基于Pro_E二次开发的零件参数化设计_程俊峰

基于Pro/E二次开发的零件参数化设计

程俊峰,沈精虎

(青岛大学机电工程学院,青岛266071)

摘要:论述一种基于P ro/E二次开发的参数化设计新方案,并详细介绍实现的过程。在VC.N e t2003环境下,利用P ro/E 提供的二次开发工具P ro/T oo l kit编写具有通用性的零件参数化设计工具,扩展了P ro/E的参数化设计功能,介绍其实现的原理、方法以及关键技术。工程应用实例表明上述方案减小了设计者的劳动强度,提高了参数化建模的效率。

关键词:参数化设计;P ro/E;P ro/T oo l kit;二次开发

中图分类号:TP391 72 文献标识码:A 文章编号:1671 3133(2008)02 0076 05

A para m eterized design of co mponent based on

Pro/E secondary develop m ent

Cheng Jun feng,Shen Jing hu

(Co llege o fM echan ica l&E lectron ic Eng i n eering,Q ingdao Un i v ersity,Q ingdao266071,Shandong,C HN) Abstrac t:D e m onstrates a ne w para m eter ized design precept based on P ro/E secondary dev elopment and i ntroduces the rea lization o f that i n deta i.l A co mmon too l w as progra mm ed using t he secondary deve l op m ent too l P ro/Too l k it of Pro/E under the VC. N e t2003deve lop m ent c ircu m stance.T he assistant tool i s used to desi gn pa rame terized co m ponent,wh ich extends t he para m eter ized functi on of P ro/E,after tha t,t he pri nc i p l e,m ethod and key technique of realizati on f o r the too l is d i scussed.An examp l e of eng ineer i ng applica tion prov ed that above m entioned sche m e i nduced the l abo r i ntens it y and i m proved effic i ency of estab lishi ng para m eter ized mode.l

K ey word s:Para m ete rized desi gn;P ro/E;P ro/T oolkit;Secondary develop m ent

以Pro/E为代表的参数化特征造型是目前成熟的CAD技术。许多企业在Pro/E平台上进行零件的参数化设计,开发参数化造型系统,以便快速实现产品的系列化。

目前主流的参数化设计方案是:在Pro/E环境下利用交互方式生成三维模型,然后在已创建的三维零件模型的基础上,根据零件的设计要求建立一组可以完全控制三维模型形状和大小的设计参数,最后利用Pro/E提供的二次开发工具Pro/Too l k it进行二次开发,实现特定零件的参数化驱动。这种设计方法虽然简单实用,但是存在两个问题:1)参数化建模过程操作繁琐;2)应用程序不通用,需要为每个零件编写参数化驱动程序,工作量大,存在重复劳动。

本文将以Pro/E W ildFire3 0为设计环境,对三维零件模型参数化设计和程序开发所涉及的一些主要技术和方法进行研究,针对上述问题,在原有建模方法的基础上提出改进方案,并且详细介绍方案的实现过程和参数化辅助设计工具的开发过程。1 参数化建模方案

1 1 参数化建模规则

零件参数化模型的设计是整个参数化驱动的核心,模型的好坏直接影响该系统能否生成符合要求的零件,影响二次开发的难度和工作量。为了能够创建良好的参数化模型,制定以下规则。

1)对于零件特征:(1)对零件的形状进行分析,模型中尽量减少特征数量;(2)先建立主要特征,再创建圆角、倒角等辅助特征。

2)对于尺寸标注:(1)优先使用几何约束,减少尺寸约束的数量;(2)尺寸标注符合设计思想,便于实现参数驱动;(3)优先使用辅助工具修改尺寸值,不仅操作方便直观,而且还可以添加尺寸说明和修改系统自动生成的尺寸符号(名称),以便理解尺寸的含义和添加关系式。

3)对于参数的命名:参数名要直接体现参数的意义,建模时首先定制命名规则,可以使用英文或者中

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文。例如:应该直接使用 Gear_Num ber !、 齿数!、 套筒内孔直径!等含义清楚的参数名,不要使用 L1!、 DD1!等容易混淆的参数名,这也是参数化建模程序能够通用的重要条件。文中采用的命名规则为:

零件名+零件部位或特征名+尺寸类型1 2 参数化设计的实现过程

以

简单零件光纤擦拭器套筒为例介绍如何按照图1 套筒

建模规则实现参数化设计,复杂零件的创建方法与此相同。套筒的二维零件图如图1所示。

1 2 1 创建模型

根据本文第1 1节参数化设计规则和零件的形状特点,使用旋转特征创建零件的主体。草绘图形尺寸,尺寸比例与零件图的尺寸比例相同即可。

编辑草绘图形约束时,优先使用对称、相等、垂直等几何约束,按照尺寸标注规则修改尺寸的标注位置,然后可直接生成特征。草绘截面如图2

所示。

图2 套筒草绘图

尺寸可以在生成该特征后,使用辅助工具修改,同时添加尺寸说明,并且根据需要修改系统自动生成的尺寸名称。辅助工具提供了两种尺寸信息的修改方式:1)在列表中显示选中特征的尺寸,在文本框修改尺寸信息(见图3);2)在列表中显示零件所有尺寸,

在文本框中修改尺寸信息。

图3 尺寸设置

方式1)的具体操作过程为:在显示设置2中选中 显示特征尺寸!,树型列表中将显示已经创建的所有特征,选中树型列表中的特征项则在列表框中显示该特征的所有标准尺寸,选中列表中的尺寸,则在绘图区加高显示该尺寸,同时在文本框中显示尺寸的相关信息。然后可以在文本框中修改尺寸和系统自动生成的尺寸名称,以及为添加重要尺寸的尺寸说明,最后单击 修改!按钮,完成该尺寸的修改。应用同样的方法逐一修改尺寸的信息,修改完所有尺寸后,单击 更新!按钮,系统将按照所修改的尺寸信息重新生成三维模型。方式2)的操作过程与之类似,不再赘述。

在三维模式下修改尺寸信息的好处是更直观,这种方法也符合W i n do w s 操作习惯。同时程序也为Pro /E 增加了修改尺寸名称和添加尺寸说明的功能,零件越复杂越能体现这些功能所带来的方便。在建模过程中,要结合包括Pro /E 所提供的方式在内的几种方法的优点来创建模型。

1 2 2 创建参数和关系式

Pro /E 提供了两种创建参数和关系式的方式:1)在创建或修改特征需要输入尺寸值时,直接输入参数名,系统将自动创建参数,并且为参数和对应的尺寸建立相应的关系;2)利用Pro /E 的参数功能创建参数,再利用Pro /E 提供的关系式功能创建新的关系式。方式2)可以用来创建较复杂的关系式,但是操作不

