基于UG的滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)庫制作設(shè)計(jì)

1、目目 錄錄 1 緒論.1 2 ug 環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)方法及參數(shù)化設(shè)計(jì).1 3 滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)件庫創(chuàng)建方法.2 4 滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)件庫創(chuàng)建.3 4.1 滾動(dòng)軸承的分類 .3 4.2 深溝球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 .3 4.2.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式.3 4.2.2 深溝球軸承模型的創(chuàng)建.3 4.2.3 深溝球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫.5 4.3 角接觸球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 .7 4.3.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式.7 4.3.2 角接觸球軸承模型的創(chuàng)建.8 4.3.3 角接觸球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫.10 4.4 推力球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 .11 4.4.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式.11 4.4.2 推力球軸承

2、模型的創(chuàng)建.11 4.4.3 推力球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫.13 4.5 圓柱滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 .14 4.5.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式.14 4.5.2 圓柱滾子軸承模型的創(chuàng)建.14 4.5.3 圓柱滾子軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫.16 4.6 圓錐滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 .17 4.6.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式.17 4.6.2 圓錐滾子軸承模型的創(chuàng)建.17 4.6.3 圓錐滾子軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫.19 5 結(jié)束語.20 謝辭.21 參考文獻(xiàn).22 1 1 緒論緒論 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng) 解出來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，也是部件典型參

3、數(shù)化 設(shè)計(jì)的系列化零件。為了適應(yīng)各種不同工況的需要，要求有各種不同特性的滾 動(dòng)軸承，以獲得預(yù)期的使用效果1。隨著 cad/cam 技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與 制造有了新的發(fā)展，即從三維到二維的設(shè)計(jì)步驟，也就是首先要建立三維模型， 然后自動(dòng)生成二維的工程圖紙，或者利用三維零件模型直接生成數(shù)控代碼，實(shí) 現(xiàn)無圖紙加工，節(jié)約時(shí)間和成本3。因此對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行直接、快速、高效、 精確的三維造型顯得尤為重要。由此可知滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)庫建立顯得非常有意 義。 目前有許多三維造型軟件如 ug、pro/e、solidworks 等，ug （ unigraphics ） 是美國 eds 公司開發(fā) cad/cam/cae

4、 系統(tǒng)，是當(dāng)前國際流行 的工業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)。它在全球已經(jīng)擁有眾多用戶，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、飛機(jī)、 電器、化工等各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與分析。作為一款實(shí)用的工業(yè)設(shè)計(jì)軟 件包，ug 為用戶提供了強(qiáng)大的復(fù)合建模手段，包括實(shí)體建模、自由曲面建模、 特征建模、裝配建模等基本建模功能。ug 軟件的幾何特征建模，比其他三維 軟件的體素建模所攜帶的信息量大，質(zhì)量高，而且表達(dá)簡單（體素建模不含定 位特性和定位相關(guān)性） ，能夠簡潔、清楚的描述出零件的集合形狀，屬性等，為 后繼的快速、方便裝配及制造提供了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)硬件資源的消耗也小。此外， 它還具有良好的開放性、容錯(cuò)性以及靈活的桌面管理方式、簡潔的操作等優(yōu)點(diǎn)5。

5、 所謂參數(shù)化就是對(duì)零件上各個(gè)特征施加各種約束，各個(gè)特征的幾何形狀與尺寸 大小用變量參數(shù)的方式來表示，如定義某個(gè)特征變量的參數(shù)發(fā)生了改變，則零 件的這個(gè)特征的幾何形狀或尺寸的大小將隨參數(shù)的改變而改變。本文是基于 ug 下對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)庫的建立，根據(jù)滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)采用草圖、表達(dá)式 的相關(guān)性等方法建立三維參數(shù)化模型來建立滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)庫。 2 ug 環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)方法環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)方法及參數(shù)化設(shè)計(jì)及參數(shù)化設(shè)計(jì) ug 環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)方法，大致可以分為以下幾種： (1) 關(guān)系表達(dá)式法：建立標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型，通過 tools expression修 改表達(dá)式的值驅(qū)動(dòng)模型的更新實(shí)現(xiàn)系列

