基於Pro/ENGINEER的皮帶機3D參數化設計方法研究

本文介紹了基於Pro/ENGINEER三維CAD設計軟體建立皮帶機的參數化特徵實體模型,完成了參數之間的關聯設計,通過對控制參數的改變,快速完成不同系列皮帶機的設計。實際系統測試表明,該系統實現了2D繪圖與快速生成特徵實體模型的高度集成,從而縮短了產品設計開發周期,提高企業對市場的應變能力。
一、概述
皮帶機是菸草企業中常用的輔聯設備,由於在各煙廠生產線上聯接的設備不同,所以皮帶機的結構類似,但尺寸不同,需要進行大量的變型設計。
在以往皮帶機的設計過程中,絕大部分都採用二維平面設計,為了趕工期,設計人員往往直接在老圖紙上颳去尺寸和線條,手工畫上線條、填寫新尺寸,這樣容易使產品結構等信息表達有誤,引起設計部門與製造工藝部門不必要的信息反覆。同時,由於沒有相關聯的產品三維裝配模型可供分析,給干涉分析及空間設計帶來了困難。而本文將要論述的三維參數化設計系統則很好地解決了這樣的問題。它以三維實體模型為基礎,利用參數化設計方法,實現以少數幾個參數來控制其他的特徵參數,使整個設計過程都是針對實體特徵模型進行,擺脫了二維設計中的局限性。另外,本設計系統實現了動態互動的設計功能,用戶可以隨時改變控制參數來滿足自己的要求,具有很大的靈活性與實用性,符合未來設計發展的需要,具有良好的發展前景。
二、皮帶機特徵模型基本參數的互動式輸入及關聯
1.基本參數
下面以某型皮帶機為例,介紹整個控制過程。如圖1所示,皮帶機整體特徵模型包括支腿、側板、側擋板、主動輥、被動輥、托輥和皮帶等部件,需要經常變動的主要包括皮帶的寬度B、前後輥的中心距L和皮帶面的高度H三個尺寸參數。支腿的寬度、高度、主動輥的長度和側板的長度等結構尺寸參數都可由以上的基本參數來確定,所以不作為基本參數,只作為設計中需要考慮的結構參數,這樣既減少了基本參數的數量,也有利於下一步控制參數的提取與確定。
2.基本參數的互動式輸入及關聯
(1)骨架模型的建立及裝配
在Pro/ENGINEER中提供了骨架模型的功能,允許設計者在加入零部件之前,先設計好每個零件在空間中的靜止位置或在運動時的相對位置的結構圖。設計好結構圖後,可以利用此結構將每個零部件裝配上去,以避免不必要的裝配限制的衝突。在本例中則需要建立好皮帶的寬度B、前後輥的中心距L和皮帶面的高度H三個尺寸參數的骨架模型,如圖2所示。

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