方便。

图4 参数和关系式设置

辅助设计工具提供了第三种创建关系式的方式,主要用于添加模型的参数与尺寸或尺寸与尺寸间的复杂关系式。下面介绍应用辅助工具添加参数

和关系式的方法(见图4)。

在参数设置栏添加参数:根据提示在文本框中输入自定义参数名,同时选择参数类型、输入参数值,单击 添加!按钮完成参数的添加。

在关系式设置栏添加关系式:在文本框中输入关系式,单击 添加!按钮,程序自动检测关系式是否正确,检查无误后实现该关系式的添加。按照这种方法可以逐一添加所有关系式。

这些添加关系式的方法各有优缺点,在实际建模过程中应该结合这三种方法的优势来添加关系式,同

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时还需要注意,关系式的添加顺序不能颠倒。

使用同样的步骤创建其他特征,直到完成零件的设计。最后保存零件模型,零件的参数化设计完成。1 2 3 零件的参数化驱动

用户可以在启动Pro /E 软件平台后,注册应用程序,装载三维零件模型,通过菜单调用辅助工具。程序自动检索零件中的所有参数,并将其显示在参数设置对话框中,用户便可以通过人机交互界面进行操作,如图5a 所示。由于参数名含义明确,在对话框中很容易修改相关参数的数据,然后单击 更新!按钮,生成新的零件模型。图5a 、图5b 分别是修改参数前、

后的对比图。

图5 零件的参数化驱动

另外在零件系列化的过程中,随时可以暂停程序,在Pro /E 环境下对零件进行交互式设计,修改其局部特征,重新设计后不影响应用程序的运行。

其他零件的应用:图6所示为光纤擦拭器滑块的参数化设计实例。对话框为用户修改滑块参数的界面,图6a 、图6b 分别是模型参数更改前、

后的对比图。

图6 设计实例

2 程序的实现

应用程序采用同步模式开发,通过动态链接库的方式集成到Pro /E 系统中。系统首先由VC .net2003向导自动生成M FC DLL 框架程序,然后设置编译环境,进行界面和功能的设计。

2 1 界面的设计

界面的设计是在VC .net 提供的对话框编辑器中完成的。在编辑器中可以进行人机界面的可视化设计,并且界面的风格基于W indo w s 操作习惯。具体操作过程为:插入对话框资源、添加控件、设置对话框与控件的相关属性。

对话框可以通过菜单或者快捷键调用,还可以根据需要动态设置对话框的大小,用以显示不同内容,菜单是利用Pro /Too lkit 提供的相关函数设计的,集成在Pro /E 的菜单条中,如图7所示。单击菜单 零件参数化设计!(见图7a),显示对话框(见图7b)

。

图7 菜单和交互界面

2 2 功能设计及其特点

1)程序界面采用非模态对话框设计,随时可以关

闭或最小化对话框,以方便在Pro /E 环境中对零件进行交互式设计。

2)程序具有通用性,不必为产品的每个零件均设计一套参数化驱动程序。

程序由相互独立又有联系的三部分组成:参数设置、尺寸设置和关系式设置,

它们之间通过零件模型

图8 数据传递

传递数据信息。程

序所涉及到的数据信息均保存在零件模型中,双向传递,

如图8所示,从而实现程序的通用性。

3)方便添加、修改和删除参数,实现参数驱动模型。在建模过程中添加的参数名保存在模型中,程序在启动时根据用户设置读取模型中的参数,借助辅助工具可以方便地添加、修改和删除参数,并实现模型再生。

4)方便在三维模型下修改尺寸相关数据。在草绘过程中修改尺寸值较为繁琐,应用辅助工具在生成特征后修改尺寸值更方便更直观。草绘时只需按照参数化建模规则2)(见本文第1 1节)调整标注尺寸

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的位置,生成特征,然后修改尺寸值和添加重要尺寸的尺寸说明,最后单击更新按钮,程序将按照修改后的尺寸重新生成特征。

5)方便添加、修改和删除关系式,快速体现设计意图。

尺寸名称由系统自动生成,对于复杂零件,尺寸非常多,在添加尺寸关系式时,尤其是当关系式尺寸存在于多个特征中,往往需要在众多尺寸中查找,导致添加关系式极不方便。辅助工具提供两种方法解决这一问题:(1)根据添加的尺寸说明查找该尺寸;(2)在尺寸设置树型列表中单击某一特征,列表中显示该特征的相关尺寸,单击某一尺寸,绘图区的三维模型上将加亮显示该尺寸,对话框中同时显示尺寸的相关信息。

添加完关系式后,程序计算各个关系式的结果,并将其显示在关系式列表中,便于检查模型是否满足设计要求。

总之,辅助工具的主要功能是快速地实现工程师的设计思想,方便快捷地修改零件的关系式、尺寸和参数,并生成新的三维模型,完成零件的参数化设计。2 3 程序开发流程

应用程序采用面向对象的C++语言编写,充分利用了M FC (M icr osoft Fundati o n C lasses)所提供的类库,从而减少了程序的编写量。比如利用M FC 动态数组模板CA rray 类,动态储存参数对象、特征对象、尺寸对象和关系式对象的指针,

方便程序功能的实现。

图9 程序框架

程序主要由三个功能模块组成:参数设置、尺寸设置和关系式设置,程序主要框架如图9所示,图9中 对象!的含义是指参数对象、尺寸对象和关系式对象。

源程序采用模块化编写,各模

块按照功能划分,便于功能的扩展和维护。比如,参数设置模块中获取模型中参数对象指针的相关函数如下:

//自定义参数访问动作函数,将得到的参数对象指针添加到数组变

量中

ProError cjf Para m eter Acti onFn (ProPara m eter *

Para m,ProError stat u s ,

CA rray*p_pdata)

{

p_pdata->Add(*Para m );//利用CA rray 类成员函数保存参数

对象指针

ret u rn(PRO_TK_NO _ERROR); //继续访问其他参数 }

//自定义参数访问过滤函数,用于过滤掉不需要的参数

ProE rror cjf Para m eterF il ter Fn(ProPara m eter*Para m,P ro E rror stat us , CA rray*p_pdata)

{

ProChar L i n e strt m p ;//定义临时变量,用于储存参数对象名称 Pro W stri ngToS tri ng(strt mp,Para m ->id);//获取参数对象名称字

符串

//过滤系统自动生成的参数,"DESCR I PT I ON"和"M ODELED_BY" if(strc m p(strt m p ,"DE SCRIPTI ON ")==0? strc m p(strt m p ,"M ODELED_BY")==0)

ret u rn(PRO_TK_CONT I NUE );//忽略该参数,访问下一参数 el se

ret u rn(PRO_TK_NO _ERROR);//访问该参数 }

//用户自定义函数,访问零件模型所有参数对象指针。输入零件实

体对象指针cu rsoli d,输出该零件的参数对象指针到动态数组par m et erlist 中void cj f Get Para O f So li d (ProSoli d c u rsolid ,CArray &par m et erlist)

{

Pro M odelite m m odelit e m; ProE rror st atus ;

//获取参数对象的父对象,即当前零件的模型项 status=P ro M d l T o M odelite m (curs o li d ,&m odelite m ); //调用参数对象访问函数,访问当前模型项的所有参数 status=P roPara m eter V i s i t(&m od elit e m,//输入数据,当前模型项 (ProPara m eter F ilter)cjf Para m eter F ilterFn,