6、化設(shè)計(jì)進(jìn)而建立標(biāo)準(zhǔn)件庫。 (2) 電子表格法：先創(chuàng)建模板文件，在此基礎(chǔ)上確定一組特征參數(shù)來控制 模型的幾何拓?fù)潢P(guān)系，并將其系列尺寸填入到 excel 家族成員表中，通過選擇 表中不同系列的尺寸驅(qū)動(dòng)模型更新建立標(biāo)準(zhǔn)件庫。 (3) 用戶自定義特征(udf) 法：采用 udf 功能，將標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型定 義成特征，在調(diào)用時(shí)改變所需的參數(shù)，此種方法無法加入經(jīng)驗(yàn)控制規(guī)則，缺乏 智能性且交互性差。 (4) 編程法：采用 ugopen 二次開發(fā)工具為每一種標(biāo)準(zhǔn)件建立一個(gè)子程序， 并自動(dòng)形成裝配所需 part 文件，運(yùn)用這種方法開發(fā)者必須熟悉編程，并且工作 量很大，增加了實(shí)現(xiàn)的難度7。由于電子表格法可以根據(jù)裝

7、配的需要及時(shí)選擇 參數(shù)以生成部件，又比較易于制作，本文就采用其中的電子表格法，它利用了 參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本思想。 參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本手段有程序驅(qū)動(dòng)（program-driven）與尺寸驅(qū)動(dòng) （dimension-driven）兩種8。尺寸驅(qū)動(dòng)是對(duì)程序驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)展，它的基本思想是 由應(yīng)用程序生成所涉及的基圖，該圖的尺寸有一系列的標(biāo)識(shí)，這些尺寸由用戶 在編程時(shí)輸入或交互式輸入，從而生成用戶所需要的模型。 參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有兩點(diǎn)：1）參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的尺寸驅(qū)動(dòng)修改 圖形功能為初始產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模和修改系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了有效的手段； 2）參數(shù)化設(shè)計(jì)可以滿足設(shè)計(jì)具有相同或相近幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工程系列產(chǎn)

8、品及相 關(guān)工藝裝備的需要。利用多組參數(shù)驅(qū)動(dòng)零部件的特征尺寸和位置尺寸以完成零 部件的三維建模，減少了大量重復(fù)、繁瑣的工作，大大提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì) 精度13。 3 滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)件庫創(chuàng)建方法滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)件庫創(chuàng)建方法 在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域，從零件到組件，從組件到部件，從部件到產(chǎn)品， 都不同程度地存在系列化的問題。例如標(biāo)準(zhǔn)件滾動(dòng)軸承，在產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì) 中此類零件經(jīng)常是幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同或相似，尺寸規(guī)格不同，工程設(shè)計(jì)人員常 常因不同尺寸而重復(fù)設(shè)計(jì)，這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間精力，而且造成產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫過大， 不易管理，且容易出現(xiàn)問題。面對(duì)上述問題，ug 提供了一套完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 解決方案，可以在產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)的各個(gè)方

9、面完成參數(shù)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的 可控性。 軸承的外徑、內(nèi)徑、寬度和內(nèi)外圈倒角半徑是軸承的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，在 ug 軟件中把這些參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量建立軸承的參數(shù)化模型，即可使軸承的三維模 型可根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)變化而改變。 在建模工作平面上直接生成的平面圖形或?qū)嶓w，不能完全利用參數(shù)驅(qū)動(dòng)其 形狀、尺寸和位置，而在草圖平面中建立的每一個(gè)對(duì)象都可以通過施加約束， 建立形狀、尺寸和位置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)3。 在建立滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)庫時(shí),首先是在草圖模式下建立滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、外圈 和滾子并且對(duì)草圖進(jìn)行尺寸約束和幾何關(guān)系約束，以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。其次通 過旋轉(zhuǎn)和環(huán)形陣列操作生成參數(shù)化的實(shí)體模型。最后通過部件族電子表格來

