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基于UG二次开发的参数化建模方法
张乐林;祝锡晶;叶林征
【期刊名称】《计算机系统应用》
【年(卷),期】2016(025)001
【摘要】对于目前有关UG二次开发中零件的常用参数化建模方法,论文提出了两种更为简单快速的建模方法.第一种方法是以内齿圈参数化设计为例,通过先建立零件的模板模型,然后在其对话框的回叫函数中,编写代码更改参数,最后更新,实现零件的参数化.第二种方法是以超声变幅杆为例,利用UG建模环境中的JA文件录制功能,将零件的建模过程进行录制,用得到的代码在对话框的回叫程序中替代原本用API或grip开发的零件建模程序,然后将对话框的输入值与代码中模型的参数进行关联,实现零件的参数化.这两种方法的应用能有效减少设计人员的重复劳动,提高设计效率.
【总页数】4页(P146-149)
【作者】张乐林;祝锡晶;叶林征
【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,太原030051;中北大学机械与动力工程学院,太原030051;中北大学机械与动力工程学院,太原030051
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于UG二次开发技术的牙嵌式离合器参数化建模方法 [J], 沈春锋;刘鸣;赵飞
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3.基于UG二次开发的轴承参数化建模 [J], 郭忠亮;白凤梅;姚磊
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轴承三维设计教学设计班级：机 142姓名：李朔目录1 轴承三维设计任务 (3)2.详尽设计过程 (4)（ 1）装置文件的创立 (4)（ 2）骨架的设计 (7)（3 ）内圈的设计.............................................................................................................................................................................................................. 1 6 （4 ）外圈的设计.............................................................................................................................................................................................................. 1 8 （ 5）保持架的设计................................................................................................................................................................................................. 2 0 （ 6）滚珠的设计....................................................................................................................................................................................................... 2 4 （ 7）设置引用集....................................................................................................................................................................................................... 2 5 （ 8）心得领会 ............................................................................................................................................................................................................. 2 61轴承三维设计任务本教学设计要设计的轴承如图 1 所示。
