基于UG表达式功能的参数化建模方法

基于UG的齿轮参数化建模齿轮是机械传动中常见的零部件，用于传递动力和转速。

在设计和制造齿轮时，参数化建模是一种有效的方法，它可以提高设计的灵活性和效率，同时可以减少错误并节省时间和成本。

在本文中，我们将介绍基于UG（Unigraphics）软件进行齿轮参数化建模的方法。

首先，我们需要打开UG软件并创建一个新的文件。

然后，在模型中选择“齿轮”功能，并设置齿轮的基本参数，如模块（modulus）、齿数、齿轮厚度、齿宽等。

这些参数将决定齿轮的几何形状和尺寸。

同时，我们还可以使用函数来定义其他参数，例如齿数、齿宽等。

通过这种方式，我们可以灵活地调整齿轮的尺寸和形状，而不需要手动修改每个参数。

另外，UG还提供了强大的几何建模工具，我们可以使用这些工具来创建齿轮的几何形状。

例如，我们可以使用“旋转”功能来绘制齿轮的基本轮廓，然后通过“变量融合”功能来添加齿形，并使用“切割”功能来创建齿形。

在建模过程中，我们还可以通过参数化建模功能来创建不同类型的齿轮，例如直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮等。

通过设置不同的参数，我们可以快速生成不同类型的齿轮模型，提高设计的效率和灵活性。

此外，UG还支持对齿轮模型进行分析和优化。

我们可以使用“装配分析”功能来检查齿轮的运动性能和受力情况，从而优化设计并提高其可靠性和耐用性。

总的来说，基于UG的齿轮参数化建模是一种高效、灵活和精确的设计方法。

通过这种方法，我们可以快速生成不同类型的齿轮模型，并进行准确的分析和优化，从而提高设计的效率和质量。

希望本文对您在齿轮设计中有所帮助。

利用UG参数化功能来创建零件模型库•UG作为一种CAD/CAM/CAE软件，具有优越的复合建模功能。

创建注塑模零件库，可以大大提供注塑模的设计效率，而参数化设计是注塑模零件建库的基础。

文中运用UG强大的参数化造型技术，采用程序生成的方法建立了注塑模零件的模型库。

1 参数化设计定义从产品设计到制造的整个过程中，尤其在产品设计的初步阶段，产品的几何形状和尺寸不可避免地要反复修改、协调和优化。

如果利用CAD软件进行非参数化建模，那么即使要改变图形的一个尺寸或结构，也要修改原模型，甚至要重新建模。

这令设计者不胜其烦。

于是就产生了参数化设计的思想。

即:利用数值驱动零件的特征尺寸，在进行产品系列设计时，只需要添加或修改相关参数即可改变零件的模型，从而实现快速修改原模型或设计新零件的目的。

参数化设计可以大大提高产品设计的效率，同时可以有效保证产品模型的安全可靠性。

尤其对于形状比较定型的零件，用一组参数约束该几何图形的一组尺寸序列，参数与设计对象的控制尺寸对应显示。

通过对设计变量的修改来驱动生成新零件，高效完成模型修改和建模。

参数化设计是在设计对象结构比较定型的基础上，用一组参数来表示尺寸值和约束关系，其核心是尺寸驱动。

2 参数化设计步骤UG是一套集CAD/CAE/CAM于一体的软件系统。

它的功能覆盖了从概念设计到产品生产的整个过程，它基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出复杂的产品模型。

它为制造行业产品开发的全过程提供解决方案。

UG除了提供方便而强大的参数化建模方法外，还提供了可以提取特征参数的数据表格，通过数据表格可以生成零件库。

进行参数化设计的基本步骤如下:(1)根据零件特点确定建模方法;(2)创建参数化模型;(3)设置参数之间的关系，也可在创建模型时设置;(4)提取自由变化参数;(5)创建零件库，输人零件系列数据，创建零件模型。

(6)调入生成的模，检查模型创建是否有误。

3 参数化设计实例注塑模模架一般由模板、垫块、导柱、导套、复位杆、顶杆和用于固定的螺钉、销钉等组成，这些零件大体可以分为板类零件和轴套类零件两类，本文在这两类零件中各选一个代表零件，板类选择型腔固定板，轴套类选择导柱来说明参数化设计的方法与过程。