10、創(chuàng) 建滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)庫。 4 滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)件庫創(chuàng)建滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)件庫創(chuàng)建 4.1 滾動(dòng)軸承的分類滾動(dòng)軸承的分類 根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可以把軸承分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩大類。 而根據(jù)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式不同還可以將滾動(dòng)軸承分為深溝球軸承、角接觸球 軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心軸承、推力球軸承等。為減少設(shè)計(jì) 和使用人員的工作量，下面以常用的五種軸承的結(jié)構(gòu)形式建立了五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫， 在工作過程中，工作人員只需打開標(biāo)準(zhǔn)庫，按軸承標(biāo)號(hào)調(diào)出相應(yīng)的軸承即可得 到所需的軸承模型。 4.2 深溝球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建深溝球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 4.2.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式提取基本參數(shù)建立表達(dá)式 如右圖 1

11、 所示,深溝球軸承的基本 結(jié)構(gòu)尺寸有 d、d、b 和內(nèi)外圓倒角半 徑 rs（未標(biāo)注）。而其余任意約束尺 寸均可通過這三個(gè)基本尺寸，由一個(gè) 特定的表達(dá)式表示出來。 以 6000（gb/t 276-94）為例 6000 深溝球軸承的基本參數(shù)如下： d=10mm /軸承內(nèi)徑 d=26mm /軸承外徑 圖1 深溝球軸承的結(jié)構(gòu) b=8mm /軸承寬度 rs=0.3mm /軸承內(nèi)外圈圓角半徑 在后期的模型草圖繪制過程中，可以利用這三個(gè)基本變量來建立不同的表 達(dá) 式，從而達(dá)到利用這三個(gè)變量約束整個(gè)草圖的所有尺寸的目的。 根據(jù)模型所需參數(shù)建立如下表達(dá)式： a=(d-d)/2 /軸承的厚度 從標(biāo)題欄【工具】打開

12、表達(dá)式對(duì)話框如圖所示，用 d 代表 d，用 dd 代表 d，用 b 代表 b，用 r 代表 r，輸入?yún)?shù)表達(dá)式所示（圖 2） 。 4.2.2 深溝球軸承模型的創(chuàng)建深溝球軸承模型的創(chuàng)建 （1）在 xcyc 平面建立圖 3 所示草圖，并通過所建立的表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn) 行約束，然后繞 xc 坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)生成基體實(shí)體（圖 4） 。 圖 2 表達(dá)式對(duì)話框 圖 3 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)草圖 圖 4 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)實(shí)體 （2）在 xcyc 平面建立圖 5(圓)和圖 6(點(diǎn))所示草圖，并通過所建立的表達(dá) 式對(duì)圖形進(jìn)行約束。 圖 5 滾子圓結(jié)構(gòu)草圖 圖 6 點(diǎn)位置草圖 圖 7 滾子實(shí)體模型 將內(nèi)外圈實(shí)體隱藏后,讓圖 5 示圓沿 x

13、c 坐標(biāo)軸矢量方向，繞圖 6 所示點(diǎn)旋 轉(zhuǎn)生滾子實(shí)體（圖7）。 通過布爾操作【求和】將滾子和內(nèi)圈合并，點(diǎn)擊【特征操作】中【實(shí)例特 征】 ，打開如圖（8）所示，點(diǎn)擊【環(huán)形陣列】 ，對(duì)滾子進(jìn)行陣列操作，即可生成 如圖（9）所示的 10 個(gè)滾子的實(shí)體模型。 圖 8 實(shí)例對(duì)話框 圖 9 滾子實(shí)體模型 （3）顯示隱藏的外圈，通過【特征操作】中的【邊倒圓】選項(xiàng)，分別選中 軸承內(nèi)外圈的邊，在設(shè)置項(xiàng)的下拉菜單中選擇公式輸入，并分別輸入 r 即可得 到軸承內(nèi)外圈圓角（如圖 10） 。 圖 10 倒角后深溝球軸承的實(shí)體模型 4.2.3 深溝球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫深溝球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫 在完成深溝球軸承參數(shù)化模型的