UG软件的建模与参数化技术分析 (2)第一章简介 (2)第二章UG建模分析 (3)2.1实体建模 (3)2.2特征建模 (3)2.3自由形体建模 (4)2.4实体特征建模 (4)2.4.1基本体素特征建模 (5)2.4.2扩展特征建模 (5)2.4.3成型特征建模 (7)2.4.4特征操作 (8)2.5总结 (9)第三章参数化设计 (10)3.1参数化设计的定义【7】【8】 (10)3.2参数化设计的类型 (11)3.2.1基于特征的参数化设计 (11)3.2.2基于草图的参数化设计 (13)3.2.3基于装配的参数化设计 (14)3.3基于Excel表格的参数化设计【4】【5】 (15)3.4总结 (18)参考资料 (19)UG软件的建模与参数化技术分析第一章简介Unigraphics（简称UG）是全球主流MCAD 系统，是计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程和产品数据管理（CAD/CAM/CAE/PDM）一体化的软件系统之一，应用十分广泛【1,2】。
UG 基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出各种各样复杂的产品模型，并且具有强大的参数化设计功能，能够很好地表达设计意图，易于修改参数化模型。
另外UG 提供了完善的二次开发工具，二次开发程序可以建立起与UG 系统的链接，使用户开发的功能与UG 实现无缝集成。
利用UG 二次开发技术，用户可以开发专用CAD 系统，满足实际的应用需求。
UG软件是第三代CAD系统的典范，是基于特征建模和基于约束的参数化和变量化的建模方法。
为什么说UG为第三代CAD系统？【7】第一代CAD系统主要用于二维绘图，其技术特征是利用解析几何的方法定义有关点、线、圆等图素。
第二代CAD系统主要是二维交互绘图系统及三维几何造型系统，其发展过程是从计算机辅助绘图到计算机辅助设计，从二维绘图到三维设计，进而到三维集成化设计的过程。
在几何造型方面分别采用了三维线框模型、表面模型和实体模型。
深沟球轴承的参数化建模图6.1 深沟球轴承图纸表6.1 深沟球轴承各参数之间的关系6.1.1 设计背景工业钻孔机需要使用一组深沟球轴承，其图纸如图6.1所示。
轴承各尺寸的关系如表6.1所示，试完成零件的建模。
完成的零件需要满足以下设计要求：通过修改轴承的几个变量（外径da、内径d、宽度b以及圆角半径r），能够实现轴承的快速更新，并且滚珠的数量为：取大于等于“滚珠中心圆的周长”除以“1.5倍的滚珠直径”的最小整数。
6.1.2 项目分析由表2.1 可以确知轴承的自由变化参数为da、d、b、r，其它参数都可由这几个参数来表达。
因此，我们可以利用NX的表达式功能来管理这些设计参数。
另外滚珠的数量可以使用NX内部函数“ceiling()”来实现。
表6.2按照表达式的四个要素（名称、公式、量纲、单位）列出了NX支持的表达式形式。
表6.2 UG NX支持的表达式格式6.1.3 项目实施根据前面的分析，本项目的实施过程如下：(1) 利用NX的表达式功能定义表6.2所列的设计变量。
(2) 利用表达式定义草图和特征的尺寸，完成零件的建模。
(3) 修改设计变量，验证零件的准确性。
6.1.4 过程指导1. 创建深沟球轴承的模板文件新建一个部件bearing.prt，启动建模环境。
在61层创建ACS基准坐标系。
2. 使用“表达式”功能定义设计变量(1) 启动表达式对话框：选择菜单命令“【工具】→【表达式】”。
(2) 创建第一个设计变量：设置表达式的“量纲”为“长度”，单位为“mm”→输入表达式的“名称”为“da”→输入表达式的“公式”为“28”→接受表达式。
(3) 按照步骤(2)的方法继续创建其他表达式，结果如图6.2所示。
所有表达式完成后，确定对话框。
注意：表达滚珠特征的圆周阵列数量的变量“n”的量纲为“恒定的”，没有“单位”。
图6.2 表达式对话框3. 零件建模(1) 选择旋转特征命令→在旋转对话框中选择草图图标→选择YC-ZC平面创建草图→绘制如图6.3(a)所示的草图，注意草图的尺寸约束全部为输入公式→完成草图→单击MB2→选择基准坐标系的Y轴为旋转轴→单击MB2，接受旋转体的缺省参数，完成如图所示的结果。
