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                        轴零件自动装配中的尺寸驱动方法研究 (2)

   3、 轴段尺寸驱动的特点 假设装配完成后的某轴如图3所示,尺寸由系统根据装配信息自动标出。
                 
                            图3 轴装配示意图

    由于零件和轴都是采用孔轴配合,并且零件的左右端面总是垂直于轴的中心线,所以轴和轴上零件的尺寸驱动有以下特点:

 (1)轴段和轴段上零件在水平方向尺寸标注总是以轴的左端面为基准,在垂直方向上尺寸标注总是以轴的中心线为基准,不需要再为每个零件设置单独的基准。

 (2)零件的高度变化不会影响其他零件,只会影响约束条件中与该零件高度有关的参数。

 (3)因为轴的尺寸只能根据零件尺寸确定,所以轴段的尺寸不用于驱动。

 (4)轴段和零件之间的特征可以根据装配关系自动生成,特征随着零件的修改而移动、删除或添加。

 (5)尺寸驱动必须保证轴的可装配性,在不能装配时给出参考调整方案,当调整方案不存在时给出出错信息。

    4、 系统功能的实现

    4.1 建库

   零件的形状各不相同,比如齿轮就有圆柱齿轮,圆锥齿轮,扇型齿抡等,用户经常使用的零件数目有限,在自动装配软件中建立零件库一方面方便用户的操作,便于系统的扩充,另一方面也把零件的尺寸标注形式标准化。根据程序提供的装配零件种类建立圆柱齿轮,锥齿轮、皮带轮、链轮四个图库。

    4.2 尺寸分析

   尺寸分析是尺寸驱动的基础,尺寸分析得到零件的尺寸链检查过约束和欠约束的情况,为尺寸驱动准备数据结构。尺寸驭动是尺寸随着尺寸链传播的过程,尺寸的改变沿着尺寸链传播开去,影响尺寸链上其他尺寸的改变,直到封闭地回到被驱动尺寸为止,尺寸链有且只能有一个回路,所以尺寸分析是尺寸驱动必不可少的条件,尺寸驱动前必须进行尺寸分析。本软件也提供尺寸分析的功能。

    4.3 系统基本功能

   软件分为添加、删除、检查可装配性、尺寸驱动、校核五个子系统,系统主界面如图4。

   其中, 添加子系统和删除子系统分别负责零件、轴段、定位方式的添加和删除,通过添加和删除子系统,用户完成轴系的装配过程。检查可装配性子系统检查零件是否能正确装配,并用列表的形式给出不能装配零件和修改建议。尺寸驱动子系统是本章的重头,根据用户给定的数据驱动装配轴。校核子系统检查装配完成后轴的强度和刚度。
        
             图4 系统主界面

    4.4 系统操作流程

   用户根据零件尺寸确定轴段尺寸,直到所有零件安装到轴上。此时的零件没有定位,用户选择定位方式,定位所有零件完毕,这时初步设计完成,但通常初步设计是不合理的,很可能出现零件不能装配,定位方式不合理,零件相互干涉等现象,用户这时可选取(检查可装配性)选项,根据检查结果修改设计,直到得到满意结果。尺寸驱动之前必须进行尺寸分析,注意尺寸驱动后也可能有不能装配的情况,也需要检查可装配性。设计合理后校核轴的强度,轴强度合理后整个设计就结束了。

    5、 小结

    这里详细介绍了作者提出并开发成功的轴自动装配CAD系统、该系统提出了易于扩展的装配关系信息模型,可以方便地完成零件的系列化设计和变形设计,使设计人员从繁琐的绘图中解脱出来,把精力投入到有创造性的设计中去。另外,研究轴的尺寸驱动对于实现复杂机械系统的尺寸驱动具有借鉴意义。

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