基于模板设计模式的参数化建模设计

第２３卷第３期　２０１２年６月　中原工学院学报　ＪＯＵｆＲＮＡＬ　ＯＦ　ＺＨＯＮＧＹＵＡＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＩ　ＯＧＹ　ＶｏＬ　２３　ＮＯ．３　Ｊｕｎ．，２０１２　

文章编号：１６７１—６９０６（２０１２）０３—００７６—０３　

基于ＣＡＴＩＡ的渐开线齿轮建模及其参数化设计　

周厚建，柯江林　

（武汉理工大学，武汉４３００７０）　

摘要：运用ＣＡＴＩＡ提出了一种新的渐开线生成方法，该方法能根据渐开线的形成原理生成比较准确的渐开线．在　准确画出渐开线后，对齿轮三维建模并进行参数化设计，能够提高设计效率．　关键词：ＣＡＴＩＡ；渐开线；参数化设计　中图分类号：ＴＨ１２８　文献标志码：　Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１～６９０６．２０１２．０３．０１７　

齿轮机构是应用最为广泛的一种传动机构，其中　

渐开线齿轮不仅能保证定传动比传动和可分性，还能　使齿轮在传动过程中齿廓之间的正压力方向不变，从　而使渐开线齿轮得到广泛应用．但由于渐开线齿轮的　轮廓并不是一种常见的规则曲线，使得其在三维设计　

软件中的建模并不容易．在ＣＡＴＩＡ软件中生成渐开　线的一般方法是在ｆｏｇ中输入渐开线的参数方程，然　

后插值得到一些离散的点，再将这些离散的点用曲线　连接起来，从而形成渐开线　１］，这样得到的渐开线必定　

存在误差．　

本文拟提出一种新的渐开线生成方法，该方法不　需要渐开线的参数方程，而是根据渐开线的形成原理　来生成渐开线，这样得到的渐开线比较准确．在准确画　

出渐开线后，可对齿轮三维建模并且进行参数化设计．　

１　渐开线的生成方法　

当一直线沿一圆周作纯滚动时，直线上任意一点　

的轨迹就是该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，该　直线称为渐开线的发生线．渐开线的形状取决于基圆　

的大小，与发生线无关．具体方法如下：　（１）画出基圆并拉伸成圆柱面．　（２）草绘一条发生线，该发生线的一个端点与圆柱　

面的一端面的中心重合；另一个端点与圆柱面的另一　端面重合，并记此端点到该端面中心的距离为ｘ．　

基于ANSYS与VB的刮板机圆环链结构参数化建模与分析软件设计方法

作者：刘海英

来源：《科技资讯》 2014年第17期

作者简介：刘海英，女，（1971年11月）河南省沁阳人 专科 职称：助理工程师 研究方向:煤矿机电

刘海英

晋城煤业集团古书院矿 山西晋城048000

摘要：利用VB建立参数输入界面，通过在VB中启动ANSYS和实现在ANSYS进行建模，加载载荷边界条件，计算和输出分析的结果，最后总结出一种开发刮板机圆环链参数化建模与分析软件的方法。

关键字：ANSYS；VB；圆环链

中图分类号：TP391.7文献标识码：A文章编号：1672-3791(2014)06(b)-0000-00

在煤炭生产的综合机械化采煤工作面，刮板机承担着井下运煤的重任，其刮板输送链是刮板机的关键部件，根据工作经验，断链事故占刮板机事故的50%以上，性能的优劣直接决定刮板机能否正常驱动和运煤。因此设计不仅具有良好的经济型还具有足够的强度的刮板输送链成为刮板机生产行业关注的焦点。目前，刮板机链轮轴的设计主要建立在经验之上，这是因为进行人工计算的耗时耗力较大，部分公司采用ANSYS分析，但是由于ANSYS软件本身要求使用者有一定的软件使用技能，而且为了寻找到一种最右结构，在之前通常要进行大量重实验性的复计算，耗时费力，设计成本高。本文探索了使用高级语言VB调用权威分析软件ANSYS的方法，结合APDL语言开发出了专用软件来解决这一难题。

1 分析对象

本文分析对象为某型号刮板机圆环链。刮板机输送链的基本组成如图1。

①连接环 ②螺栓 ③螺母 ④弹簧垫圈 ⑤刮板 ⑥圆环链

由于这种形式的传动链具有较好的耐受冲击载荷和排污功能，应用越来越受到重视，因此，本文研究对象是圆环链部件。

2 VB界面设计

2.1 VB启动ANSYS

基于 MBD的飞机钣金件参数化建模技术

摘要：数字化定义技术的发展从手工绘图到二维CAD的应用，又到二维加三维设计模式，再到三维建模技术，实现了从平面投影技术到全三维实体模型数字样机以及完整数字化产品定义的转变。基于模型定义(MBD)的三维实体模型包含了除设计信息以外的制造及检测信息，使设计信息向制造过程延伸，符合设计制造一体化的要求，MBD技术是CAD技术发展的新趋势，目前已经在飞机设计制造中得到应用。