目录1 绪论 (1)2 UG环境下标准件库的开发方法及参数化设计 (1)3 滚动轴承标准件库创建方法 (2)4 滚动轴承标准件库创建 (3)4.1 滚动轴承的分类 (3)4.2 深沟球轴承标准库的创建 (3)4.2.1 提取基本参数建立表达式 (3)4.2.2 深沟球轴承模型的创建 (3)4.2.3 深沟球轴承模型生成标准库 (5)4.3 角接触球轴承标准库的创建 (7)4.3.1 提取基本参数建立表达式 (7)4.3.2 角接触球轴承模型的创建 (8)4.3.3 角接触球轴承模型生成标准库 (10)4.4 推力球轴承标准库的创建 (11)4.4.1 提取基本参数建立表达式 (11)4.4.2 推力球轴承模型的创建 (11)4.4.3 推力球轴承模型生成标准库 (13)4.5 圆柱滚子轴承标准库的创建 (14)4.5.1 提取基本参数建立表达式 (14)4.5.2 圆柱滚子轴承模型的创建 (14)4.5.3 圆柱滚子轴承模型生成标准库 (16)4.6 圆锥滚子轴承标准库的创建 (17)4.6.1 提取基本参数建立表达式 (17)4.6.2 圆锥滚子轴承模型的创建 (17)4.6.3 圆锥滚子轴承模型生成标准库 (19)5 结束语 (20)谢辞 (21)参考文献 (22)1 绪论滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动解出来支撑转动零件的。
滚动轴承绝大多数已经标准化，也是部件典型参数化设计的系列化零件。
为了适应各种不同工况的需要，要求有各种不同特性的滚动轴承，以获得预期的使用效果[1]。
随着CAD/CAM技术的发展，产品的设计与制造有了新的发展，即从三维到二维的设计步骤，也就是首先要建立三维模型，然后自动生成二维的工程图纸，或者利用三维零件模型直接生成数控代码，实现无图纸加工，节约时间和成本[3]。
因此对滚动轴承进行直接、快速、高效、精确的三维造型显得尤为重要。
由此可知滚动轴承的标准库建立显得非常有意义。
目录1 绪论 (1)2 UG环境下标准件库的开发方法及参数化设计 (1)3 滚动轴承标准件库创建方法 (2)4 滚动轴承标准件库创建 (3)4.1 滚动轴承的分类 (3)4.2 深沟球轴承标准库的创建 (3)4.2.1 提取基本参数建立表达式 (3)4.2.2 深沟球轴承模型的创建 (3)4.2.3 深沟球轴承模型生成标准库 (5)4.3 角接触球轴承标准库的创建 (7)4.3.1 提取基本参数建立表达式 (7)4.3.2 角接触球轴承模型的创建 (8)4.3.3 角接触球轴承模型生成标准库 (10)4.4 推力球轴承标准库的创建 (11)4.4.1 提取基本参数建立表达式 (11)4.4.2 推力球轴承模型的创建 (11)4.4.3 推力球轴承模型生成标准库 (13)4.5 圆柱滚子轴承标准库的创建 (14)4.5.1 提取基本参数建立表达式 (14)4.5.2 圆柱滚子轴承模型的创建 (14)4.5.3 圆柱滚子轴承模型生成标准库 (16)4.6 圆锥滚子轴承标准库的创建 (17)4.6.1 提取基本参数建立表达式 (17)4.6.2 圆锥滚子轴承模型的创建 (17)4.6.3 圆锥滚子轴承模型生成标准库 (19)5 结束语 (20)谢辞 (21)参考文献 (22)1 绪论滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动解出来支撑转动零件的。
滚动轴承绝大多数已经标准化，也是部件典型参数化设计的系列化零件。
为了适应各种不同工况的需要，要求有各种不同特性的滚动轴承，以获得预期的使用效果[1]。
随着CAD/CAM技术的发展，产品的设计与制造有了新的发展，即从三维到二维的设计步骤，也就是首先要建立三维模型，然后自动生成二维的工程图纸，或者利用三维零件模型直接生成数控代码，实现无图纸加工，节约时间和成本[3]。
因此对滚动轴承进行直接、快速、高效、精确的三维造型显得尤为重要。
由此可知滚动轴承的标准库建立显得非常有意义。
计算机辅助设计及制造三次作业练习班级：机妍 15姓名：左海涛学号：5220150233指导老师：曹建树目录一、深沟球轴承自顶向下装配设计 (3)1.问题描述 (3)2.实现过程 (4)2.1新建装配和组件 (4)2.2设计轮廓图 (6)2.3设计轴承外圈 (6)2.4设计轴承内圈 (9)2.5设计保持架 (10)2.6设计滚珠 (13)2.7设计完成 (15)二、机构运动仿真 (17)1. 问题描述 (17)2.实现过程 (17)2.1新建运动仿真 (17)2.2新建连杆 (18)2.3新建运动副 (19)2.4新建传动副 (22)2.5新建3D接触 (23)2.6开始仿真 (24)三、餐具加工 (27)1.问题描述 (27)2.实现过程 (27)2.1整体粗加工 (27)2.2外表面精加工 (36)2.3内表面精加工 (42)一、深沟球轴承自顶向下装配设计1.问题描述试设计如下图所示深沟球轴承，具体尺寸如下所示，要求采用自顶向下的装配设计方法。
