基于特征与约束理论的机械通用件CAD建模及参数化设计.pdf

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1、l主羽：计尊飘款嗣强弱求基于特征与约束理论的机械通用件CAD建模及参数化设计闫晓玲王望龙(①北京工商大学机械工程学院，北京102488；②装甲兵工程-9院装备再制造工程系，北京100072)摘要：探讨了CAD建模中特征和约束理论，分析了特征的层次性以及不同特征之间的映射。通过实例介绍了PRO／E中特征造型和参数化设计方法的具体应用。实现了基于精确的齿轮轮廓方程的渐开线齿轮三维建模，采用这种造型与设计方法，减去了数字化建模过程中烦琐且重复性的工作，实现了设计自动化和高效化。关键词：特征建模约束理论参数化设计机械通用件CADMode

2、lingandParametricDesignofMachineryGeneralPartsBasedOnCharacteristicsandTheoryofConstraintsYANXiaoling①WANGWanglong②，(@MechanicalEngineering，BeijingTechnologyAndBusinessUniversity，Beijing102488，CHN；@DepartmentofEquipmentRemanufacturing，AcademyofArmoredforceEngineering

3、，Beijing100072。CHN)Abstract：ThecharacteristicsandconstrainttheoryofCADmodelingarediscussedinthispaper，thelevelofthecharacteristicsandthemappingbetweendifferentcharacteristicsareanalysed．ThespecificapplicationofFeature—basedmodelingandparametricdesignmethodinPRO／Eisex

4、plainedbyanexample，three—dimensionalmodelofInvolutegearbasedonPrecisiongearcontourequationiscreated，usingsuchmodelinganddesignmethods，minustherepetitiveandtediouswork，realizethedesignofautomationandeficiency．Keywords：FeatureModeling；TheoryofConstraints；ParametricDesi

5、gn；MachineryGeneralParts在现代产品的无纸开发方式中，通常要建立产品1CAD建模中的特征与约束理论的数字化模型，采用各种虚拟技术进行产品分析、虚拟装配、虚拟制造，直至完成产品的实际制造。离开了产PRO／E是一个参数化、基于特征的实体造型系品的数字化模型，一切分析将无从谈起。在产品的统。关于特征的概念，许多专家学者从不同角度进行数字模型建立过程中，经常要用到一些机械通用件了定义。Pratt和Wilison定义特征是一个零件上有意(如齿轮等)，同类通用件的结构类似，只是个别属性义的区域，并基于形状不同将特征分为

6、六大类：通道有差异。快速、准确地建立机械通用件的数字模型，能(passage)、凹陷(Depression)、凸起(Protrusions)、过渡够加速产品开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质(Transitions)、域(AreaFeatures)、变形(Deformation)；量、降低成本、增强企业市场竞争能力。本文主要探讨Shahl2定义特征为产品信息传递的载体，能帮助设计、CAD建模中的特征和约束理论，通过实例介绍PRO／E制造和其它工程任务之间的通信与交流，共分形状特中特征造型与参数化设计方法的具体应用，采用这种征

7、、技术特征、精度特征、装配特征等。由此可见，特征方法可快速、准确地建立通用件的数字模型，它改变了集不但与产品类型相关，还与观察角度和应用领域相设计的概念，并将设计的便捷性推进了一大步。关。对于给定的产品类型或应用领域，可以建立足够国家自然科学基金项目(50735006)资助支持0硅；j￡u砉lu篓平耋I删毫圈：计飘歌谇青揭强豫ITopics：CompeerSoftwareandProgrammeTechnologyI的特征集为产品设计服务。这样的特征集合称为特征元素之问的约束。图4是基于二维参数化草图经拉空问。要创建集成的基于特

8、征的设计系统，必须实现伸、旋转生成的齿轮三维模特征的扩充以及特征空问与功能空问、约束空间的映型，建模时首先绘制特征曲射(Mapping)。CAD建模中的特征可划分为底层特线(底层特征)，然后对这征、高层组合特征及边界表示法单元／体素特征三个层些特征曲线进行调整使