//调用参数过滤函数

(ProPara m eter Action)cjf Para m et er A cti onFn,//调用访问动作函数 (CA rray

*)&par m eterlist);//输出

数据

}

这些自定义函数也具有通用性,可以作为子函数被其他辅助设计系统调用。这里仅给出了获取参数对象指针的部分实例程序,其他部分程序可以按照这种思路写出。

3 结语

本文结合Pro /E 二次开发,探索了一条快速实现零件参数化设计的方法。应用辅助工具可以快速实现产品的系列化和变形设计。

参数化辅助设计工具具有很好的通用性,适用于普通零件的参数化设计,扩展了Pro /E 的功能,提高了参数化设计的效率。辅助工具是光纤擦拭器设计系统的一部分,也可以集成到其他计算机辅助设计系统中或者独立使用,具有较高的应用价值。本文可作为研

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基于JS P技术的项目甘特图设计与实现

王俊1,杨涛2

(1北京信息控制研究所,北京100036;2北京神舟航天软件技术有限公司,北京100036)

摘要:甘特图能直观地反映任务工期、进度、逻辑关系以及关键路径,是一种有效的项目进度管理工具。提出一种能够适应大数据量的基于JSP(Job Shop P rob le m)技术的项目甘特图绘制方法。该方法能够广泛应用于基于W eb的项目管理系统的开发。

关键词:JSP技术;甘特图;项目管理

中图分类号:TP391 7 文献标识码:B 文章编号:1671 3133(2008)02 0080 04

Design and i m ple m entati on of dra w i ng Gantt chart based on JS P technology

W ang Jun1,Yang tao2

(1B eiji n g Instit u te of I nfo r m ation and Contro,l B eiji n g100036,C HN;

2Be ijing Shenzhou A erospace Soft w are Technology Co.,Ltd,B eij n g100036,CHN)

Abstrac t:G antt chart can reflect the ti m e li m it f o r a pro ject,schedu l e,l og i ca l re lati onship and critical path i ntuiti v ely.It i s an ef fecti ve tool f o r pro j ect schedu l e m anage m en t too.l Proposes a m ethod for dra w i ng G antt chart based on JSP techno l ogy,wh i ch is suitable for b i g a m ount data and used w i dely i n the deve l op m ent o f eng i neer i ng pro j ect m anage m ent syste m based on W eb.

K ey word s:JSP techno l ogy;G antt chart;P ro ject m anag e m ent

甘特图是表示某种活动进度信息的图形,活动和其他项目要素的名称从上到下排列在图的左侧,时间显示在图形顶部,活动历时用对应时标轴的横线条表示[1]。甘特图建立了一个基于时间的网络,能直观地反映任务工期、进度、逻辑关系以及关键路径,也可以作为一个项目进度管理工具来评价计划和实际进展之间的差别。

JSP中实现动态图形的方法通常有两种[2,3]:1)在

JSP页面中插入App let小程序,由App let根据相应的已知数据进行绘图操作;2)通过放在服务器端的Java B ean或Servlet组件或应用逻辑,根据JSP页面提供的数据动态生成i m age图像,把生成的图像存在服务器上,然后再把图像通过网页显示给用户。生成图像的方法不利于与用户交互,而Applet能够让生成的图形捕捉不同的鼠标动作并做出反应,并且Applet与javascri p t具有良好的交互能力,App let能够响应来自

究人员开发基于Pr o/E平台各种产品模块的参考资料。

参考文献:

[1] 谭雪松.P ro/ENG I N EER W il dfire2 0中文版典型实

例[M].北京:人民邮电出版社,2005.

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W il dfire2 0U ser s Gu i de.U S A:PTC,2003.

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宝典[M].马云,等译.北京:电子工业出版社,2003.

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[6] 刘碧俊.基于P ro/E的仿形靠模三维造型设计[J].

现代制造工程,2007(1):55-56.

作者简介:程俊峰,硕士研究生,主要研究方向为机械CAD/CAM。

沈精虎,教授,主要研究方向为机械CAD/CAM。

作者通讯地址:青岛大学机电工程学院05级机械电子研究生(青岛266071)

E m ai:l m ailcj@f163.co m

收稿日期:2007 11 19

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实验六PID控制系统参数优化设计

实验六 PID 控制系统参数优化设计 一．实验目的： 综合运用MATLAB 中SIMULINK 仿真工具进行复杂控制系统的综合设计与优化设计，综合检查学生的文献查阅、系统建模、程序设计与仿真的能力。 二．实验原理及预习内容： 1．控制系统优化设计： 所谓优化设计就是在所有可能的设计方案中寻找具有最优目标（或结果）的设计方法。控制系统的优化设计包括两方面的内容：一方面是控制系统参数的最优化问题，即在系统构成确定的情况下选择适当的参数，以使系统的某些性能达到最佳；另一方面是系统控制器结构的最优化问题，即在系统控制对象确定的情况下选择适当的控制规律，以使系统的某种性能达到最佳。 在工程上称为“寻优问题”。优化设计原理是“单纯形法”。MATLAB 中语句格式为：min ('')X f s =函数名，初值。 2．微分方程仿真应用：传染病动力学方程求解 三．实验内容： 1．PID 控制系统参数优化设计： 某过程控制系统如下图所示，试设计PID 调节器参数，使该系统动态性能达到最佳。（习题5-6） 1020.1156s s e s s -+++R e PID Y 2．微分方程仿真应用： 已知某一地区在有病菌传染下的描述三种类型人数变化的动态模型为 11212122232 3(0)620(0)10(0)70X X X X X X X X X X X X ααββ?=-=?=-=??==?

式中，X 1表示可能传染的人数；X 2表示已经得病的人数；X 3表示已经治愈的人数；0.0010.072αβ==；。试用仿真方法求未来20年内三种人人数的动态变化情况。 四．实验程序： 建立optm.m 文件： function ss=optm (x) global kp; global ki; global kd; global i; kp=x (1); ki=x (2); kd=x (3); i=i+1 [tt,xx,yy]=sim('optzwz',50,[]); yylong=length(yy); ss=yy(yylong); 建立tryopt.m 文件： global kp; global ki; global kd; global i; i=1; result=fminsearch('optm',[2 1 1]) 建立optzwz.mdl:

通用化系列化、组合化解读

一、什么是产品通用化 对某些零件或部件的种类、规格，按照一定的标准加以精简统一，使之能在类似产品中通用互换的技术措施。经过统一后，可通用于某些产品中的零件或部件，称为“通用件”。 所谓产品产品通用化是指同一类型不同规格或不同类型的产品和装备中，用途相同、结构相近似的零部件，经过统一以后，可以彼此互换的标准化形式。显然，通用化要以互换性为前提，互换性有两层含义，即尺寸互换性和功能互换性。功能互换性问题在设计中非常重要。例如所设计的柴油机，既可用于拖拉机，又可用于汽车、装运机、推土机和挖掘机等。通用性越强，产品的销路就越广，生产的机动性越大，对市场的适应性就越强。 产品通用化就是尽量使同类产品不同规格，或者不同类产品的部分零部件的尺寸、功能相同，可以互换代替，使通用零部件的设计以及工艺设计、工装设计与制造的工作量都得到节约，还能简化管理、缩短设计试制周期。 二、产品通用化的必然性 产品通用化是现代化大生产发展的客观要求。随着产品规格、品种日益繁多，生产和需求反映在品种规格上的矛盾日益突出，因此，将作用相同、尺寸接近的各种零部件和技术文件，经过比较分析，合理归并，使其统一，既在技术上是可行的，又在经济上是合理的。 产品通用化是提高社会生产效率的重要方向之一。它能够减少生产重复现象，消除产品及其元件种类以及工艺型式的不适当的多样化。在通用化基础上增加批量，是建立专业化生产的有效条件，对采用先进设备、改善产品质量的更新速度，缩短掌握新技术的时间，增强市场竞争能力起着积极作用。由于产品结构中尽量采用通用件，可以简化产品设计、减少工艺准备的工作量，从而使生产组织和生产计划工作进一步完善。 三、产品通用化的一般方法 在对产品系列设计时，要全面分析产品的基本系列及派生系列中零部件的个性与共性，从中找出具有共性的零部件，先把这些零部件作为通用件，以后根据情况有的还可以发展成为标准件。如果对整个系列的产品中的零部件都经过认真的研究和选择，能够通用的都使之通用，这就叫全系列通用化。 在单独设计某一种产品时，也应尽量采用已有的通用件。新设计的零部件应充分考虑到使其能为以后的新产品所采用，逐步发展成为通用件。 产品设计的通用化程度在某种意义上可用通用化系数来衡量： 通用化系数＝通用件件数（或品种数）/零件总件数（或品种总数） 四、产品通用化的发展方向 产品通用化的主要发展方向，一般是： 1、在基础产品的基础上，使各种用途的机器系列通用化。 2、在各种不同的机器中，最大限度地采用同一类型的零部件。 3、设计含有一般元件的典型方案，即工艺过程典型化。 通用化是一个综合过程。在此过程中，对产品制造的各个环节都会发生深刻影响。通用化不仅会完善纵向的联系，而且会完善横向的联系──它可减少各部门的企业内所生产的同类部件、零件和工具的型式尺寸的数量。因此，通用化工作只能综合地进行，才能获得最佳效果，而不能将这项工作局限在个别企业或一些企业范围内。 五、什么是产品系列化 标准化的常用形式有简化、统一化、通用化、系列化等。

基于SolidWorks的参数化设计

基于SolidWorks的参数化设计 □李轩斌单红梅韩玲 【摘要】论述了SolidWorks环境中，通过产品、部件和零件三者之间参数关联，用一种基于装配约束的参数化设计方法实现部件的参数化建模，阐述了这种参数化设计方法中的关键技术，包括产品结构的划分、尺寸分析、关联设计、基于布局草图的装配体设计和方程式的添加；运用部件参数化设计方法构建SolidWorks部件库。采用这种方法，有利于产品的修改和系列化，提高设计效率。 【关键词】SolidWorks；装配约束；参数化设计；零部件库 【作者简介】李轩斌（1972 ），男，长春轨道客车股份有限公司工程师；研究方向：夹具设计与焊接数控编程 单红梅，女，吉林大学交通学院助工，博士；研究方向：车辆智能化检测 韩玲，女，吉林大学交通学院载运工具运用工程专业在读博士 一、引言 机械制造业的设计制造水平，在很大程度上反映出企业工艺技术水平和制造能力的高低，直接影响着机械产品的加工质量、工人的劳动强度、生产效率和生产成本。 为了提高设计质量和设计效率，提高企业市场竞争力，多年来，许多企业一直致力于参数化设计的研究。大量三维实体造型软件崛起，推动了设计领域的新革命，SolidWorks就是优秀的三维参数化设计软件之一。这些三维软件，不仅仅可创建三维实体模型，还可利用设计出的三维模型来进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等，产品设计也由原先的二维平面设计向着三维化、集成化、智能化和网络化方向发展，三维CAD的开发受到了普遍关注，并取得了较快的进展。SolidWorks是完全基于Windows的三维CAD/CAE/CAM软件。它采用与UG相同的底层图形核心Parasolid，具有强大的基于特征的参数化实体建模能力，然而要使SolidWorks软件真正为我国企业带来经济效益，必须使其国产化、专业化。 采用参数化设计技术，可以大大提高产品的设计速度。在大多数工程设计中，一个产品往往是多个零件的组合。将零件参数化的思想扩展到部件参数化设计中，实现部件整体参数化设计，无疑会更大程度地提高设计效率，为企业创造经济效益。部件参数化设计的实现以各组成零件的参数化设计为基础，但又不是组成部件的各零件的参数化的简单累加。部件的参数化问题除需解决各组成零件的参数化设计以外，还必须解决参数化时的同步更新问题。所谓的同步更新，是指当进行部件的参数化设计时，对其中某一个零件进行了更改，要求能够引起与之关联的一个或者多个零件的同步更新。同步更新主要有两方面要求，一是部件参数化设计中，各零件的相对位置关系要始终保持正确，二是各零件之间有配合关系的尺寸参数始终保持正确。 二、部件参数化设计方法 本文采用了一种基于装配体的参数化设计方法，来实现部件的参数化。其基本思想是：在参数化零件的基础上，引入零件装配关系作为约束，合理地建立零件之间的装配约束关系，以确保零件之间的相对位置关系；同时建立零部件相互关联的参数之间的关系，以保证参数之间能够联动。这样就可以实现同步更新，在此基础上建立部件的装配布局图，最终实现整个部件的参数化设计。 （一）产品结构的划分。复杂的产品按照功能和企业的生产组织特点分解为一系列的部件，而每个部件可能还会进一步划分为子部件和零件，尤其在民用飞机、汽车等产品中，产品构成十分复杂，涉及到机械、电气、液压、附件（如座椅、 原理都与之不符。现在迈克尔逊－莫雷实验同样被证明是没有说服力的，看来，相对论理论是站不住脚的。由此引发的直接效果就是量子理论失去了理论基础，同样是不科学的。 那么是不是就证明了牛顿力学的绝对正确性呢？起码目前不能这样讲，因为在近代毕竟发现了经典理论不能解释的物理现象。但可以肯定的是，这些现象肯定不能由相对论理论或现有的量子理论来科学解释，需要利用全新的科学方法重新研究和解决。 由此看来，惯性系变换引发的高速粒子的动力学问题是一项十分复杂的物理学课题，目前物理学界对于该问题的认知是不准确的，也是远远不够的，因此非常有必要进行科学细致地研究。 【参考文献】 1．郭硕鸿．电动力学［M］．北京：高等教育出版社（第2版），1997 2．周世勋．量子力学教程［M］．北京：高等教育出版社（第1版），1979 · 94 ·