图1 轴承装配图图2 轴承尺寸图2.实现过程2.1新建装配和组件（1）打开NX8.5软件：开始→程序→NX8.5。
（2）新建装配：点击“新建”，出来“新建”对话框，类型为“装配”，修改新文件名里的“名称”和“文件夹”，注意更改的文件夹路径为英文目录下才有效，点击“确定”，如图3所示。
图3 新建装配（3）点击菜单栏“装配”→组件→新建组件。
（4）在弹出的“新组件文件”对话框里，名称为“模型”，注意修改“新文件名”的名称及文件夹路径，路径应该与开始新建的“装配”一致，如图4所示。
（3）按此步骤新建五个组件，分明命名为lunkuo、waiquan、neiquan、baochijia、gunzhu”，如图5所示。
图4 新建组件图5 整体结构2.2设计轮廓图（1）在“装配导航器”里双击“轮廓”，如图6所示。
图6 激活轮廓（2）创建草图：点击菜单栏“插入”→草图，弹出“创建草图”对话框，选择YZ平面，点击“确定”进入草图绘制界面。
芜湖职业技术学院
毕业设计
专业：机械设计与制造
班级：2010 级4 班
姓名：
学号：100101405
指导老师：
2012年11月18日
目录
题目：基于UGNX深沟球轴承的参数化建模 (III)
第一章 (4)
1.1 设计背景 (4)
1.2 项目分析 (4)
1.3 项目实施 (5)
第二章 (5)
2.1 创建深沟球轴承的模板文件 (5)
(1)新建一个zhoucheng.prt，启动建模环境 (5)
(2)建立基准坐标系 (5)
（3）使用“表达式”功能定义设计变量 (6)
（4）保持架的建模 (6)
（5）内圈外圈建模 (15)
（6）滚珠建模 (17)
（7）完成装配 (18)
（8）创建边倒圆 (19)
第三章 (21)
3.1验证零件 (21)
总结 (22)
参考文献 (23)
题目：基于UGNX深沟球轴承的参数化建模
摘要：UGNX是当今世界上最先进和高度集成的CAD/CAM/CAE 高端软件之一，它的功能覆盖了从设计到产品生产的全过程，并广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电、电子以及化工各个行业的产品设计和制造等领域。
参数化建模技术是UGNX软件的精华，是CAD技术的发展方向之一。
对于优秀的设计人员来说，熟练掌握参数化设计技术是必须的。
因此，读者在学习本章的过程中应注意领悟参数化技术的思想，应渗透UGNX是如何通过草图、特征、定位及表达式等手段实现参数化建模的目的，实现部件的全相关设计和关键变量的参数化设计。
通过拉伸弹簧参数化建模我们会更深入的了解UGNX的应用，在设计中对零件结构设计进行优化，使设计更具灵活性，提高工作效率。
关键词：UGNX；参数化建模；结构设计；优化。
第一章
1.1 设计背景
工业钻孔机的曲轴需要使用一组深沟球轴承，其图纸如图1-1所示。
轴承各
尺寸的关系如表1-1所示。
完成的零件需要以下要求：
通过修改轴承的几个变量（da、内径b、宽度b以及圆角半径r），能够实现
轴承的快速更新，并且滚珠的数量为取大于等于“滚珠中心圆的周长”除以“1.5
倍的滚珠直径”的最小整数。
参数da d b d1d2d3d4r 公式28 12 8 d+（da-d）/3 da-（da-d）/3 da-（da-d）/2 （da-d）/3 0.3 值28 12 8 17.333 22.667 20 5.333 0.3
1.2 项目分析
由表1.1可以确知轴承的自由变化参数为da、d、b、r ，其他参数都可以由
这几个参数来表达。
因此，我们可以利用NX的表达式功能来创建和管理这些设
计参数。
另外滚珠的数量可以用NX内部函数“ceiling（）”来实现。
表1-2按照
名称da d b d1 d2 d3 d4 r n
公式28 12 8 d+(da-d)/3 da-(da-d)/3 da-(da-d)/2 (da-d)/3 0.3 Ceiling((pi()*d3)/(1.5*d4))
纲领长度度长度长度长度长度长度长度常量
单位mm mm mm mm mm mm mm mm 无
备注Ceiling()和pi（）为NX内部函数；Ceiling()为一取整函数，返回一个大雨等于给定数字的最小整数，如Ceiling(7.2)=8 Pi（）为圆周率，（）内不要赋值。
1.3 项目实施
根据前面的分析，本项目的实施过程如下：