1参数化建模概念参数化建模技术是UG软件的精华，是CAD技术的发展方向之一。

在整个产品开发过程中，Unigraphics提供给设计人员强大的设计功能。

但怎样才能使产品之间在设计过程中产生关联，以实现产品的各零部件间的协同变化、快速修改，提高产品设计的效率，减少设计人员的工作量，这些都可以通过参数设计来实现。

参数是设计过程中的核心。

参数化设计也可称为尺寸驱动，是指参数化模型的所有尺寸，部分或全部使用相应的表达式或其他方式指定，而不需要给出指定具体数值的方法。

参数化设计是可以修改若干个参数，由UG NX自动完成表达式中或与之相关联的其他参数的改变，从而方便的修改了一条曲线、一个轮廓，甚至生成新的同类型模型。

其本质是在保持原有图形的拓扑关系不变的基础上，通过修改图形的尺寸（即几何信息），而实现产品的系列化设计。

2参数化建模分类对产品进行设计建模的基础是对产品的了解程度。

只有在了解了产品的结构特性及产品的设计意图为基础上，才能更好的对产品设计和建模。

设计时要根据零件产品的结构特性，设计出零件各个部分的拓扑关系，最终把设计者的设计意图通过UG的参数化工具反映到零件产品的设计建模中。

设计过程是一项很艰巨的任务，从提出设计方案到最终完成要经历漫长的积累，这期间还要不断的修改。

因此，从这个意义上讲，建模的过程就是不断修改的过程。

利用UG进行参数化设计的优势就是能够方便的对产品模型进行修改，减少设计人员的劳动量，提高产品设计效率。

2.1使用表达式进行参数化建模表达式是UG中进行参数化设计的一个非常重要的手段。

表达式的特点是把各参数之间的关系通过指定各参数的函数关系来表达。

可以把参数定义为具体数字、三角函数、数学计算公式，或者把几个参数用数学运算符连接使其产生关联。

如想对零件进行修改，只要改变表达式中一个或几个参数就可以实现。

将这种易于修改的特性应用到汽车、航天等领域，可实现系列化零件设计。

在UG NX表达式操作中，会弹出“编辑表达式”对话框。

UG草图和表达式功能在参数化模型创建中的应用一.引言UG是CAID/CAD/CAM/CAE一体化的三维参数化高端软件，自从它1990年进入中国市场以来，发展迅速，现已广泛应用于中国的航空，航天，汽车，造船和电子等工业领域，且其中尤CAD功能应用较广。

因为无论是UG在CAM、CAE还是其它方面的应用，它们总需要模型做为处理对象，这就使得高效，快速，准确地建立起可编辑性强的三维模型作为一个重要问题摆在了我们面前。

二.UG的草图和表达式功能UG的建模功能是很强大的，其主要的建模方法有：UG/实体建模（UG/Solid Modeling）；UG/特征建模（UG/Features Modeling）；UG/自由曲面建模（UG/Freedom Modeling）；UG/用户自定义特征（UG/User-Defined Features）等。

其中，相对于其它CAD软件，UG的特征建模是其比较大的亮点，对于不太复杂的模型，特征建模完全可以胜任，且可以达到很高的建模效率，但对于形状、位置复杂或要求实现参数化的模型，单纯的特征建模就显得麻烦或者很难，这时就需要考虑采用其它的方法，草图（Sketch）和表达式（Expression）功能就是最常用的处理此方面问题的简洁高效的方法。

UG中的草图（Sketch）是指与实体模型相关联的二维图形。

它可以通过对近似的曲线轮廓进行尺寸和几何约束来准确地表达设计师们的设计意图，再辅以拉伸（Extruded Body），旋转（Revolved Body）和扫描（Sweep along Guide）等实体建模方法来创建模型。