数学建模_零件参数的优化设计说明

零件参数的优化设计 摘 要 本文建立了一个非线性多变量优化模型。已知粒子分离器的参数y 由零件参数)72,1( =i x i 决定，参数i x 的容差等级决定了产品的成本。总费用就包括y 偏离y 0造成的损失和零件成本。问题是要寻找零件的标定值和容差等级的最佳搭配，使得批量生产中总费用最小。我们将问题的解决分成了两个步骤：1.预先给定容差等级组合，在确定容差等级的情况下，寻找最佳标定值。2.采用穷举法遍历所有容差等级组合，寻找最佳组合，使得在某个标定值下，总费用最小。在第二步中，由于容差等级组合固定为108种，所以只要在第一步的基础上，遍历所有容差等级组合即可。但是，这就要求，在第一步的求解中，需要一个最佳的模型使得求解效率尽可能的要高，只有这样才能尽量节省计算时间。经过对模型以及matlab 代码的综合优化，最终程序运行时间仅为3.995秒。最终计算出的各个零件的标定值为： i x ={0.0750,0.3750,0.1250,0.1200,1.2919,15.9904,0.5625}, 等级为：B B C C B B B d ,,,,,,= 一台粒子分离器的总费用为：421.7878元 与原结果相比较，总费用由3074.8（元/个）降低到421.7878（元/个），降幅为86.28%，结果是令人满意的。 为了检验结果的正确性，我们用计算机产生随机数的方式对模型的最优解进行模拟检验，模拟结果与模型求解的结果基本吻合。最后，我们还对模型进行了误差分析，给出了改进方向，使得模型更容易推广。

关键字：零件参数 非线性规划 期望 方差 一、问题重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的３倍。 进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大；二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 试通过如下的具体问题给出一般的零件参数设计方法。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： 7616 .1242 3 56 .02485 .01235136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x Y ??? ? ????? ? ???????? ??--???? ? ??-????? ???=- y 的目标值（记作y 0）为1.50。当y 偏离y 0+0.1时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离y 0+0.3时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为+1%，Ｂ等为+5%，Ｃ等为+10%。7个零件参数标定值的容许围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件）：

零件参数设计matlab程序(数学建模)

Min=90000; global H A C %全局变量 H=[10000,25,10000;20,50,10000;20,50,200;50,100,500;50,10000,10000;10,25,100;10000,25,100 ]; %成本矩阵 A=[0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01]; %容差矩阵 C=zeros(7,3); 把容差选择矩阵元素全部赋值为0 for z=1:1:3 for x=1:1:3 for c=1:1:3 for v=1:1:3 for g=1:1:3 for n=1:1:3 for m=1:1:3 D=[z x c v g n m]; C=zeros(7,3); for i=1:1:7 C(i,D(i))=1; end %产生7 3列矩阵，该矩阵特点是每一行只有一个 1 ，其它两个数为0。本矩阵是为了对零件容差等级 进行选择 lb=[0.075 0.225 0.075 0.075 1.125 12 0.5625]; ub=[0.125 0.375 0.125 0.125 1.875 20 0.935]; X0=[0.075 0.225 0.075 0.075 1.125 12 0.5625]; [xopt fopt]=fmincon(@mubiao,X0,[],[],[],[],lb,ub,[]); if fopt

ADAMS VIEW 参数化和优化设计实例详解

ADAMS/VIEW 参数化和优化设计实例详解本例通过小球滑落斜板模型，着重详细说明参数化和优化设计的过程。 第一步，启动adams/view（2014版），设置工作路径，设置名称为incline。 名称 存储路径第二部，为满足模型空间，设置工作网格如图参数。 修改尺寸 第三部创建斜板。点击Bodies选项卡，选择BOX，然后建模区点击鼠标右键，分别设置两个点，坐标为（0,0,0）和（-500,-50,0），创建完模型，然后右键Rename，修改名称为xieban。

右键输入坐标，创建点BOX rename 输入xieban

第四部创建小球。点击Bodies选项卡，选择Sphere，然后建模区点击鼠标右键，分别设置两个点，球心坐标为（-500,50,0）和半径坐标（-450,50,0），创建完模型，然后右键Rename，修改名称为xiaoqiu。 输入两点 Rename，及创建效果 第五部创建圆环。点击Bodies选项卡，选择Torus，然后建模区点击鼠标右键，分别设置两个点，圆环中心坐标为（450,-1000,0）和大径坐标（500,-1000,0），创建完模型，然后右键Rename，修改名称为yuanhuan。完成后效果如下图： 第六部修改小球尺寸及位置。首先修改小球半径为25mm，在小球上右键，选择球体，点击Modify，然后设置如下图；然后修改小球位置，将Y坐标移到25mm处，选择Marker_2点，

右键点击Modify，然后设置坐标位置如下图。 右键编辑球半径 修改半径为25 改后效果 修改球的位置

设置球坐标 完成修改后效果 第七部修改圆环尺寸及位置。将圆环绕X轴旋转90度，选择Marker_3点，右键点击Modify，然后设置坐标位置如下图。修改圆环尺寸，大径为40mm，截面圆环半径为12mm，右键，选择圆环体，点击Modify ，然后设置如下图。至此，模型建立完毕。 修改圆环位置

精讲solidworks系列化零件设计图文稿

精讲s o l i d w o r k s系列 化零件设计 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

第8章系列化零件设计 【教学提示】 SolidWorks不仅提供了强大的造型功能，而且提供了实用性很好的产品设计系列化功能，包括方程式和数值连接、配置、系列零件设计表、库特征等。通过方程式和数组连接的方式可以控制特征间的数据关系。通过配置可以在同一个文件中同时反映产品零件的多种特征构成和尺寸规格。采用Excel表格建立系列零件设计表方式反映零件的尺寸规格和特征构成，表中的实例将成为零件中的配置。将建立的特征按照文件库的方式存储，即生成库特征，可以在零件造型中调用。 【教学要求】 能够利用方程式和数值关联体现设计意图 熟练掌握手工生成一个零件配置的方法 掌握建立系列化零件设计表的方法及其高级应用技巧 理解Solidworks库特征，能够建立、修改和使用库特征 8.1 方程式和数值连接 绘制草图时，可以利用“中点”、“相等”等几何关系添加相应的尺寸约束，但有时为了更明确设计意图，在草图中利用这些简单的几何关系往往无法实现。这种情况下，应该使用方程式明确设计意图。

8.1.1 尺寸名称 SolidWorks是一个全相关的设计软件，对任何一个尺寸的修改都会影响到如装配、工程图等方面。因此，在SolidWorks中每个尺寸都有一个特定的名称。 1. 显示尺寸名称 选择【工具】︱【选项】命令，出现【系统选项】对话框，单击【常规】选项，选中【显示尺寸名称】复选框，单击【确定】按钮，如图8-1所示。 图8-1 尺寸名称 2. 更改尺寸名称 (1)右击“D1”尺寸，在快捷菜单中选择【属性】命令，出现【尺寸 属性】对话框，将名称改为“outD”，单击按钮，如图8-2所示。 图8-2 更改尺寸名称 8.1.2 方程式 使用方程式可以对任何特征的草图尺寸或参数进行控制。 新建“法兰”零件，如图8-3所示。法兰包括3个特征：基体拉伸、孔、阵列(圆周)。