14、創(chuàng)建后,我們就可以將其當(dāng)作一個(gè)部件模板,來 創(chuàng)建與其結(jié)構(gòu)相似的其他設(shè)計(jì)參數(shù)值的深溝球軸承模型,既深溝球軸承的標(biāo)準(zhǔn)庫。 部件組電子表格是用來創(chuàng)建和管理部件庫的，該電子表格可以將一個(gè)系列 部件的可變參數(shù)管理起來，通過修改或添加表格數(shù)據(jù)就可以很方便地更新已存 在部件或生成新的部件，而無需重新創(chuàng)建部件模型。 （1）單擊【工具】【部件族】命令,系統(tǒng)彈出如圖 11 所示的【部件族】 對(duì)話框, 并將 b、d、dd、r 作為添加列進(jìn)行添加。對(duì)于族保存目錄可以選擇 默認(rèn)也可以另行設(shè)置，但是其目錄中不允許有中文存在。 圖 11 部件族對(duì)話框 圖 12 部件族電子表格 （2）點(diǎn)擊【創(chuàng)建】按鈕，在彈出的電子表格內(nèi)輸入

15、如圖 12 所示的數(shù)據(jù)。 （3）點(diǎn)擊電子表格里【部件族】【創(chuàng)建部件】命令，ug 將按電子表格 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建，并按指定的路徑進(jìn)行保存。至此深溝球軸承的標(biāo) 準(zhǔn)庫已經(jīng)制作完。圖 13 為按存盤路徑打開的標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾。使用者如有需要， 即可按軸承代號(hào)進(jìn)行檢索，直接點(diǎn)擊打開就可獲得相應(yīng)代號(hào)的深溝球軸承模型。 圖 13 標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾 圖 14 滾動(dòng)軸承模型對(duì)比 為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)庫作較好的比較，通過導(dǎo)入方式分別將代號(hào)為 6000、6201、6303 的軸承導(dǎo)入到同一界面。其模型對(duì)比如上圖 14 所示。 4.3 角接觸球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建角接觸球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 4.3.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式提取基本參

16、數(shù)建立表達(dá)式 如右圖 15 所示,角接觸球軸 承的基本結(jié)構(gòu)尺寸有 d、d、b 和內(nèi)外圓倒角半徑 rs 和 r1s（未 標(biāo)注）。而其余任意約束尺寸均 可通過這三個(gè)基本尺寸，由一個(gè) 特定的表達(dá)式表示出來。 7000c 角接觸球軸承的基本參數(shù)如下： 圖 15 角接觸球軸承 d=10mm /軸承內(nèi)徑 d=26mm /軸承外徑 b=8mm /軸承寬度 rs=0.3mm /軸承外圈圓角半徑 r1s=0.15mm /軸承外圈圓角半徑 根據(jù)模型所需參數(shù)建立如下表達(dá)式： a=(d-d)/2 /軸承的厚度 從標(biāo)題欄【工具】打開表達(dá)式對(duì)話框如圖所示，用 d 代表 d，用 dd 代表 d，用 b 代表 b，用 rs

17、代表 rs，用 r1s 代表 rs，輸入?yún)?shù)表達(dá)式,如圖 16 所示。 圖 16 表達(dá)式對(duì)話框 4.3.2 角接觸球軸承模型的創(chuàng)建角接觸球軸承模型的創(chuàng)建 （1）在 xcyc 平面建立圖 17 所示草圖，并通過所建立的表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn) 行約束，然后繞 xc 坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)生成基體實(shí)體（圖 18） 。 圖 17 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)草圖 圖 18 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)實(shí)體 （2）在 xcyc 平面建立圓(圖 19)和點(diǎn)(圖 20)所示草圖，并通過所建立的 表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn)行約束。 將內(nèi)外圈實(shí)體隱藏后,讓圖 19 所示圓沿 xc 坐標(biāo)軸矢量方向，繞圖 20 所示 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)生滾子實(shí)體（圖 21） 。 通過布爾操作【求和】將滾子和內(nèi)