利用草图功能创建的模型有以下两个突出优点：易于编辑和修改；易于实现参数化和系列化设计。

UG的表达式功能则可以很方便的将尺寸关联起来以实现参数化。

下面就通过在UG NX环境下，充分利用草图和表达式功能来创建一个足球模型的实例，来认识一下怎样利用草图和表达式的尺寸关联来实现模型的参数化。

UG NX参数化设计教程之工具表达式创建等容积圆环参数模型
作者：无维网内六角螺钉
新建文件：工具表达式
进行如下表达式的创建
V：体积值为100
angle:旋转角度
r：旋转半径
f:旋转的弧长占旋转半圆弧的百分比，注意单位为空
l：旋转圆弧弧长
pi:圆周率表达式为pi()
d：圆环截面圆直径，根据公式V=l*pi*(d/2)平方反求得来开平方的机内函数是sqrt(公式)
绘制草图，指定圆直径值为表达式d
圆心到旋转轴距离为表达式r
旋转圆环，角度指定为表达式angle
测量体积为100立方毫米，
现在就可以修改变量了。

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。

基于UG二次开发的参数化建模方法张乐林;祝锡晶;叶林征【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.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2016(025)001【总页数】4页(P146-149)【关键词】UG;二次开发;参数化建模【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】中文现代制造企业为了满足产品更新换代的速度加快这一市场需求,大规模采用零件通用化,标准化来实现产品的高效、快速设计[1].然而对于一些复杂的非标准件,在实际应用时其几何拓扑关系变化不大,结构尺寸却需要随时调整,这样就会产生大量的重复设计,增加劳动与时间成本,三维设计软件的参数化建模能有效解决这种问题[2-4]. 在UG CAD系统中主要有交互图形设计和二次开发两种参数化建模方法.交互图形设计是指用户通过UG提供的各种工具条与操作命令如通过草绘与设计特征等来完成产品的参数化设计.UG的二次开发环境下的参数化建模技术是在UG系统的基础上,利用UG/OPEN 、VC、Data Base等工具极大程度的反应设计要求,实现对知识库的创建,知识的获取及使用,快速响应需求,是一种高级的参数化建模方法[5],已经成功应用到制造企业.然而目前UG二次开发人员大多使用基于参数化程序的设计方法,即用程序建模,在设计复杂零件时需要查找大量UG函数,编写大量复杂代码.本文基于此提出了两种更为简单快速的参数化建模方法.一是基于图形模板的参数化建模方法,以内齿圈为例,在普通UG二次开发平台的基础上,建立零件的模板,然后在其对话框的回叫函数中,对模型进行程序编写,更改其模型参数,实现零件的参数化.二是基于JA的参数化建模方法,以超声变幅杆为例利用UG建模环境中的JA文件录制功能[6],将零件的建模过程进行录制,将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.基于UG二次开发的参数化建模都包括以下步骤:环境配置、菜单编写、对话框设计、回调程序.本文介绍的方法与普通方法最大的不同在于回调程序的编写与生成.1.1 环境配置本文采用的平台为UG与VC++,安装好程序后找到UG的安装目录,将UGOPEN 文件夹下的VC文件夹复制,然后替换VC++安装目录下的VC文件夹,完成VC++与UG的联接,在启动VC++编写UG回调程序时,新建目录中会有NX8_Open选项.此外还要配置环境变量,新建文件夹inner_gear_prt,并在其内部新建startup 、application 、prt三个文件夹.将环境变量UGII_USER_DIR的值更改为inner_gear_prt文件夹的路径,如图1所示.1.2 MenuScript菜单制作MenuScript是UG二次开发中一套用于定义NX菜单的脚本语言,NX自身的菜单也是用MenuScript编写的.在startup文件夹中创建*.men文件,编写代码如下 : VERSION 120EDIT UG_GATEWAY_MAIN_MENUBARAFTER UG_APPLICATIONCASCADE_BUTTON inner_gear_menu_prtLABEL 内齿圈参数化设计END_OF_AFTERMENU inner_gear_menu_prtBUTTON inner_gear_prtLABEL 基于图形模板的直齿内齿圈参数化设计ACTIONS inner_gear_prt.dlgEND_OF_MENU1.3 创建内齿圈模型的图形模板在prt文件夹中新建inner_gear_prt.prt文件,在UG建模环境中先建立如下的表达式:m=2z=55a=20ha=1c=0.25 dd=130d=m*zda=d-2*ha*mdf=d+2*(ha+c)*mdb=d*cos(a)s=pi()*m/2w=39t=1ak=t*36ok=sin(ak)/cos(ak)-ak*pi()/180xk=(0.5*db/cos(ak))*cos(ok*180/pi())yk=(0.5*db/cos(ak))*sin(ok*180/pi())zk=0然后利用插入规律曲线等一系列步骤创建如图2的内齿圈模型.1.4 UIStyler用户界面制作NX/Open二次开发包中的UIStyler提供全部的NX标准可视控件,能制作NX风格的交互界面.