关键词：MBD；飞机钣金件参数化建模技术；

前言：数字化设计制造技术是现代飞机制造的重要保障手段。飞机零件中钣金件和结构件种类繁多、数量庞大, 零件型面复杂、工艺特征多。三维数字化设计极大地提高了飞机设计效率, 促进了设计制造的一体化, 但是一般的通用设计平台都缺乏对工艺特征建模的有力支持, 使得耳片、工艺孔、下陷等工艺几何特征的设计仍以简化标记表示, 不能适应设计向制造快速转化的实际要求。

一、传统飞机钣金建模技术

一般的特征, 只需根据给定的几何关系即可建立模型, 而钣金特征, 通常具有复杂的空间位置关系, 并且需要根据钣金零件的形状特点进行构造。在通用设计平台下, 钣金模块中内含特征单调, 结构简单, 只能实现钣金件的折弯、剪切、冲压成型等简单造型, 造型效率较低。由于钣金特征复杂多样, 且附带大量的约束条件, 设计人员需要查找大量的标准规范和设计手册, 以获取特征的参数规格,

并根据工艺知识确定最终规格, 人工输入数据。即使设计平台中有通用特征, 也会因为参数获取困难而降低应用效果。同时, 参考资料的频繁查找和数据的重复输入耗费了设计人员宝贵的时间和精力, 不确定的人为因素也增加了数据传递的错误几率, 而且出现的错误也难以发现和检查。此外对于一些通用平台内缺乏的但符合我国航空标准的钣金特征, 设计者就只能根据标准自行设计这些用户特征,

这必然导致设计过程因人而异, 且难以实现特征的重用, 规范性较差。数据模型多样化导致难以建立统一而有效的检查机制, 使得数据质量难以保证, 增加了设计与制造之间数据交互的难度, 使得设计的效率大幅降低。

第4O卷第3期2OOO年5月大连理工大学学报

JournalofDalianUniversityoftechnologyVol.4O No.3May 2OOO文章编号:1OOO- O (2OOO)O3-O333-O5

收稿日期:2OOO-O1-12;修订日期:2OOO-O3-O1基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金资助项目作者简介:苏铁明(1972~) 男 博士生;杨敬涵(1955~) 男 副教授.基于关系的全参数化图形建模方法与实现

苏铁明 杨敬涵 徐志祥 李志凯

(大连理工大学机械工程学院 辽宁大连11 O24)

摘要:在分析图形实体几何约束的基础上 总结了基于各种关系构造图形实体集合的基本图素类型 提出了一种基于关系的参数化模型 建立了用基本图素类型构造图形之间关系相连的满约束的图形实体集合的数据结构 并在PC机上采用面向对象编程技术用VisuaIC--完成具体的存储和运算 实现了全参数化图形的建模~编辑和拓扑结构的修改及尺寸驱动.

关键词:建立模型;数据结构/参数化;面向对象编程

中图分类号:TP391.72文献标识码:A

0引言

传统的图形支撑系统一般只支持细节设计 不

支持反映概念设计的草图设计 已越来越不适合工

程设计的实际需要 因此参数化设计技术应运而

生.参数化设计是直接面向工程设计的实用化图

形设计技术 通过对设计参数的修改 便可实现对

相应图形的修改 极大地提高相似图形设计效率 缩短设计周期 从而成为图形设计的研究热点之

一.参数化设计技术的发展经历了编程参数化~列

表参数化及直接尺寸驱动三个阶段.按其求解策

略的不同可分为以下几种:

(1)整体求解法 即基于几何约束的变量几何法.其优点是能够适应很大范围的约束类型.但迭代初值的选取和约束是否完备在很大程度上影响算法的成败 求解稳定性差.方程组整体求解的规模和速度难以有效控制 系统的效率不高.(2)局部求解法 即基于构造过程的方法.其从根本上避免了搜索匹配的盲目性 提高了求解的效率 对于结构相同~尺寸不同的零件设计十分有效.但由于需严格遵循某种构图顺序 柔性和灵活性不足 对于复杂图形的几何约束难以表示和处理.(3)几何推理法 即基于人工智能的方法.主要优点是表达简单~直观 可以避免整体求解法的不稳定性和误差积累 但系统庞大~速度慢的问题有待解决.本文提出一种基于关系的全参数化图形设计