18、圈合并，點(diǎn)擊【特征操作】中【實(shí)例特 征】 ，打開如圖（22）所示，點(diǎn)擊“環(huán)形陣列” ，對(duì)滾子進(jìn)行陣列操作，即可生 成如圖（23）所示的 10 個(gè)滾子的實(shí)體模型。 圖 19 滾子圓結(jié)構(gòu)草圖 圖 20 點(diǎn)位置草圖 圖 21 滾子實(shí)體模型 圖 22 實(shí)例對(duì)話框 圖 23 滾子實(shí)體模型 通過【實(shí)例特征】中的【邊倒圓】選項(xiàng)，分別選中軸承內(nèi)外圈的邊，在設(shè) 置項(xiàng)的下拉菜單中選擇公式輸入，并分別輸入“rs”和“r1s”即可得到軸承 內(nèi)外圈圓角（圖 24） 。其中外圈兩個(gè)圓角半徑值為 r1s；內(nèi)圈兩個(gè)圓角半徑值為 rs。 圖 24 倒角后角接觸球軸承的實(shí)體模型 4.3.3 角接觸球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫角接觸球軸承

19、模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫 （1）單擊【工具】【部件族】命令,系統(tǒng)彈出如圖 25 所示的【部件族】 對(duì)話框, 并將 b、d、dd、r 作為添加列進(jìn)行添加。對(duì)于族保存目錄可以選擇 默認(rèn)也可以另行設(shè)置，但是其目錄中不允許有中文存在。 圖 25 部件族對(duì)話框 圖 26 部件族電子表格 （2）點(diǎn)擊【創(chuàng)建】按鈕，在彈出的電子表格內(nèi)輸入如圖 26 所示的數(shù)據(jù)。 （3）點(diǎn)擊電子表格里【部件族】【創(chuàng)建部件】命令，ug 將按電子表格 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建，并按指定的路徑進(jìn)行保存。至此角接觸球軸承的 標(biāo)準(zhǔn)庫我們已經(jīng)制作完。圖 27 為按存盤路徑打開的標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾。使用者如有 需要，即可按軸承代號(hào)進(jìn)行檢索，直接點(diǎn)擊打開就可

20、獲得相應(yīng)代號(hào)的深溝球軸 承模型。 圖 27 標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾 為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)庫作較好的比較，通過導(dǎo)入方式分別將代號(hào)為 7000c、7201c、7301c 的角接觸球軸承導(dǎo)入到同一界面。其模型正視圖對(duì)比 （圖 28） 。 圖 28 滾動(dòng)軸承模型對(duì)比 4.4 推力球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建推力球軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 4.4.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式提取基本參數(shù)建立表達(dá)式 如圖 31 所示推力球軸承的基本 結(jié)構(gòu)尺寸有 d、d、b 和內(nèi)外圓倒角 半徑 rs。而其余任意約束尺寸均可 通過這三個(gè)基本尺寸，由一個(gè)特定 的表達(dá)式表示出來。 7000c 角接觸球軸承的基本參數(shù)如下： d=10mm /軸承內(nèi)徑 d=26mm /軸承外

21、徑 t=11mm /軸承寬度 圖29 推力球軸承結(jié)構(gòu) rs=0.3mm /軸承外圈圓角半徑 根據(jù)模型所需參數(shù)建立如下表達(dá)式： a=(d-d)/2 /軸承的厚度 從標(biāo)題欄【工具】打開表達(dá)式對(duì)話框如圖所示，用 d 代表 dd，用 d 代表 d，用 r 代表 r，輸入?yún)?shù)表達(dá)式（圖 30） 。 4.4.2 推力球軸承模型的創(chuàng)建推力球軸承模型的創(chuàng)建 （1）在 xcyc 平面建立圖 31 所示草圖，并通過所建立的表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn) 行約束，然后繞 xc 坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)生成基體實(shí)體（圖 32） 。 （2）在 xcyc 平面建立圓（圖 33）和點(diǎn)（圖 34）所示草圖，并通過所建 立的表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn)行約束。 圖 30

