普通螺栓三維參數(shù)化模型計算機輔助設(shè)計

1、基于Pro/E普通螺栓三維參數(shù)化模型計算機輔助設(shè)計摘要：Pro/E參數(shù)化的設(shè)計, 使用戶可以運用強大的數(shù)學(xué)運算方式, 建立各尺寸參數(shù)間的關(guān)系式, 系統(tǒng)自動計算出模型應(yīng)有的外形。還可以運用其提供的各種工具, 進(jìn)行二次開發(fā), 將繁瑣的設(shè)計過程化為幾個變量的輸入, 快速生成新的實體模型, 大大簡化了產(chǎn)品設(shè)計過程。關(guān)鍵字：參數(shù)化、模型、螺栓、拉伸前言：螺栓是機械設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的緊固零件,為了使人們對螺栓的成型過程有一個明確的了解，所以對螺栓進(jìn)行參數(shù)化處理，參數(shù)化處理能夠?qū)β菟ǖ闹谱魈幚砀拥姆奖恪１疚幕赑ro/E5.0平臺上進(jìn)行螺栓的三維建模研究。主要簡敘了六角頭螺栓的參數(shù)化建模方法。通過此次建模

2、，使我們可以了解到螺栓的構(gòu)造以及螺栓的參數(shù)化建模的方便，便于以后在工程上的使用。一、普通螺紋的牙型及規(guī)格Pro/E參數(shù)化的設(shè)計, 使用戶可以運用強大的數(shù)學(xué)運算方式, 建立各尺寸參數(shù)間的關(guān)系式, 系統(tǒng)自動計算出模型應(yīng)有的外形。還可以運用其提供的各種工具, 進(jìn)行二次開發(fā), 將繁瑣的設(shè)計過程化為幾個變量的輸入, 快速生成新的實體模型, 大大簡化了產(chǎn)品設(shè)計過程。本文利用這一功能對普通螺栓進(jìn)行了參數(shù)化建模。(1)普通螺紋的牙型及規(guī)格常見的普通螺栓其螺紋為牙型角 =60° 的三角形米制螺紋, 亦稱普通螺紋。按照國家標(biāo)準(zhǔn), 普通螺紋的牙型及尺寸規(guī)格如圖所示 D、 d 為內(nèi)外螺紋的大徑( 公稱直徑)

3、 ; D2、 d2為內(nèi)外螺紋的中徑; D1、 d1 為內(nèi)外螺紋的小徑; P 為螺紋的螺距。各參數(shù)具體關(guān)系如下:H=0.866P, d2=d-0.6495P, d1=d- 1.0825P。（2）參數(shù)化建模過程以規(guī)格為 M12× 1.5× 80GB/T5785- 2000 六角頭螺栓為例, 說明普通螺栓的參數(shù)化建模過程。該六角螺栓的零件圖如圖2所示。表 1二、創(chuàng)建螺栓實體模型 ( 1) 先創(chuàng)建螺栓的六角頭部分，首先單擊“新建”按鈕，出現(xiàn)以下的對話框。選擇零件選項，將“使用缺省模板”的去掉。 (2）.拉伸六角螺栓的頭部。首先點擊拉伸，進(jìn)入工作界面后點擊對話框中的“放置”，選擇草繪

4、的基準(zhǔn)平面top平面，選擇缺省后打鉤確定。在草繪平面中畫出正六邊形，可直接從pro/e調(diào)用。將六邊形的中心與坐標(biāo)系的原點重合。畫好截面后打鉤，將拉伸長度定為7.5mm。(3)分別用同樣的拉伸原理，拉出六角螺栓的圓柱體部分，各部分的尺寸安排按照M12的螺栓尺寸進(jìn)行繪制。進(jìn)行三次拉伸后的到的基本圖形如下圖所示。 （4）以螺旋掃描的方式切除外螺紋結(jié)構(gòu)。先用螺旋掃描繪出螺旋掃描軌跡線。圖 4 中, 掃描軌跡沿螺旋大徑的軸線方向, 螺尾畫成一與軸線成 135° 、高為一個螺距的斜直線, 這樣可以切出螺紋的收尾結(jié)構(gòu), 接著輸入螺距值 1.5mm出下圖所示的界面, 要求草繪切除外螺紋的牙型橫截面。