极化磁系统参数优化设计方法的研究

极化磁系统参数优化设计 方法的研究 The document was prepared on January 2, 2021

极化磁系统参数优化设计方法的研究 摘要：永磁继电器是一种在国防军事、现代通信、工业自动化、电力系统继电保护等领域中应用面很广的电子元器件，其极化磁系统的参数优化设计是实现永磁继电器产品可靠性设计的前提工作之一。该文采用六因素三水平多目标的正交试验设计方法，分析并研究了极化磁系统的参数优化设计方法。在永磁继电器产品设计满足输出特性指标要求的前提下，给出了输出特性值受加工工艺分散性影响而波动最小的最佳参数水平组合。 1 引言 具有极化磁系统的永磁继电器具有体积小、重量轻、功耗低、灵敏度高、动作速度快等一系列优点，是被广泛应用于航空航天、军舰船舶、现代通信、工业自动化、电力系统继电保护等领域中的主要电子元器件。吸力特性与反力特性的配合技术是电磁继电器产品可靠性设计的关键技术。在机械反力特性及电磁结构已知的情况下，如何对电磁系统进行参数优化设计，使得在保证输出特性值满足稳定性要求的前提下，电磁系统的成本最低，这是继电器可靠性设计必不可少的前提工作之一。

由于极化磁路的非线性及漏磁的影响，使极化磁系统的输出特性值（吸力值）与磁系统各参数水平组合之间存在着非线性函数关系。在各种干扰影响下，各参数存在一定的波动范围。当各参数取不同的水平组合时，参数本身波动所引起的输出特性值的波动亦不相同。由于非线性效应，必定存在一组最优水平组合，使得各参数波动所造成的输出特性值的波动最小，即输出特性的一致性最好。极化磁系统参数优化设计的目的就是要找到各参数的最优水平组合（即方案择优），使得质量输出特性尽可能不受各种干扰的影响，稳定性最好。 影响永磁继电器产品质量使其特性发生波动的主要干扰因素有：①内干扰（内噪声），是不可控因素，如触点磨损、老化等；②外干扰（外噪声），亦是不可控因素，如环境温度、湿度、振动、冲击、加速度等；③可控因素（设计变量）加工工艺的分散性等。其中前两种因素均与产品实际使用环境有关，这里暂不予考虑，本研究只考虑后者对产品质量特性波动的影响。 正交试验设计法是实现参数优化设计的重要手段之一，以往人们在集成电路制造工艺、电火花成型加工工艺、轴承故障诊断等方面得到了很好应用[1-4]，但大多是采用单一目标函数的正交试验设计。文献[2]应用正交试验设计法对永磁继电器磁钢尺寸进行了参数优化设计，但没有采用正交试验设计法对永磁继电

中望CAD系列化图库让设计更高效

中望CAD系列化图库让设计更高效 中望CAD系列化图库让设计更高效 为了提高设计效率，许多设计师会把这些经常使用到的标准件制作成图块，以此来简化绘图步骤。但是，这也带来新的问题：以 “图块”形式存在的标准件修改起来十分麻烦。因此，在机械制图中，专业CAD软件的零件图库就显得十分必要和关键。 目前，市场面有多款机械制图软件，其中应用最为广泛的是中望CAD机械版。它针对设计师绘制标准件过程中面临的实际难题专门 开发了系列化零件设计系统，实现了“图库标准件直接调用、快速 修改”，大幅度提高了设计师的工作效率。 一.最全CAD机械图库，直接调用精确显示标准件 图/中望CAD机械版系列化零件库 对于设计师来说，除了零件要齐全，图库的使用也必须便捷、快速。中望CAD机械版图库界面左侧细致清晰的零件树，可以帮助设 计师快速查找到所需的零件。界面中间位置是参数选择区域，双击 可输入具体数字，直接修改尺寸大小。右侧区域是出图选项，可控 制输出零件的视图以及一些其他选项。值得一提的是，中望CAD机 械版图库支持一张图纸的完整信息，如：图形、各种标注、文字等。 设计师在选择或修改完零件的参数后，可直接点击“绘制零件”按钮完成对零件的快速调用。零件调用效果如下图： 图/直接调用中望CAD机械版图库零件效果 需要特别指出的是，设计师们在调用零件时，可以根据自己的需求，在基于可编程模块的架构设计、支持VBScript脚本和复杂公式 的中望系列化零件库窗口界面，通过更改原始参数、公式等步骤来 生成并绘制符合要求的零件，编辑调用的零件可以智能、正确地显 示在每个图层上。

图/中望CAD机械版精确显示设计师绘制的零件 二.超级符号库 设计师在各类机械产品的设计绘图中，经常需要在符号库中调用各种符号，因此，符号库中符号的丰富程度也在一定程度上影响了绘制效率。中望CAD机械版提供的丰富而全面的符号库系统，满足了各种机械CAD设计绘图中对符号内容的需求。 中望CAD机械版所提供的超级符号库包括了4种符合国家标准的符号内容：机构运动符号库、液压气动符号库、电气符号库、金属结构件。 图/中望CAD机械版2014符号库界面 小结：中望CAD机械版以GB、ISO、ANSI、DIN、JIS等标准为设计依据，汇集机械行业专用的设计功能和图库，能够最大程度简化设计步骤，提高效率。同时，还拥有图幅、图层、BOM表等一些列智能化管理，使整个设计流程更加流畅、准确。

基于CATIA的零件的参数化设计

基于CATIA的零件的参数化设计 作者：ee （ee） 指导老师：ee 【摘要】：介绍了在CATIA环境下渐开线圆柱齿轮的参数化设计、运动仿真以及常见滚动轴承零件库的建立方法。着重描述了渐开线圆柱齿轮齿廓的绘制、深沟球轴承、圆锥滚子轴承的建模过程。设计人员通过改变有关参数或从库中直接调用零件，就可达到设计要求，缩短设计周期、减少重复工作、提高设计效率。 【关键词】：CATIA; 参数化设计；渐开线；圆柱齿轮；轴承；零件库

Parametric design of parts based on CATIA Author: ee (ee) Tutor: ee [Abstract]:In this paper, a method to complete the parametric design, simulation of involute cylindrical gear and establish the common rolling bearing parts library by CATIA is introduced. The drawing of tooth profile of involute cylindrical gear and the process of modeling of deep groove ball bearings, tapered roller bearing is emphatically described. By changing related parameters or call directly from the parts library, it can achieve the requirements of design, shorten the design cycle, reduce duplication of work and improve the efficiency of design. [Key word]: CATIA; parametric design; involute; cylindrical gear; bearing; parts library

机械零件的可靠性优化设计

题目：机械零件的可靠性优化设计 课程名称：现代设计理论与方法 机械零件 自从出现机械，就有了相应的机械零件。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。 机械零件是指直接加工而不经过装配的机器组成单元。机械零件是机械产品或系统的基础，机械产品由若干零件和部件组成。按照零件的应用范围，可将零件分为通用零件和专用零件二类。通用的机械零件包括齿轮、弹簧、轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等。 机械零件设计就是确定零件的材料、结构和尺寸参数，使零件满足有关设计和性能方面的要求。机械零件除一般要满足强度、刚度、寿命、稳定性、公差等级等方面的设计性能要求，还要满足材料成本、加工费用等方面的经济性要求。 机械零件优化设计概述 进行机械零件的设计，一般需要确定零件的计算载荷、计算准则及零件尺寸参数。零件计算载荷和计算准则的确定，应当依据机械产品的总体设计方案对零件的工作要求进行载荷等方面的详细分析，在此基础上建立零件的力学模型，考虑影响载荷的各项因素和必要的安全系数，确定零件的计算载荷;对零件工作过程可能出现的失效形式进行分析，确定零件设计或校核计算准则。零件材料和参数的确定，应当依据零件的工作性质和要求，选准适合于零件工作状况的材料;分析零件的应力或变形，根据有关计算准则，计算确定零件的主要尺寸参数，并进行参数的标准化。 所谓机械零件优化设计是将零件设计问题描述为数学优化模型，采用优化方法求解一组零件设计参数。机械零件设计中包含了许多优化问题，例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。国内机械设计领域技术人员针对齿轮、弹簧、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等零件优化设计问题开展了大量的工作，解决了齿轮传动比优化分配、各种齿轮参数优化、各种齿轮减速器优化设计、各种齿轮传动的可靠性优化、齿轮传动和减速

