基于CATIA的串水辊机构的虚拟设计研究.pdf

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1、·现代设计与先进制造技术·张军武美萍基于CATIA的串水辊机构的虚拟⋯⋯55基于CATIA的串水辊机构的虚拟设计研究张军，武关萍(江南大学机械工程学院，江苏无锡214122)摘要：在确定串水辊三维设计总体思路的基础上，运用CATIA数字化建模中的几种建模方法完成了所有零部件的三维建模，然后采用自上而下和自下而上相结合的方法对串水辊机构进行虚拟装配设计。最后对相关零部件进行有限元分析，保证了所设计零件结构的合理性，缩短了产品开发周期，提高了产品质量。关键词：CATIA；串水辊；虚拟设计；有限元分析中图分类号：TH16；TS825文献标识码：A文章编号：1672—1616(20

2、12)15—0055—04润湿装置是平版印刷机的重要组成部分，用于输送和调节润湿液，而串水辊则是润湿装置中的重要构件，其工作原理¨为通过串水辊的周向转动和轴向窜动把水分打匀并传递到水辊上。一旦串水辊出现径向跳动，将影响印刷质量甚至导致无法开机的严重后果。串水辊轴头磨损弯曲、辊体变形甚至拆装串水辊轴头端面时碰到毛刺或卷边都可能造成径向跳动J。传统的二维设计方法在可靠性、设计精度和质量等方面存在不足之处。有限元法的基本思想是先将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互联结在一起图1设计流程图的单元组合体。这种化整为零、集零为整的方法就1．1串水辊机构零部件设计是有

3、限元的基本思路J。借助三维设计软件CAT-在CATIA中，生成零件的方法有很多，即使对IA进行串水辊机构的虚拟设计，不仅可以真实地同一个零件也可以采用多种成形方法。串水辊机反映串水辊机构的几何形状和空间位置，还能通过构的主要零部件有PVC水辊轴、串水辊、串水辊支干涉与碰撞检测验证串水辊机构设计的合理性，使架、抬起手柄、手柄座、串水辊套以及轴承、螺栓等得设计者在早期就可以通过虚拟样机，在系统水平零件。在对以上零件的三维建模过程中主要采用上真实地预测机械结构的工作性能，实现系统的最的方法有：优设计。CATIA软件作为建模、分析工具，将三维a．拉伸成形。串水辊机构中的中tL,PV

4、C水辊建模与工程分析2项工作集成在一个系统中完成，轴采用的就是拉伸成形法，如图2所示。拉伸成形省去了模型在不同软件接口之间导人导出时所需在无特殊外表面要求的回转体零件成形时应用十的大量的模型修改工作。分方便。1基于CATIA的三维建模CATIA的建模方式主要有4种：基于约束的建模、参数化建模、非参数化建模和混合建模。针对图2拉伸成形串水辊机构的特点，首先确定该机构的三维设计流b．旋转成形。串水辊机构多为回转体，如水程，如图1所示。辊套、串水辊等零件就是采用此方法生成的，如图收稿日期：2012—05—24作者简介：张军(1986一)，男，四川遂宁人，江南大学硕士研究生，主要研

5、究方向为先进制造技术。582012年8月中国制造业信息化第41卷第15期(34)：88．3结束语陈锡栋，杨婕，赵晓栋，等．有限元法发展现状及应用[J]．应用CATIA进行建模、虚拟装配和有限元分中国制造业信息化，2010，39(11)：6—8．析，能直观、准确地反映零部件的形状以及装配关崔红新，程方荣，王健智．有限元法及其在生物力学中的应系。在设计过程中对模型的不断验证与编辑修改，用[J]．中医正骨，2005，17(1)：53—55．使大部分的设计错误都得以及时更正，有效地降低曾洪江．CATIAV5机械设计从入门到精通进阶篇[M]．北了设计失误率，并大大缩短了设计周期，提高

6、了设京：中国青年出版社，2004．鲁君尚，张安鹏，王书满，等．CATIAV5之装配设计与实时渲计质量。染[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007．盛选禹．CATIA有限元分析命令详解与实例[M]．北京：机械参考文献：工业出版社，2005．[1]冯昌伦．胶印机的使用与调节[M]．北京：印刷工业出版社，黄博．CATIA有限元分析模块实例教程[M]．北京：人民交1993．[2]施建国．串水辊径向跳动故障分析[J]．印刷技术，2004通出版社，2007．TheVirtualPrototypingDesignofDampeningVibratorMechanismBasedon

7、CATIAZHANGJun．WUMei—ping(JiangnanUniversity，JiangsuWuxi，214122，China)1l寸]]]Abstract：Basedondeterminingthegeneraldesignscheduleofdampeningvibrator，itintroducesseveralmainprocessesinmodelingprogress．Itestablishesallthree—dimensionalmodelingpartsofthedampeningvib