论文总字数：24124字

摘 要

产品的参数化构型设计技术已经成为了产品设计过程当中的一种重要的设计方法。按照模型所对应的对象，参数化构型设计可以分为零件级别的参数化构型设计和产品级别的参数化构型设计，零件级别的参数化构型设计技术已经在生产实践中取得了成功的应用实例，但还不能够完全实现产品级别的参数化构型设计，当下的设计过程要求要实现整个产品的三维模型的参数化构型。因此，基于UG软件研究了产品级别的三维建模参数化构型设计的技术，提出了利用UG中WAVE链接几何体的技术来实现单个模型内部的形状特征关联和尺寸关联，使用部件间表达式建模的技术来实现不同模块之间的尺寸关联，来实现整个产品级别的三维模型参数化构型的建模。求证过程以机车底架为应用实例，证明了这个方法简便实用，能显著提高设计的工作效率。 

关键词：参数化建模；PTS；部件间表达式

NX product design based on parametric configuration

Abstract

The parametric configuration design technology of the product has become one of the most important design methods in the product design process. According to the corresponding objects of the model, parametric configuration design can be divided into part-level parametric configuration design and product-level parametric configuration design, part-level parametric configuration design technology has achieved successful application examples in production practice, but not yet able to fully realize the product-level parametric configuration design, the current design process requires the realization of the entire product's three-dimensional model parametric configuration. Therefore, based on UG software, the technique of 3D modeling parametric configuration design at the product level is studied, and the technique of WAVE linked geometry in UG is proposed to realize the shape feature association and dimensional association within a single model, and the technique of inter-part expression modeling is used to realize the dimension association between different modules, so as to realize the modeling of the parametric configuration of the whole product level. The proofing process takes the locomotive underfill as an application example, which proves that this method is simple and practical, and can significantly improve the efficiency of the design.

Keywords: parametric modeling; PTS; expressions between components

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1. 参数化构型设计的研究背景 1

1.2. 参数化构型设计的应用 1

1.3. 参数化构型设计的概述 1

1.4. 参数化构型设计的意义 1

第二章 减速箱低速轴通用设计参数 2

2.1. 粗算总传动比 2

2.1.1. 传动比计算 2

2.2. 制定运动设计方案 2

2.2.1. 驱动装置设计参数计算 3

2.2.2. 驱动装置功能分解 4

第三章 减速箱部件基础设计 6

3.1. 减速箱部件总体方案设计 6

3.1.1. 总传动比 6

3.1.2. 传动比分配 6

3.2. 减速箱部件结构组成设计 6

3.2.1. 减速箱部件结构组成设计 6

3.2.2. 减速箱部件装配结构树 7

3.3. 减速箱部件结构布局构型设计 7

3.3.1. 结构布局构型设计 7

3.3.2. 设计基准 7

3.4. 减速箱功能分解 8

3.4.1. 各传动轴转速 8

3.4.2. 各传动轴输入功率 8

3.4.3. 各传动轴输入转矩 8

3.5. 减速箱部件各尺寸参数的确定 8

3.5.1. 低速级齿轮传动的设计 8

3.5.2. 各子单元的外形及装配定位尺寸 10

3.5.3. 减速箱输出轴伸出段长度 10

3.5.4. 低速轴系组件设计书 12

第四章 低速轴系组件基础设计 14

4.1. 低速轴系组件设计 14

4.1.1. 低速轴系组件 14

4.1.2. 低速轴最小直径的确定 14

4.1.3. 联轴器和齿轮与轴联接方式 14

4.1.4. 润滑和密封 15

4.1.5. 确定轴承安装位置面 15

4.2. 减速箱低速轴系组件结构组成设计 16

4.2.1. 减速箱低速轴系组件结构组成设计 16

4.2.2. 减速箱低速轴系组件装配结构树 16

4.3. 减速箱低速轴系组件结构布局构型设计 17

4.3.1. 结构布局构型设计 17

4.3.2. 设计基准 17

4.4. 减速箱低速轴系组件功能分解 17

4.4.1. 低速轴转速 17

4.4.2. 低速轴输入功率 17

4.4.3. 低速轴输入转矩 17

4.5. 减速箱低速轴系组件各尺寸参数的确定 17

4.5.1. 低速轴组件各零件的径向尺寸设计 17

4.5.2. 低速轴组件各零件的轴向尺寸设计 18

4.5.3. 键的选择及轴上键槽位置的设计 18

4.5.4. 低速轴组件外形及装配定位尺寸 18

4.5.5. 轴、键或轴承的校核 18

4.6. 减速箱低速轴组件结构布局构型及控制尺寸设计 19

4.6.1. 减速箱低速轴组件结构布局及控制尺寸设计 19

4.6.2. 减速箱低速轴组件结构布局图的尺寸参数表 20

4.7. 减速箱低速轴组件控制结构 25

4.7.1. 减速箱低速轴系组件控制结构 25

4.8. 减速箱低速轴系组件各零件设计 25

4.8.1. 齿轮Z4零件设计 25

4.9. 齿轮Z4零件特征组成： 27

4.9.1. 轮齿特征建模 27

4.9.2. 腹板特征建模 27

4.9.3. 轮毂特征建模 28

4.9.4. 轴孔特征建模 29

4.9.5. 腹板孔特征建模 29

4.9.6. 键槽特征建模 30

第五章 产品模板工作室 31

5.1. 产品模板工作室的优点 31

5.1.1. 产品模板工作室（Product Template Studio）的优点 31

5.2. 产品模板工作室的配置及使用 31

5.2.1. 配置产品模板工作室 31

5.2.2. 产品模板工作室的调用 32

5.2.3. 结论 33

第六章 结束语 34

致 谢 35

参考文献 36

引 言

参数化构型设计的研究背景

为提高三维设计产品生产速率，将在建模、装配、联动使用等传统的三维模型建模的基础上做出修改，目前由美国UGS开发的UG软件因为其功能的强大和技术上的领先地位，是备受用户青睐的CAD软件，它实现了CAD\CAM\CAE的有机集成等成果。

参数化构型设计的应用

就中国用户来说，由于制造设备目前还没有完全现代化，真正的CAD\CAM一体化的制造企业不多，因此，在产品生产过程中仍需要零部件的二维设计图纸。但任何一种CAD软件都不是十全十美的，UG的drafting模块在汉字输入、符号标注和明细表编制方面从方便性来说还有不尽人意的地方，使用16版本的UG虽然有汉字输入的模块，但与Windows兼容性不理想，对于文字处理没有其他二维CAD软件（如AUTOCAD）方便，对于复杂的装配图形需要较多的时间作文字处理工作。为保证数据共享，UG-Translator提供了多种软件接口技术。其中UGTODXF是UG与AUTOCAD的直接装换接口。

参数化构型设计的概述

参数化构型主要分为两部分：参数化图元和参数化修改引擎。

每个建模的零件的图元都是以构建的形式存在，构建由参数反应出来，参数则保存了图元的所有信息，参数就是图元的载体的一种表达。

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