数模-零件的参数设计

零件的参数设计 摘要： 本题目对零件的参数这一问题，综合考虑重新设计零件的参数（包括标定值和容差），并与原设计进行比较，得出最优化的数学模型，并对模型进行求解，最后用计算机模拟对模型的最优解进行检验。由题意知粒子分离器的参数y 由零件参数1234567,,,,,,x x x x x x x 的参数决定，参数i x 的容差等级决定了产品的成本，y 偏离0y 的值决定了产品的损失，问题就是寻找零件的最优标定值和最优等级搭配，使得批量生产时的总费用最少。 一、 问题的重述： 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括 标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的３倍。 进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大；二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 试通过如下的具体问题给出一般的零件参数设计方法。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： 7616 .1242 3 56 .02485.01235136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x Y ??? ? ????? ? ????? ??? ??--???? ? ??-????? ???=- y 的目标值（记作0y ）为1.50。当y 偏离0y ±0.1时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离0y ±0.3时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许范围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为±1%，Ｂ等为±5%，Ｃ等为±10%。7个零件参数标定值的容许范围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件）：

汽车动力传动系参数优化设计

汽车理论Project 第一章汽车动力性与燃油经济性数学模型立 1.汽车动力性与燃油经济性的评价指标 1.1 汽车动力性评价 汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车的动力性主要可由以下三方面的指标来评定： (1)最高车速：最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶速度。它仅仅反映汽车本身具有的极限能力，并不反映汽车实际行驶中的平均车速。 (2)加速能力：汽车的加速能力通过加速时间表示，它对平均行驶车速有着很大影响，特别是轿车，对加速时间更为重视。当今汽车界通常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间是指汽车由第I挡或第II挡起步，并以最大的加速强度（包括选择适当的换挡时机）逐步换至最高挡后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加速时间是指用最高挡或次高挡内某一较低车速全力加速至某一高速所需要的时间。 (3)爬坡能力：汽车的爬坡能力是指汽车满载时用变速器最低挡

在良好路面上能爬上的最大道路爬坡度。 1.2 汽车燃油经济性评价 汽车的燃油经济性是指在保证汽车动力性能的前提下，以尽量少的燃油消耗量行驶的能力。汽车的燃油经济性主要评价指标有以下两方面： (1)等速行驶百公里燃油消耗量：它指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以最高挡在良好水平路面上等速行驶100km的燃油消耗量。行驶的燃油消耗量。 (2)多工况循环行驶百公里燃油消耗量：由于等速行驶工况并不能全面反映汽车的实际运行情况。汽车在行驶时，除了用不同的速度作等速行驶外，还会在不同情况下出现加速、减速和怠速停车等工况，特别是在市区行驶时，上述行驶工况会出现得更加频繁。因此各国都制定了一些符合国情的循环行驶工况试验标准来模拟实际汽车运行 状况，并以百公里燃油消耗量来评价相应行驶工况的燃油经济性。1.3 汽车动力性与燃油经济性的综合评价 由内燃机理论和汽车理论可知，现有的汽车动力性和燃油经济性指标是相互矛盾的，因为动力性好，特别是汽车加速度和爬坡性能好，一般要求汽车稳定行驶的后备功率大；但是对于燃油经济性来说，后备功率增大，必然降低发动机的负荷率，从而使燃油经济性变差。从汽车使用要求来看，既不可脱离汽车燃油经济性来孤立地追求动力性，也不能脱离动力性来孤立地追求燃油经济性，最佳地设计方案是在汽车的动力性与燃料经济性之间取得最佳折中。目前，在进行动力

精讲solidworks系列化零件设计

标准文档 实用大全第8章系列化零件设计 【教学提示】 SolidWorks不仅提供了强大的造型功能，而且提供了实用性很好的产品设计系列化功能，包括方程式和数值连接、配置、系列零件设计表、库特征等。通过方程式和数组连接的方式可以控制特征间的数据关系。通过配置可以在同一个文件中同时反映产品零件的多种特征构成和尺寸规格。采用Excel表格建立系列零件设计表方式反映零件的尺寸规格和特征构成，表中的实例将成为零件中的配置。将建立的特征按照文件库的方式存储，即生成库特征，可以在零件造型中调用。 【教学要求】 ?能够利用方程式和数值关联体现设计意图 ?熟练掌握手工生成一个零件配置的方法 ?掌握建立系列化零件设计表的方法及其高级应用技巧 ?理解Solidworks库特征，能够建立、修改和使用库特征 8.1 方程式和数值连接 绘制草图时，可以利用“中点”、“相等”等几何关系添加相应的尺寸约束，但有时为了更明确设计意图，在草图中利用这些简单的几何关系往往无法实现。这种情况下，应该使用方程式明确设计意图。 8.1.1 尺寸名称 SolidWorks是一个全相关的设计软件，对任何一个尺寸的修改都会影响到如装配、工程图等方面。因此，在SolidWorks中每个尺寸都有一个特定的名称。 1. 显示尺寸名称 选择【工具】︱【选项】命令，出现【系统选项】对话框，单击【常规】选项，选中【显示尺寸名称】复选框，单击【确定】按钮，如图8-1所示。

2 图8-1 尺寸名称 2. 更改尺寸名称 (1)右击“D1”尺寸，在快捷菜单中选择【属性】命令，出现【尺寸属性】对话框， 将名称改为“outD”，单击按钮，如图8-2所示。 图8-2 更改尺寸名称 8.1.2 方程式 使用方程式可以对任何特征的草图尺寸或参数进行控制。 新建“法兰”零件，如图8-3所示。法兰包括3个特征：基体拉伸、孔、阵列(圆周)。