22、 表達(dá)式對(duì)話框 圖 31 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)草圖 圖 32 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)實(shí)體 圖 33 滾子圓結(jié)構(gòu)草圖 圖 34 點(diǎn)位置草圖 圖 35 滾子實(shí)體模型 將內(nèi)外圈實(shí)體隱藏后,讓圖 33 所示圓沿 xc 坐標(biāo)軸矢量方向，繞圖 34 示點(diǎn) 旋轉(zhuǎn)生滾子實(shí)體（圖35） 。 通過布爾操作【求和】將滾子和內(nèi)圈合并，點(diǎn)擊【特征操作】中【實(shí)例特 征】 ，點(diǎn)擊“環(huán)形陣列” ，對(duì)滾子進(jìn)行陣列操作，即可生成如圖（36）所示的 10 個(gè)滾子的實(shí)體模型。 圖 36 滾子實(shí)體模型 圖 37 倒角后推力球軸承的實(shí)體模型 （3）顯示隱藏的外圈，通過【特征操作】中的【邊倒圓】選項(xiàng)，分別選中 軸承內(nèi)外圈的邊，在設(shè)置項(xiàng)的下拉菜單中選擇公式輸入，

23、并分別輸入 r 即可得 到如圖 37 所示的軸承內(nèi)外圈圓角。 4.4.3 推力球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫推力球軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫 （1）單擊【工具】【部件族】命令,系統(tǒng)彈出如圖 38 所示的【部件族】 對(duì)話框, 并將 b、d、dd、r 作為添加列進(jìn)行添加。對(duì)于族保存目錄可以選擇 默認(rèn)也可以另行設(shè)置，但是其目錄中不允許有中文存在。 （2）點(diǎn)擊【創(chuàng)建】按鈕，在彈出的電子表格內(nèi)輸入基本參數(shù)。 圖 38 部件族對(duì)話框 圖 39 標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾 （3）點(diǎn)擊電子表格里【部件族】【創(chuàng)建部件】命令，ug 將按電子表格 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建，并按指定的路徑進(jìn)行保存。至此角接觸球軸承的 標(biāo)準(zhǔn)庫我們已經(jīng)制作完。圖 39

24、 為按存盤路徑打開的標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾。使用者如有 需要，即可按軸承代號(hào)進(jìn)行檢索，直接點(diǎn)擊打開就可獲得相應(yīng)代號(hào)的深溝球軸 承模型。 為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)庫作較好的比較，通過導(dǎo)入方式分別將代號(hào)為 51200、51305、51405 的角接觸球軸承導(dǎo)入到同一界面。其模型正視圖對(duì)比 （圖 40） 。 圖 40 推力球模型對(duì)比 4.5 圓柱滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建圓柱滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 4.5.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式提取基本參數(shù)建立表達(dá)式 如右圖 41 所示,圓柱滾子軸 承的基本結(jié)構(gòu)尺寸有 d、d、b 和內(nèi)外圓倒角半徑 rs 和 r1s（未 標(biāo)注）。而其余任意約束尺寸均 可通過這三個(gè)基本尺寸，由一個(gè) 特定的表達(dá)式表示

25、出來。 n204e 型圓柱滾子軸承的基本參數(shù)如下： d=20mm /軸承內(nèi)徑 d=47mm /軸承外徑 圖41 圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)圖 b=14mm /軸承寬度 rs=1mm /軸承內(nèi)圈圓角半徑 r1s=0.6mm /軸承外圈圓角半徑 根據(jù)模型所需參數(shù)建立如下表達(dá)式： a=(d-d)/2 /軸承的厚度 從標(biāo)題欄【工具】打開表達(dá)式對(duì)話框如圖所示，用 d 代表 d，用 dd 代表 d，用 b 代表 b，用 rs 代表 rs，用 r1s 代表 r1s，輸入?yún)?shù)表達(dá)式（圖 42） 。 4.5.2 圓柱滾子軸承模型的創(chuàng)建圓柱滾子軸承模型的創(chuàng)建 （1）在 xcyc 平面建立圖 43 所示草圖，并通過所建立的表