如图3所示,制作的对话框包含6个实数输入框、1个整数输入框、【读入三维模型】按钮、【确定】按钮和【取消】按钮,对话框中的属性如图4所示.将对话框命名为inner_gear_prt并保存在application文件夹中,会产生以下三个文件inner_gear _prt.dlg、inner_gear_prt.h、inner_gear_prt_.分别是对话框文件和对话框的程序文件.1.5 创建程序框架,编写回调函数将inner_gear_prt_template.c文件重命名为inner_ gear_prt.cpp,然后打开VC++新建名为inner_gear_prt 的NX8_Open项目,将新文件产生的inner_gear_prt.cpp删除,将application文件夹中的inner_gear_prt.h 与inner_gear_prt.cpp文件添加到VC++新建的应用程序框架中,这样对话框中的头文件,对象标识符和回叫函数等都被添加到程序中了.接下来编写程序代码,过程省略.主要UG/Open API函数[7]如下:(1)UF_MODL_ask_exps_of_feature,根据几何特征的标识获得和几何特征有关的所有表达式的标识.(2)UF_STYLER_ask_value,用来查找已经存在的表达式的数值,了解模型中的关键尺寸.(3)UF_MODL_edit_exp,用来修改已经存在的表达式.(4)UF_MODL_update,当模型中的表达式被函数UF_MODL_edit_exp修改以后,模型必须用UF_MODL_update强制更新.在编写程序时还要加入需要的头文件及参数校验模块等,最后将程序编译会产生inner_gear_prt.dll文件,将此文件复制到startup文件夹中.1.6 实例运行打开UG,在菜单栏会有自己制作的菜单选项,如图5所示.点击后会出现制做的对话框,输入相关参数点击确定或直接点击读入三维模型,就会生成内齿圈参数化模型,如图6所示.JA是journaling和automation的合称,UG内部集成了操作录制的功能,大部分操作支持录制,生成journal文件,而journal 产生的NXOpen 代码片段经过一定的修改,编译后就可以生成UG二次开发自动程序 automation.Journamation 的程序可以独立于Journal Editor,以外部模式(exe),内部模式(dll)在 NX中运行.利用JA 录制的方法建模,其菜单与对话框的制作方法不变,关键是journal文件的获取和修改,以生成automation.此方法以超声变幅杆模型为例,其大致步骤为:2.1 journal文件录制在UG建模环境中调出操作记录工具条,点击录制,开始建模.在建模过程中尽量用最少的步骤以及减少鼠标的操作,以减少代码量,便于修改.建好变幅杆的模型后,停止录制,在指定文件夹产生 journal文件,如图7.2.2 Journal文件的编辑Journal文件产生后会有大量的无关代码,包括鼠标的旋转、移动、后退等,为减少代码需要手动删除,只留用到的主要函数,如本例的草图中直线创建:Line *line1;line1=workPart->Curves()->CreateLine(startPoint1,endPoint1);与旋转命令:Features::RevolveBuilder *revolveBuilder1;revolveBuilder1=workPart->Features()->CreateRevolveBuilder(nullFeatures_Feature);以及与关键函数相关的定义声明.修改后将主要程序复制到程序框架中.2.3 编写回调函数Journal代码中已经包含所有建模用到的头文件,建模函数等,因此回调函数中主要是对话框数值的读取、journal代码的参数修改、对话框与建模函数的关联三部分.各部分代码经过修缮组合产生变幅杆参数化建模程序.2.4 实例运行如图8所示,超声变幅杆模型实现参数化,输入不同参数可得到需要的模型.本文提出的两种基于UG二次开发的参数化建模方法在实际应用中各有优势,其中基于图形模板的参数化建模方法具有参数修改灵活,程序代码量小,编译链接快的优点,适合应用于模型较大,结构与建模过程较复杂,参数较多的零件;而基于JA录制的参数化建模方法具有操作简单,不用查找相关函数即可快速编写代码的优点,适用于小零件或参数较少建模过程简单的零件,也可利用其journal文件查找某些操作对应的函数及其用法.总之,在建立零件的参数化模型时,充分利用以上两种建模方法能够有效帮助设计人员减少重复设计,提高工作效率.1 虞朝阳,李世国.I-DEAS环境下的三维零件库创建方法.机械设计与研究,2003,19(5):35-35.2 王峰,俞新陆.产品级三维参数化设计系统的研究与开发.计算机辅助设计与图形学学报,2001,13(11):1012-1018.3 马翠霞,孟祥旭.参数化设计中的对象约束模型及反向约束的研究.计算机学报,2000,23(9):991-995.4 史丽媛,祝锡晶,马继召.基于UG 参数化设计系统的研究.图学学报,2013,34(2):108-112.5 黄勇.UG/Open API,MFC和COM开发实例精解.北京:国防工业出版社,2009.6 周临震,李青祝,秦珂.基于 UG NX 系统的二次开发.镇江:江苏大学出版社,2012.7 莫容,常智勇.图表详解 UG NX 二次开发.北京:电子工业出版社,2008.。