基于SolidWorks的机械零件参数化设计_王东

基于SolidWorks的机械零件参数化设计 王　东,蒲小琼 (四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065) 摘　要:介绍了基于SolidWorks的机械零件参数化设计的两种方法;详尽阐述了用系列零件 设计表生成配置和用Visual Basic调用SolidWorks API函数对其进行二次开发来分别实现机 械零件参数化设计的基本思想和实现流程。 关键词:参数化设计;配置;SolidWorks;二次开发;Visual Basic 中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1671-5276(2004)05-0015-03 Parametrical Design of Mechanical Parts Based on SolidWorks WANG Dong,PU Xiao-qiong (Sichuan University,Manufacture Science and Engineering Academy,SC Chengdu610065,China) A bstract:Two methods of parametrical design for mechanical parts based on SolidWorks are introduced in the paper.The paper explains the fundamental thought and the realization flow by means of Visual Basic,w hich calls for SolidWorks API to its further development.The paper also show s how to em ploy design table to pro-duce config uration realizing parametrical design fo r mechanical parts. Key words:parametrical desig n;configuration;further development of solidw orks;visual basic 0　引言 许多机械零件的形状结构具有共同特征,只是在相对大小或局部特征上存在一定的差异,如果能够通过一个模板模型衍生出不同的模型,就会大大提高设计效率。参数化设计是将系列化、通用化和标准化的定型产品中随产品规格不同而变化的参数用相应的变量代替,通过对变量的修改,从而实现同类结构机械零件设计的参数化。参数化造型的基本思想是用数值约束、几何约束和方程约束来说明产品模型的形状特征,从而得到一簇在形状或功能上具有相似性的设计方案。参数化实体造型的关键是几何约束关系的提取、表达、求解以及参数化几何模型的构建。 SolidWorks是世界上第一套基于Windows系统开发的三维机械设计CAD软件。该软件提供了非全约束的参数化实体特征建模与曲面建模相结合的技术,具有强大的零件设计功能。在Solid-Works中,机械零件参数化设计主要通过两种方法实现:一是利用在内嵌的Excel工作表中指定参数,创建多个不同配置的零件或装配体;二是利用编程语言作为开发工具,对SolidWorks进行二次开发,用程序实现参数化设计。1　机械零件参数化设计的两种方法 1.1　用系列零件设计表生成配置实现机械零部件的参数化设计 要在SolidWo rks环境中通过Excel变量表实现机械零件的参数化设计功能,必须首先建立模板模型,通过对系列零件设计表中各个参数的修改来生成模板零部件的不同配置,每个配置就是一个不同的零件。即在Excel变量表中指定参数,设计者可以创建多个不同配置的零件或装配体。系列零件设计表保存在模型文件中,所以SolidWorks对模型的更改不会影响原来建立的Excel配置文件。系列零件设计表可以控制零件或装配体的许多项目,其中主要包括:特征尺寸和压缩状态;配置属性(包括材料明细表中的零件编号、备注、自定义属性);零部件的压缩状态、显示状态、参考配置、颜色等;装配体特征的尺寸、压缩状态;配合中的距离和角度配合的尺寸、压缩状态等。 模板模型建好以后,在SolidWorks的菜单栏中选择【插入】-【系列零件设计表】,再在属性管理器中选择“空白(K)”,系统将自动在SolidWorks环境中插入一个空白的Excel电子表格,设计者即可 Machine Build ing&A utomation,Oct2004,33(5):15～17·15 　·

数学建模竞赛-零件参数设计

零件参数设计 例8.5 (零件参数设计) 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3 倍。 粒子分离器某参数(记作y )由7个零件的参数(记作7 2 1 ,,,x x x ?)决定, 经验公式为 7 616 .1242 356 .024 85.012 35136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x y ??? ? ????? ???????? ? ??--????? ??-???? ??=- 当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大。y 的目标值(记作0 y )为1.50.当 y 偏离1.00 ±y 时, 产品为次品, 质量损失为1000(元); 当y 偏离3 .00 ±y 时,产品为废品,损失为9000(元). 问题是要求对于给定的零件参数标定值和容差，计算产品的损失，从而在此基础上进行零件参数最优化设计。 表8.2给定引例中某设计方案7个零件参数标定值及容差。 容差分为A ﹑B ﹑C 三个等级, 用与标定值的相对值表示, A 等为%1±, B 等为%5±, C 等为%15±。求每件产品的平均损失。

表8.2 零件参数标定值及容差 解：在这个问题中，主要的困难是产品的参数值y是一个随机变 量，而由于y与各零件参数间是一个复杂的函数关系，无法解析的得到y的概率分布。我们采用随机模拟的方法计算。这一方法的思路其实很简单：用计算机模拟工厂生产大量"产品"（如10000件），计算产品的总损失，从而得到每件产品的平均损失。可以假设7个零件参数服从正态分布。根据表8.2及标定值和容差的定义，x1～N(0.1, (0.005/3)2), x 2～N(0.3,0.0052), x 3～N(0.1, (0.005/3)2), x4～N(0.1,0.0052), x5～N(1.5,(0.225/3)2), x6～N(16,(0.8/3)2), x ～N(0.75,(0.0375/3)2), 下面的M脚本eg8_5.m产生1000对零件参数7 随机数，通过随机模拟法求得近似解约f=2900元。 %M文件eg8_5.m clear;mu=[.1 .3 .1 .1 1.5 16 .75]; sigma=[.005/3,.005,.005/3,.005,.225/3,.8/3,.0375/3]; for i=1:7 x(:,i)=normrnd(mu(i),sigma(i),1000,1);

通用化、系列化、组合化、标准化

什么是产品通用化 对某些零件或部件的种类、规格，按照一定的标准加以精简统一，使之能在类似产品中通用互换的技术措施。经过统一后，可通用于某些产品中的零件或部件，称为“通用件”。 所谓产品产品通用化是指同一类型不同规格或不同类型的产品和装备中，用途相同、结构相近似的零部件，经过统一以后，可以彼此互换的标准化形式。显然，通用化要以互换性为前提，互换性有两层含义，即尺寸互换性和功能互换性。功能互换性问题在设计中非常重要。例如所设计的柴油机，既可用于拖拉机，又可用于汽车、装运机、推土机和挖掘机等。通用性越强，产品的销路就越广，生产的机动性越大，对市场的适应性就越强。 产品通用化就是尽量使同类产品不同规格，或者不同类产品的部分零部件的尺寸、功能相同，可以互换代替，使通用零部件的设计以及工艺设计、工装设计与制造的工作量都得到节约，还能简化管理、缩短设计试制周期。 产品通用化的必然性 产品通用化是现代化大生产发展的客观要求。随着产品规格、品种日益繁多，生产和需求反映在品种规格上的矛盾日益突出，因此，将作用相同、尺寸接近的各种零部件和技术文件，经过比较分析，合理归并，使其统一，既在技术上是可行的，又在经济上是合理的。 产品通用化是提高社会生产效率的重要方向之一。它能够减少生产重复现象，消除产品及其元件种类以及工艺型式的不适当的多样化。在通用化基础上增加批量，是建立专业化生产的有效条件，对采用先进设备、改善产品质量的更新速度，缩短掌握新技术的时间，增强市场竞争能力起着积极作用。由于产品结构中尽量采用通用件，可以简化产品设计、减少工艺准备的工作量，从而使生产组织和生产计划工作进一步完善。 产品通用化的一般方法 在对产品系列设计时，要全面分析产品的基本系列及派生系列中零部件的个性与共性，从中找出具有共性的零部件，先把这些零部件作为通用件，以后根据情况有的还可以发展成为标准件。如果对整个系列的产品中的零部件都经过认真的研究和选择，能够通用的都使之通用，这就叫全系列通用化。 在单独设计某一种产品时，也应尽量采用已有的通用件。新设计的零部件应充分考虑到使其能为以后的新产品所采用，逐步发展成为通用件。 产品设计的通用化程度在某种意义上可用通用化系数来衡量：