26、達(dá)式對(duì)圖形進(jìn) 行約束，然后繞 xc 坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)生成基體實(shí)體（圖 44） 。 圖 42 表達(dá)式對(duì)話框 圖 43 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)草圖 圖 44 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)實(shí)體 （2）在 xcyc 平面建立（圖 45）草圖，并通過所建立的表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn) 行約束。 圖 45 滾子結(jié)構(gòu)草圖 圖 46 中心線位置草圖 圖 47 滾子實(shí)體模型 將內(nèi)外圈實(shí)體隱藏后,讓圖 45 所示圓沿 xc 坐標(biāo)軸矢量方向，繞圖 46 所示 中心線旋轉(zhuǎn)生滾子實(shí)體（圖 47） 。 通過布爾操作【求和】將滾子和內(nèi)圈合并，點(diǎn)擊【特征操作】中【實(shí)例特征】， 點(diǎn)擊“環(huán)形陣列” ，對(duì)滾子進(jìn)行陣列操作，即可生成如圖（48）所示的 10 個(gè)滾子的實(shí)體模 型。

27、圖 48 滾子實(shí)體模型 圖 49 倒角后圓柱滾子軸承的實(shí)體模型 （3）顯示隱藏的外圈，通過【特征操作】中的【邊倒圓】選項(xiàng)，分別選中 軸承內(nèi)外圈的邊，在設(shè)置項(xiàng)的下拉菜單中選擇公式輸入，并分別輸入 r 即可得 到如圖 49 所示的軸承內(nèi)外圈圓角。 4.5.3 圓柱滾子軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫圓柱滾子軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫 （1）單擊【工具】【部件族】命令,系統(tǒng)彈出如圖 50 所示的【部件族】 對(duì)話框, 并將 b、d、dd、r 作為添加列進(jìn)行添加。對(duì)于族保存目錄可以選擇 默認(rèn)也可以另行設(shè)置，但是其目錄中不允許有中文存在。 圖 50 部件族對(duì)話框 圖 51 標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾 （2）點(diǎn)擊【創(chuàng)建】按鈕，在彈出的電子表格

28、內(nèi)輸入基本參數(shù)。 （3）點(diǎn)擊電子表格里【部件族】【創(chuàng)建部件】命令，ug 將按電子表格 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建，并按指定的路徑進(jìn)行保存。至此角接觸球軸承的 標(biāo)準(zhǔn)庫我們已經(jīng)制作完。圖 51 為按存盤路徑打開的標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾。使用者如有 需要，可按軸承代號(hào)進(jìn)行檢索，直接點(diǎn)擊打開就可獲得相應(yīng)代號(hào)的深溝球軸承 模型。 為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)庫作較好的比較，通過導(dǎo)入方式分別將代號(hào)為 n204f、n304f、n305f 的圓柱滾子軸承導(dǎo)入到同一界面。其模型對(duì)比(圖 52)。 圖 52 圓柱滾子軸承對(duì)比 4.6 圓錐滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建圓錐滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建 4.6.1 提取基本參數(shù)建立表達(dá)式提取基本參數(shù)建立表達(dá)式 如右

29、圖 53 所示,圓錐滾子軸 承的基本結(jié)構(gòu)尺寸有 b、c、d、 d、t 和內(nèi)外圓倒角半徑 rs 和 r1s （未標(biāo)注）。而其余任意約束尺 寸均可通過這七個(gè)基本尺寸，由 一個(gè)特定的表達(dá)式表示出來。 圓錐滾子軸承中代號(hào)為 30206 的軸承的基本參數(shù)如下： d=30mm /軸承內(nèi)徑 圖 53 圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu) d=62mm /軸承外徑 b=16mm /軸承內(nèi)圈寬度 c=14mm /軸承外圈寬度 t=17.25mm /軸承寬度 rs=1mm /軸承內(nèi)圈圓角半徑 r1s=1mm /軸承外圈圓角半徑 根據(jù)模型所需參數(shù)建立如下表達(dá)式： a=(d-d)/2 /軸承的厚度 從標(biāo)題欄【工具】打開表達(dá)式對(duì)話框，用