深度解析-表达式在参数化建模中的应用在参数化方面，有意愿交流的加qq 59562466，，，加的时候注明参数化，，，如何用表达式处理参数关联的问题什么是参数关联。

if 参数A=100，then 参数B=300；if 参数A=200，then 参数B=700；if 参数A=300，then 参数B=900；if 参数A=400，then 参数B=500；这样一一对应，而没有其他函数关系的一组参数。

以GB-T5781-2000 螺栓模型为例子。

如何将“公称直径”和型号，两个独立的参数关联起来。

1.定义一个“直径”参数，直径=11，2.定义一个公称直径参数，作用是防止修改参数“直径”时，输入和标准值不符的值，当然这么做只是提供一个思路，处理防错的思路，，具体怎么设置界限值，根据具体需求而定。

MAJOR_DIAMETER= If ( 直径<=5 )Then ( 5 )Else If ( 直径>5&&直径<=6 )Then ( 6 )Else If ( 直径>6&&直径<=8 )Then ( 8 )Else If ( 直径>8&&直径<=10 )Then ( 10 )Else If ( 直径>10&&直径<=12 )Then ( 12 )Else If ( 直径>12&&直径<=16 )Then ( 16 )Else If ( 直径>16&&直径<=20 )Then ( 20 )Else If ( 直径>20&&直径<=24 )Then ( 24 )Else If ( 直径>24&&直径<=30 )Then ( 30 )Else If ( 直径>30&&直径<=64 )Then ( 64 )Else ( 64 )3.定义个公称直径的列表，将所有值“依次！！！！”列表出来LB_MAJOR_DIAMETER= {"5","6","8","10","12","16","20","24","30","64"}4.定义一个整数N，N= ug_findNumberInList( MAJOR_DIAMETER, LB_MAJOR_DIAMETER )+1，获取输入的直径参数在“直径列表”参数中的位置，是第几个。

基于UG表达式功能的参数化建模方法
龙志伟;曹际龙
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2011(024)005
【摘要】介绍了基于UG NX4.0环境下,利用表达式、规律曲线等命令实现参数化设计的原理,以及绘制渐开线齿形轮廓,建立蜗轮蜗杆三维实体模型的方法和使用该方法建模的详细操作过程.
【总页数】3页(P93-95)
【作者】龙志伟;曹际龙
【作者单位】长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于UG/OPENUG的行星轮系参数化建模功能开发 [J], 贺晓华;韦林;关意鹏;陈勇棠
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3.基于NX表达式与Excel规划求解功能在零件参数化建模中的妙用 [J], 毛涛
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5.基于UG NX表达式工具的链轮参数化模板的实体建模 [J], 贾秋霜;夏春华
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