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机械设计 JOURNALOFMACHINEDESIGN 机械零件参数化设计和运动仿真 杨成启。杨新华．李巨光。张鹏，赵杰 (中国海洋大学工程学院，the,青岛266071) 摘要：运用Pro／E中的Pro／PROGRAM(程序)模块，通过输入参数数据，自动再生三维模型从而实现零件参数化设计。 利用Pro／E的机构设计扩展模块MechanismExtension(MDX)，对机构运动进行仿真和干涉分析。参数化零件的 Design 设计可避免不必要的重复，节省了资源和时间． 关键词：机械零件；参数化设计；运动仿真；干涉分析 CAD软件中的参数化设计的主要特点是：基于特征、全 保持架相对内圈滚道的角速度是11。。=n。-ni(6) 尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。它使得设计者可 假定内圈沟道与钢球接触处没有严重滑动，接触点上钢球 以通过设计参数来驱动产品零件的几何模型及装配体的建模 线速度等于沟道线速度 O．5 n (7) 等。与传统的建模方式比较，参数化设计将设计者从琐碎的拼 n。id。(1·Y产0．5RD (8) 凑几何元素的操作中解放出来，以少数的几个主要参数来控制 则滚动体自转速度nR=(n。-n，)d。(1·Y)／D 产品的设计，大大简化了用户生成和修改零件模型的操作，提 (9) d。(1-Y)(1+Y)(rl。-n．)／D 将门m代入，得nR--0．5 高了设计效率，可以更加直观的分析零件的特性，降低了设计 仅仅考虑内圈旋转时n。=O．5ni(1·Y) (10) 者的工作强度∞I。本文基于Pro／E软件，对轴承产品的参数化 nt=o．5d。ni(1·Y)(1+Y)／D (11) 设计及其运动的仿真，通过运动演示来调整零件的设计、装配， 接触点为c点，滑动速度矢量Vs(见图1)，当滚子不产 使零件的尺寸等特征能够符合运动状态下的各种条件。更容易 生倾斜时，滑动速度的计算公式为： 发现设计错误，及早纠正。 (12) V．I=Vr·Vm2∞fRc．(‘ooRc+(I)，Rc) 1 滚动轴承优化设计与运动分析 因为轴承外圈是固定的，所以(1，O=0，故上式应为： V，，．Vr-Vm。ufRc～rRc (13) 滚动轴承是标准的机械零件，它内部结构复杂，有必要进 如果不存在滑动，在内圈和滚子的接触处的速度应该一致。 行参数化设计和运动分析．下面介绍基本的设计理论。 (I)轴承的优化设计一般的轴承优化设计的目标是求[41 N6一 轴承的基本额定寿命L (小时数)， (1) h=羔(睾)‘ oU刀厂 最大。这里的C为