun, Chen Hong - yue, XieM iao(MechanicaldepartmentofLiaoningtechnicaluniversity,FuxinLiaoning123000,ChinaAbstract: The paper introduced the design flow of the p roduct w ith top - down design based on Pro / E, and elaborated it w ithcy and realized parallel work of workgroup.Keywords: Pro / E; par

3、ametric modeling; top - down1自頂向下設(shè)計(jì) 本的空間設(shè)計(jì)需求、定重要的長度 , 也可定出產(chǎn)品中各零組產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是一個(gè)漸進(jìn)的過程 , 一般經(jīng)過概念設(shè)計(jì)、數(shù)件的位置關(guān)系 , 并利用骨架進(jìn)行裝配。除此之外 , 通過修改骨化設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì) 3個(gè)階段 , 這種漸進(jìn)的設(shè)計(jì)過程稱為自頂架模型還可以驅(qū)動(dòng)零件的運(yùn)動(dòng) , 來檢測(cè)零件間是否存在干涉。 向下 ( Top - Down 設(shè)計(jì) 1 。自頂向下設(shè)計(jì)過程具有如下優(yōu) 24傳遞設(shè)計(jì)信息點(diǎn) :符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)人員的思維過程。便于實(shí)頂層的設(shè)計(jì)信息 , 如重要的安裝位置和空間位置需求等 ,現(xiàn)多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同 , 實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)。為面向裝

4、配的設(shè)計(jì)可以通過布局中的聲明將信息傳遞到子裝配 (或子骨架 和和面向制造的設(shè)計(jì)提供條件。PTC 公司的 Pro / E是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的三維建模軟而使每個(gè)子裝配的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)行設(shè)計(jì)工作 2 。子骨架的信息也可以通過復(fù)制幾何特征功能將自身的 Layout 模塊在二維環(huán)境下預(yù)先定義產(chǎn)品架構(gòu) , 并考慮組件與的傳遞下去。到產(chǎn)品三維裝配設(shè)計(jì)及分析中 , 是一個(gè)非常實(shí)用的產(chǎn)品。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期 , 用簡單的 2D 線條來描述零組件的位置和裝配關(guān)系 , 以明確設(shè)計(jì)意圖 , Pro / E中提供了一個(gè)叫 “ 布局 ”的模塊 , 專門用來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。在布局中可以定義關(guān)鍵的以合并及切除來設(shè)計(jì)配合件

5、。設(shè)計(jì)參數(shù) , 并為這些參數(shù)建立關(guān)系 , 再將這些參數(shù)與零件中的2. 6設(shè)計(jì)自動(dòng)化參數(shù)尺寸連接 (或關(guān)聯(lián) ,便可利用 “ 布局 ” 控制多個(gè)零件的程序設(shè)計(jì)是自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工具 , 用戶可以 尺寸。根據(jù)布局圖 , 使用者可進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)部的 3D 零件設(shè)通過編程或建立一些必要的關(guān)系式來控制零件和裝配件的設(shè) 計(jì)。計(jì) , 通過程序可以控制零件特征的出現(xiàn)與否、尺寸的大小、裝 配件中零件的出現(xiàn)與否及零件的個(gè)數(shù)等 , 當(dāng)零件或組件的程 序設(shè)計(jì)完成后 , 以后在讀取該零件或組件時(shí) , 其各種變化情況 即可利用問答的方式得到不同的幾何形狀 , 達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 幾何特征的空零件 , 己經(jīng)存在的子裝配或零

6、件也可以添加到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中。 27設(shè)計(jì)的變更當(dāng)完成零組件的設(shè)計(jì)后 , Pro / E系統(tǒng)即可依據(jù)布局圖的規(guī) 骨架模型作為產(chǎn)品裝配的三維空間規(guī)劃 , 用來幫助處理劃 , 將所有零組件自動(dòng)裝配在一起 , 而后當(dāng)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更大型組件的重要工具。它可以用來分析產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、規(guī)劃基時(shí) , 若設(shè)計(jì)變更的部位僅涉及單個(gè)零件 , 則可直接在 3D 零件Vol 20 No 4機(jī)械 研究與應(yīng)用第 20卷20072083中圖分類號(hào) : TP39117 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : A 文章編號(hào) : 1007 - 4414 ( 2007 04 - 0102 - 02designing the reducer of the dril

7、l p ipe tong, the design result indicated that the top - down design can imp rove design efficien2零件中。這樣每個(gè)子裝配都包含與該子裝配的相關(guān)信息 , 從件 , , 先通過 Pro / 信息傳遞到下一級(jí)的子骨架或零件中 , 信息就這樣一級(jí)一級(jí)零件、件與零件之間的約束和定位關(guān)系 , 再將這些約束傳遞2. 5 零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)2 基于 Pro/E的自頂向下的設(shè)計(jì)過程時(shí)可以運(yùn)用 use edge或 relation 等方法建立與裝配體的依賴 關(guān)系 , 以確定必要的外部參考關(guān)系。也可以在組件中修改現(xiàn) 有的零

8、件 , 設(shè)計(jì)時(shí)可以利用復(fù)制、陣列進(jìn)行零組件的復(fù)制 , 或2. 2 定義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可幫助設(shè)計(jì)人員組織規(guī)劃裝配設(shè)計(jì) , 便于 管理和分配任務(wù)到項(xiàng)目組成員 , 有利于設(shè)計(jì)者之間進(jìn)行更好 的溝通。 Pro / E允許創(chuàng)建不含任何零件的子裝配或不含任何要求 , 方便地設(shè)計(jì)一系列產(chǎn)品 3 。2. 3 骨架模型決參.來.作者簡介 :毛 君 ( 1961 - ,遼寧岫巖人 , 教授 , 研究方向 :機(jī)械設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真。 102 2007年 8月 M ECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICATION上進(jìn)行變更 ; 若設(shè)計(jì)變更涉及多個(gè)零件的相對(duì)位置或整個(gè)組 布局建立完畢后就開始定義產(chǎn)