（1）利用NX的表达式功能定义表1-2所列的设计变量。
（2）利用表达式定义草图和特征尺寸，完成零件的建模。
（3）修改设计变量，验证零件准确性。
第二章
2.1 创建深沟球轴承的模板文件
(1)新建一个zc3.prt，启动建模环境
(2)建立基准坐标系
①选择【插入】→【基准/点】→【基准坐标系】，弹出㈠
②选择Absolute CSYS图标，创建原点的基准坐标系。
说明：基准坐标系的建立是为了以后的特征建立有统一可参考的对象。
（如下图2-1）
图2-1
（3）使用“表达式”功能定义设计变量
①启动表达式对话框：选择菜单命令“【工具】→【表达式】”。
创建一个设计变量：设置表达式的“量纲”为“长度”，单位为“mm”→输入表达式的“
②创建一个设计变量：设置表达式的“量纲”为“长度”，单位为“mm”→输入表
达式的“名称”为“da”→输入表达式的“公式”为“28”→接受表达式。
按照
③按照步骤②的方法继续创建其他表达式，结果如图2-2所示。
表达式输完之后确
定对话框。
注意：表达滚珠特征的圆周阵列数量的变量“n”的量纲为“恒定的”，没有“单位”
图2-2
（4）保持架的建模
①点击【草图】在yc-zc平面上画出三个圆大小分别为d1、d2、d3并约束到原
点
图2-3
②画出大小为d4的圆约束在如图2-4的位置。
图2-4
③点击【快速修剪】把多余的线条剪掉，剩余线条如图2-5所示
图2-5
④点击【完成草图】，
⑤点击【拉伸】如图2-6、2-7，拉伸厚度为0.2
图2-6
图2-7
⑥回到草图模块，画d4/2的半圆，约束到图2-8的位置。
完成草图。
【回转】
选中半圆再选取半圆的直线为旋转轴线，旋转180度，【确定】，创建半球片体，点击【拉伸】，选择半球片体，向外拉伸厚度为0.2，点击【确定】如图2-8、2-9、2-10、2-11所示.。
最后把所得到的实体求和。
图2-12所示。
图2-8
图2-9
图2-10
图2-11
图2-12
⑦回到草图页面画两个圆大小为d1+1、d2-1约束到远点位置。
图2-14所示。
图2-14
⑧【完成草图】
⑨拉伸第⑧步所画的圆，偏置值为0，图2-15所示。
【修剪体】以拉伸的片体
为刀具修剪目标体如图2-16,、2-17。
图2-15
图2-16
图2-17
⑩把片体移到图层81层。
草图的线条移到41层。
⑪选择【实例特征】，【镜像体】把已经画好的半个保持架景象成一副保持架。
如图2-18、2-19所示。
图2-18
图2-19
（5）内圈外圈建模
①草图xc-yc平面内画草图如图2-20所示。
【完成草图】
图2-20
②【回转】选中草图所建立的线条，绕轴线旋转360度，图2-21、2-22
图2-21
图2-22
（6）滚珠建模
利用图2-23中的半圆选择【回转】，选择半圆曲线和直线段，绕直线段回转，得到滚珠实体。
见图2-24，图2-25
图2-23
图2-24
图2-25
（7）完成装配
把之前建好的保持架、内圈和外圈拿出来，完成装配。
如图2-26、2-27、2-28所示。
图2-26
图2-27
图2-28
（8）创建边倒圆
创建边倒圆：以半径为“r”对轴承的四条边缘进行圆角处理。
图2-28、2-29所示
图2-28
图2-29
第三章
3.1验证零件
（1）打开表达式对话框，修改参数“da=42,d=20.b=12,r=0.6”点击确定得到另一个型号的轴承。
图3-1、3-所示。
图3-1
图3-2
总结
毕业设计是对我们大学期间所学专业课程进行的综合应用。
通过毕业设计，可以培养我们的创新意识和综合处理问题的能力。
在整个毕业设计过程中，我集中了大量时间认真地去做毕业设计，每天穿梭于机房、图书馆、自习室之间。
通过不断地查阅文献，搜集资料，并按照老师的要求认真完成每个阶段的任务。
在设计期间，我们向指导老师定期进行阶段性工作汇报，林宗良老师对我们现阶段完成的工作给予指导意见，并提出下一阶段的工作要求，而且认真按照老师的要求完成了各个阶段的任务，在规定的时间内顺利完成并提交了毕业设计
电子档。
在设计中遇到疑难问题时及时向导师询问，通过导师悉心的指导，不仅使我的设计顺利有序的进行，而且对我思维的拓展有巨大的帮助，使我真正明白了做任何事情都要保持一种严肃认真的态度。
在设计过程中，遇到了不少因为专业知识掌握不够而难以理解的深层次问题，我就和同组的同学或舍友共同切磋商讨，互相帮助解决问题，这样既增长了知识，又形成了良好的学习氛围，保证了毕业设计的顺利进行，同时也增强了我们互助合作的团队精神，当然许多更为专业的难题都是在林宗良老师的耐心指导下完成的。
参考文献
《机械制图》第三版高等教育出版社
中华机械网
百度文库
《机械设计基础》人民邮电出版社
《UGNX 4 三维造型》电子工业出版社。
