聯軸器的特征造型及基于裝配關系的相關設計Inventor

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聯軸器是機械傳動中常用的部件,它的主要作用是聯接軸與軸,以傳遞運動和轉矩。十字滑塊聯軸器屬于一種可移式剛性聯軸器,這種聯軸器結構簡單,制造方便,可以補償兩軸間的偏移。利用傳統的二維繪圖軟件來來進行設計和修改時,費時費力,效率又低,而且不便于產品實現系列化設計和變異設計,也無法建立起三維模型與工程圖之間的相互關聯。Autodesk Inventor Professional 10是美國的Autodesk公司最新推出基于特征的智能三維設計軟件,其全新的分段結構數據庫引擎、自適應造型技術和優秀的用戶界面得到許多工程技術人員的青睞。inventor10在以前版本的基礎上增加了功能設計、資源中心、構造環境、數據共享和以部件為中心的BOM表等新特性,另外對草圖、零件造型、部件裝配、協同設計、工程圖和樣式等功能進行了進一步改進和完善。本文利用inventor10軟件以十字滑塊聯軸器為例進行了三維特征造型和基于裝配關系的零件的相關設計的研究。


1主動軸半聯軸器的特征造型

零件是特征的集合,設計零件的過程就是創建每一個特征的過程。在inventor10中,主要包括草圖特征、放置特征、定位特征、草圖特征是從草圖幾何圖元來創建特征如拉伸、旋轉和打孔等特征。有一些特征在指定參數后,選擇零件中的某些位置后就可創建出來.這種不依賴草圖的幾何特征稱為放置特征。如圓角、倒角、抽殼、拔模斜度、陣列、鏡像和螺紋特征等定位特征一般用于在幾何圖元不足以創建特征時。為特征的創建提供必要的幫助,本身不能用來創建特征,包括工作軸、工作面和工作點。半聯軸器的創建,首先,在二維草圖環境中利用草圖工具繪制半聯軸器的草圖,如圖1所示。其次,在零件特征環境中利用旋轉和倒圓角等工具創建如圖2的半聯軸器,其上的孔、鍵槽和凹槽的創建可以采用類似的方法和步驟,利用零件特征環境中拉伸工具等可以創建,最終模型如圖3所示。

2基于裝配關系的聯軸器的相關設計

設計是一個邊進行邊修改的配湊過程,在此過程中有一系列的設計參數是相互關聯的,所以零件是不可能單獨設計出來的,往往是基于裝配關系進行的。在inventor10中這種基于裝配關系的相關設計思維可以準確、順暢的表達出來,即靠的就是"自適應技術",也稱為變量化技術,變量化技術是指通過求解約束方程組來確定幾何圖形的尺寸和形狀的技術,是在參數化技術的基礎上改進后提出來設計方法,它保留參數化技術的基于特征設計,全數據相關和尺寸驅動的優點,在約束方面進行了變革,采用超變量化幾何,克服參數化技術中要求全尺寸約束及尺寸控制形狀的不足,將形狀和尺寸分開來進行設計。變量化技術可以在尺寸不全的條件下,只要給出必要的條件,亦可以保證設計的正確性,整個的造型過程符合設計人員的思維的過程。它是把幾何形狀的設計放在第一位,尺寸則是根據裝配關系自動計算得到的,如此,設計人員就可以把大量的時間和精力放在原理方案的創新設計上來,所以,變量化設計技術更適合于概念設計等創新設計上,它應用的領域會將更加廣闊。在inventor10中,參數化技術和變量化技術這兩種設計模式是同是并存的,將會使得設計人員運用起來更加自如,而且更加符合設計人員的思維過程和規律。


2.1 中間圓盤的相關設計

將繪制好的半聯軸器裝入到部件環境中,系統會自動把它作為固定件。在部件環境中在位創建零件,單擊部件面板上的創建零部件工具,選擇半聯軸器的凹槽端面作為草圖平面,回到草圖環境中利用二維草圖面板上的投影幾何圖元工具,將光標放在聯軸器與中間圓盤結合處系統會自動感應到相應的輪廓,把有關輪廓投影到草圖平面上來,然后回到特征環境中通過拉伸等工具建立中間圓盤的模型,如圖4所示,這也就是基于實裝配關系來創建的零件,這樣系統就會自動建立一個表面平齊的裝配約束,中間圓盤就與半聯軸器在形狀和尺寸是相關的,當半聯軸器的結構和尺寸發生改變時,基于裝配上的相關性,中間圓盤結構和尺寸亦會發生相關的改變,它就是所謂的自適應零件。

2.2從動軸半聯軸器的創建
由于主動軸半聯軸器的和從動軸的半聯軸器的形狀大致相同,因此,可以利用部件環境中的復制零件工具來復制主動軸半聯軸器,然后進行必要的修改即可。由于復制的零件是固定的,可以解除其固定性,利用添加約束工具來為中間圓盤和從動軸半聯軸器添加裝配約束。首先,在從動軸半聯軸器上的凹槽側面與中間圓盤上的凸起的側平面之間添加配合約束;其次,使半聯軸器的端面與中間圓盤的端面間亦添加配合約束,且它們之間的偏移量設置為0.53mm;最后,在從動軸半聯軸器的圓柱表,這樣就保證了各個零件之間的正確的裝配關系。但由于主動軸半聯軸器上的鍵槽要與從動軸半聯軸器上的鍵槽最好要在同一條直線上,可以對從動軸半聯軸器已有的鍵槽及孔的草圖進行必要的編輯修改,刪除原有的鍵槽草圖,利用二維草圖面板上投影幾何圖元工具可以將主動軸半聯軸器上鍵槽形狀投影到草圖平面上來,由于兩者間夾有中間圓盤零件,為防止系統感應不出主動軸半聯軸器上的有關輪廓結構,可以將中間圓盤設置為不可見或者不啟用,修改完草圖后更新模型即可。如此,從動軸半聯軸器就也成為自適應零件,如圖5所示。由于主動軸半聯軸器與中間圓盤之間要有間隙,可以通過調整配合約束的偏移量的數值達到設計的要求,這亦是十分方便的。


3聯軸器工程圖的創建

在完成了聯軸器三維模型設計之后,接著就可以生成零部件的二維工程圖。在inventor10中,一方面可以自動生成二維視圖,用戶可以方便的選擇視圖的格式,也可從任何方向生成零部件的二維視圖;另一方面,三維與二維之間是雙向關聯的,改變三維模型時,對應的二維工程圖亦會自動更新;而當改變二維工程圖某一尺寸時,相對應的三維模型尺寸亦會跟著變化,況且裝配圖中零件的編號和明細表都可自動生成,這樣就大大減輕了繪圖的工作量,從而縮短產品的設計的周期。生成的十字滑塊聯軸器的工程圖,如圖6所示。

4結束語

利用軟件inventor10,對聯軸器的零件進行了特征造型及基于裝配關系的零件的相關設計,正確反映了零件間裝配關系,使得產品的設計過程更加符合設計人員思維的過程,同時由三維模型自動生成了二維工程圖,實現三維實體與二維工程圖的雙向相關,從而確保三維實體和二維工程圖的數據的統一。因此,企業利用三維設計軟件inventor10進行產品設計,對提高企業的設計水平、效率和競爭力,縮短產品的設計周期都具有很重要的指導意義。 波多野结衣办公室33分钟_日本av无码一区二区三区_国产对白叫床清晰在线播放