9、品的結(jié)構(gòu) , 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)包件的布局規(guī)劃時(shí) , 則可在布局上進(jìn)行必要的修改。當(dāng)布局變含了一系列的子裝配和元件 , 在定義設(shè)計(jì)時(shí) , 許多的子裝配將動(dòng)后 , 則組件也會(huì)自動(dòng)更新 , 這種由布局圖驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品自動(dòng)裝配會(huì)被決定 , 包括子裝配、裝配骨架、件等。及更新的功能使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者能著眼于整體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的規(guī)劃與產(chǎn)品定義結(jié)束后 , 將布局中定義的關(guān)鍵參數(shù)等信息聲明更新 , 而不只是單一零件的設(shè)計(jì)與零件間的裝配關(guān)系。放置到各子裝配中 , 各子裝配的團(tuán)隊(duì)根據(jù)傳遞下來的信息進(jìn)3自頂向下設(shè)計(jì)實(shí)例 行各自的設(shè)計(jì) , 而各個(gè)團(tuán)隊(duì)之間并沒有聯(lián)系 , 這就實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)減速器是常見的變速裝置 , 其用途十分廣泛 , 下面結(jié)合的

10、并行 , 提高設(shè)計(jì)效率。Pro / E對(duì)鉆桿動(dòng)力鉗裝置中的減速器進(jìn)行設(shè)計(jì) , 表述 Pro / E的在進(jìn)行各零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí) , 利用傳遞下來的信息作為自頂向下設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作流程。減速器主要由箱體、入軸、控制尺寸來設(shè)計(jì)具體部件 , 還有一些標(biāo)準(zhǔn)件可直接在標(biāo)準(zhǔn)圖傳動(dòng)軸、動(dòng)部件、叉及附件等子裝配體組成。庫中調(diào)入。齒輪是減速器中的重要零件 , 這里對(duì)齒輪直接進(jìn)首先進(jìn)行布局圖設(shè)計(jì) , 布局中的二維結(jié)構(gòu)圖可以直接在行參數(shù)化建模 , 并用程序加以控制 , 使其更改更加方便。設(shè)計(jì)完成后利用三維模型對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、運(yùn) 后導(dǎo)入到布局模塊中。布局圖中集中體現(xiàn)了各子裝配及零部動(dòng)仿真、力學(xué)仿真等來檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)

11、量。如發(fā)現(xiàn)問題則應(yīng)件的裝配關(guān)系 , 如圖 1所示。更改有問題的零部件 , 然后再進(jìn)行檢驗(yàn)直道產(chǎn)品合格。例如在對(duì)本例的輸入軸進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí) , 如果發(fā)現(xiàn)軸的強(qiáng)度不夠 , 就應(yīng)該加大這根軸的直徑。由于軸的直徑已在布局中定義為 關(guān)鍵參數(shù) , 并通過聲明將關(guān)鍵參數(shù)傳遞到各個(gè)零件中 , 并把它 作為控制尺寸 , 所以與軸配合的齒輪孔徑及軸承的內(nèi)徑都隨 之變化 , 而不需要對(duì)它們進(jìn)行修改 , 這就減少了大量的更改時(shí) 間。圖 3為傳動(dòng)軸裝配圖 , 圖 4為設(shè)計(jì)完成后的減速器三維 模型。圖 1減速器布局圖在布局中可以定義關(guān)鍵參數(shù) , 關(guān)鍵參數(shù)可以作為主控參數(shù)來控制與其相關(guān)零件的尺寸 , 比如這里把輸入軸的軸徑

12、作為關(guān)鍵尺寸 , 并用它來控制齒輪的安裝孔徑和軸承的內(nèi)徑。圖 3傳動(dòng)軸子裝配 圖 4減速器三維模型同時(shí)在布局中還可以建立關(guān)系式來建立約束 , 比如實(shí)例中輸入軸與傳動(dòng)軸的間距和齒輪之間存在關(guān)系 zhoujian_ len =m (z1 +z 2 /2 ( zhoujian_ len表示軸間距 , m 、分別表示齒輪的模 Pro / E是一個(gè)功能強(qiáng)大的參數(shù)化建模軟件 , 利用其進(jìn)行自 頂向下的參數(shù)化設(shè)計(jì)可以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期就控制產(chǎn)品的整體 這里一張布局圖并不能完全把整個(gè)裝置的位置和裝配關(guān)系完全表達(dá)清楚 , 這時(shí)可以再插入表達(dá)下一級(jí)子裝配的布局圖 , 如圖 2所示就是表達(dá)傳動(dòng)軸這一級(jí)子裝配的布局圖。爭力。參考文獻(xiàn) : 1 劉文劍 , 金天國 . 產(chǎn)品自頂向下設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 J .計(jì)算機(jī)集成制造 C IM S, 2002 ( 1 : 1 - 7. 2 常鳳海 . Top - down設(shè)計(jì)技術(shù)在鐵路貨車產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用 J . CAD /CAM制造業(yè)信息化 , 2002 ( 2 : 63 - 66. 3 林清安 . Pro / Engineer零件裝配與產(chǎn)品設(shè)計(jì) M .北京 :電子工業(yè) 圖 2子裝配布局圖出版社 , 2005. 第 20卷 第 4期機(jī)械研究與應(yīng)用 Vol 20 No 42007208Pro / E的布局模塊中繪制 ,