30、d 代表 d，用 dd 代表 d， 用 r1s 代表 r1s，用 rs 代表 rs，輸入?yún)?shù)（圖 54） 。 4.6.2 圓錐滾子軸承模型的創(chuàng)建圓錐滾子軸承模型的創(chuàng)建 （1）在 xcyc 平面建立圖 55 所示草圖，并通過所建立的表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn) 行約束，然后繞 xc 坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)生成基體實(shí)體（圖 56） 。 （2）在 xcyc 平面建立矩形（圖 57）和中心線（圖 58）草圖，并通過所 建立的表達(dá)式對(duì)圖形進(jìn)行約束。 圖 54 表達(dá)式對(duì)話框 圖 55 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)草圖 圖 56 內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)實(shí)體 圖 57 滾子結(jié)構(gòu)草圖 圖 58 中心線位置草圖 圖 59 滾子實(shí)體模型 將內(nèi)外圈實(shí)體隱藏后,讓圖 57

31、示圓沿 xc 坐標(biāo)軸矢量方向，繞圖 58 所示中 心線旋轉(zhuǎn)生滾子實(shí)體（圖 59） 。 通過布爾操作【求和】將滾子和內(nèi)圈合并，點(diǎn)擊【特征操作】中【實(shí)例特 征】 ，點(diǎn)擊【環(huán)形陣列】 ，對(duì)滾子進(jìn)行陣列操作，即可生成如圖（60）所示的 10 個(gè)滾子的實(shí)體模型。 圖 60 滾子實(shí)體模型 圖 61 倒角后圓錐滾子軸承的實(shí)體模型 （3）顯示隱藏的外圈，通過【特征操作】中的【邊倒圓】選項(xiàng)，分別選中 軸承內(nèi)外圈的邊，在設(shè)置項(xiàng)的下拉菜單中選擇公式輸入，并分別輸入 r 即可得 到軸承內(nèi)外圈圓角（圖 61） 。 4.6.3 圓錐滾子軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫圓錐滾子軸承模型生成標(biāo)準(zhǔn)庫 （1）單擊【工具】【部件族】命令,系統(tǒng)彈

32、出【部件族】對(duì)話框（圖 62）, 并將 b、d、dd、r 作為添加列進(jìn)行添加。對(duì)于族保存目錄可以選擇默 認(rèn)也可以另行設(shè)置，但是其目錄中不允許有中文存在。 （2）點(diǎn)擊【創(chuàng)建】按鈕，在彈出的電子表格內(nèi)輸入基本參數(shù)。 （3）點(diǎn)擊電子表格里【部件族】【創(chuàng)建部件】命令，ug 將按電子表格 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)庫的創(chuàng)建，并按指定的路徑進(jìn)行保存。至此角接觸球軸承的 標(biāo)準(zhǔn)庫我們已經(jīng)制作完。下圖 63 為按存盤路徑打開的標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾。使用者如 有需要，即可按軸承代號(hào)進(jìn)行檢索，直接點(diǎn)擊打開就可獲得相應(yīng)代號(hào)的深溝球 軸承模型。 為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)庫作較好的比較，通過導(dǎo)入方式將任意三個(gè)圓錐滾子軸承導(dǎo)入到 同一界面。其模型對(duì)比（圖 64） 。 圖 62 部件族對(duì)話框 圖 63 標(biāo)準(zhǔn)庫文件夾 圖 64 不同軸承模型對(duì)比圖 5 結(jié)束語結(jié)束語 本文通過實(shí)例介紹了軸承三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型建立 不同的參數(shù)化模板，利用多組參數(shù)驅(qū)動(dòng)零件的特征尺寸和位置尺寸以完成軸承 的三維建模，提高了軸承的參數(shù)化程度，最后通過部件族電子表格來創(chuàng)建軸承 的標(biāo)準(zhǔn)庫，從而為設(shè)計(jì)人員減少了大量重復(fù)、繁瑣、復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，大大提 高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)精度。 但由于資料和水平有限，軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)系列做的還不夠全面，在以 后的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)中將會(huì)加以改進(jìn)。 謝辭謝辭 在畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束之際，首先感謝我的指導(dǎo)教師在本次設(shè)計(jì)中