5、單擊“插入”，“混合”，“切口”，按照界面的提示步驟，先繪制處掃描軌跡，掃描截面，導(dǎo)程等基本的尺寸，具體尺寸的大小參看表1。( 5) 參照圖 1 繪出所要切除外螺紋的牙型橫截面。 但在設(shè)計中, 常將普通螺紋的牙型橫截面簡化繪制成下圖所示的等邊三角形, 圖中 H=1.3mm,H/80.162mm。最后經(jīng)螺旋掃描切除得到的螺栓模型下圖所示。（7） 進(jìn)行六角螺栓的頭部的去除材料。單擊“旋轉(zhuǎn)”按鈕，選擇放置，選擇基準(zhǔn)平面文front平面，選擇“草繪”，選擇完畢后打鉤。草繪過程中一定要注意首先應(yīng)該建立一條旋轉(zhuǎn)中心線，選擇去除材料，將封閉截面畫出后打鉤。經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的六角螺栓顯得更加的美觀。(8)經(jīng)過前幾個

6、步驟之后，六角螺栓的基本算是畫出來了。緊接著是參數(shù)化設(shè)計的重點過程了。三、設(shè)置螺栓的基本參數(shù)并定義關(guān)系式( 1) 設(shè)置螺栓基本參數(shù)選擇 “工具” “參數(shù)” 命令, 在圖所示的參數(shù)對話框中設(shè)置表 1 所示的螺栓基本參數(shù), 并賦初值。其中L1是以后在螺栓上的文字的高度，暫時設(shè)置為0。( 2) 定義關(guān)系式選擇 “工具” “關(guān)系” 命令, 在圖所示的關(guān)系對話框中點擊插入尺寸符合按鈕 , 再點擊界面螺栓模型, 在彈出的 “菜單管理器” 中選擇 “所有”命令, 最后在對話框中輸入關(guān)系式, 定義各參數(shù)符號之間的關(guān)系。其中d35為在以后的過程中將名字拉伸的高度，為了能夠隨著不同的螺栓而變動不超出螺栓，所以設(shè)置

7、了一函數(shù)關(guān)系式：d35=0.25*D。3） 利用編程的方法進(jìn)行參數(shù)的輸入控制, 并驗證程序設(shè)計效果( 1) 通過程序?qū)?shù)進(jìn)行輸入控制。選擇 “工具” “程序” 命令, 在彈出的 “菜單管理器” 中選擇 “編輯設(shè)計”命令, 系統(tǒng)彈出 “程序編輯窗口 ( 記事本) ” 如圖所示。在編輯器的 INPUT和 END INPUT之間輸入如下語句:INPUT D NUMBER "請輸入螺栓的公稱直徑=" L NUMBER "請輸入螺栓的公稱長度=" P NUMBER "請輸入螺栓的螺距=" S NUMBER "請輸入 s 值=&quo

8、t; E NUMBER "請輸入螺栓的 e 值=" C NUMBER "請輸入螺栓的 c 值=" R NUMBER請輸入螺栓過渡圓角 r 值=" U NUMBER "請輸入螺栓末端倒角 u 值=" B NUMBER "請輸入螺紋旋合長度 b 值=" DW NUMBER "請輸入螺栓 dw值=" BETA NUMBER "請輸入螺栓頭部 beta 角=" K NUMBER "請輸入螺栓頭部厚度 k 值="END INPUT（4）最后保存文件退出程序

9、編輯窗口, 完成程序的編寫。此時根據(jù)系統(tǒng)提示: 單擊 “是” 按鈕。（5）驗證程序設(shè)計效果。完成上一步操作后, 系統(tǒng)在“菜單管理器” 中出現(xiàn) “得到輸入” 菜單, 選擇其中的 “輸入” 命令, 在出現(xiàn)的 “INPUT SEL” 菜單中選擇 “選取全部”命令, 得圖所示界面。單擊 “完成選取” 命令, 系統(tǒng)出現(xiàn)之前設(shè)置的輸入提示信息, 按照提示信息依次輸入螺栓的各基本參數(shù): d=12, l=80, P=1.5, s=18, e=20.03, c=0.5, r=0.6, u=1.5, b=38, dw=22.5, =25° , k=7.5。系統(tǒng)自動生成模型,得到新的螺栓模型下圖 示, 其規(guī)格為 M12× 1×80。 （6）在螺栓的上表面輸入自己的名字，效果如下圖.小結(jié)借助 Pro/E 進(jìn)行螺栓參數(shù)化建模, 將螺栓的基本參數(shù)轉(zhuǎn)化為輸入提示, 只要設(shè)計者按提示輸