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1、翁2 勰茹撮山西冶金S H A N X IM E T A L L U R C YT o t a l1 1 1N o 1，2 0 0 8文章编号：1 6 7 2-1 1 5 2(2 0 0 8)0 1-0 0 1 6-0 3基于U G 二次开发工具实现直齿圆柱齿轮的参数化设计李贵长李锐宋光鑫(太原科技大学，山西太原0 3 0 0 2 4)摘要：通过使用U G o p e n 系列的U G 二次开发工具，以直齿圆柱齿轮的参数化设计为例，研究构建U G 的零件库的新方法。在分析了标准渐开线直齿轮设计模型的基础上，建立了直齿齿轮的三维参数化模型，并编写程序实现参数化设计，简化了齿轮建模过程，提高了效率
2、，丰富了零件建模方法。关键词：U G o p e n 直齿圆柱齿轮参数化设计二次开发渐开线菜单零件库中图分类号：T P 3 1 1 5 2文献标识码：A收稿1 3 期：2 0 0 7 1 1 一0 5U n i g r a p h i c s(简称U G)是面向制造业的紧密集成的C A D C A M C A E 高端软件之一，具有稳定的性能、多样的设计功能和大容量的数据处理能力，拥有逼真的视觉效果，追求真正的并行工程。目前，已广泛应用于汽车、航空、航天、家电、机械、医疗仪器等行业领域，实现了设计优化技术与基于产品和过程的知识工程的结合。在产品的建模过程中，经常遇到各种标准件的设计造型，对于大
3、公司可高价购买标准件库，但是对于中小企业，只能花费时间去自己动手一步一步建模。鉴于此，用户可以开发自己常用的零件库，仅需输入零件参数即可快速建模，大大提高建模速度和精度。1U G 二次开发工具简介U G o p e n 是一系列U G 开发工具的总称，是U G软件为用户或第三方开发人员提供的最主要的二次开发工具，包括U G o p e nM e n u s c r i p t。U G o p e nU IS t y l e r，U G o p e nG R I P，U G o p e nA P I，U G o p e nG R I PN C，U G o p e nC+o 用U G o p e
4、nM e n u s c r i p t 这一工具可以实现用户化的菜单。U G o p e nU IS t y l e r 是开发U G 对话框的可视化工具，生成的对话框能与U G 集成，让用户更方便、更高效地与U G 进行交互操作。G R I P(G r a p h i c sI n t e r a c t i v eP r o g r a m m i n g)是一种专用的图形交互编程语言，开发者可以用G R I P 编程的方法自动实现在U G 下进行的绝大部分操作。U G o p e nA P I 又称U s e rF u n c t i o n，是一个允许程序访基金项目：国家自然科学基金
5、资助项目(5 0 6 7 5 1 4 5)第一作者简介：李贵长，男，1 9 8 1 年生，现为太戚刚支大学材料科学工程学院在读硕士研究生，主要研究C A D C A E 软件的二次开发。T e l：1 3 4 5 3 1 0 8 1 0 0 0，E-m a i l：l i g u i c h a n 9 1 2 3 1 2 6 C O I l|问并改变U G 对象模型的程序集。U G o p e nA P I 封装了近20 0 0 个U G 操作的函数，通过它可以在C 程序和C+程序中以库函数的形式调用U G 内部的近20 0 0 个操作，它可以对U G 的图形终端、文件管理系统和数据库进行操
6、作，几乎所有能在U G 界面上的操作都可以用U G o p e nA P I 函数实现。U G o p e nG R I PN C 允许用户不通过交互式的对话框设置，而是通过编程的方式创建U G 的加工工具路径。U G o p e nC+允许用户使用C+类来操作U G 对象，实现U G 的功能。2 参数化建模过程参数化是一种基于特征、尺寸约束、数据相关、尺寸驱动设计修改的技术。齿轮的类型很多，齿廓形状也很多，鉴于渐开线的直齿圆柱齿轮的广泛应用，通过对渐开线直齿圆柱齿轮参数化建模，并参考文献 2 和 3 来说明利用U G o p e n 系列工具开发零件库的过程，流程见图l。利用M e n u
7、s c m t利用G R I P利用G R I P图1 程序流程一个标准齿轮的基本参数即齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数确定之后，其主要尺寸及齿廓形状就完全确定。2 1 齿轮参数化建模采用G R I P 语言编写建模程序，替代手工建模，具体实现可分为两个步骤，即绘制齿廓渐开线和生成齿轮实体。万方数据2 0 0 8 年第l 期李贵长，等：基于U G 二次开发工具实现直齿圆柱齿轮的参数化设计2 1 1 绘制齿廓渐开线、通过对U G 二次开发实现进入U G o p e ng r i p 开发环境，从齿根圆与y 轴的交点开始为第一点，以后各点绘制过程如下：由U=e t k+O k 及O k=t
8、 a n o t k c t k 可得=t a n o t k 因此u=s i n f(f+a v*i a v)c o s f(f+a v*i a v),18 0 p，(1)X(i)=r b*s i n f(U)一r b*u*c o s f(U)木p i 1 8 0，(2)Y(i)=r b*c o s f(U)+r b*u*s i n f(U)*p U l 8 0 0(3)其中 I V-(a-f)2 0；a k 为压力角；r b 为齿轮基圆直径；a 为大径；f 为小径；x(i)，Y(i)分别为所生成点的图3 所得到的齿轮横、纵坐标。种零件库创建思路，设计者要设计自己所需要的齿由(1)(3)式得
9、到渐开线在齿根圆与齿顶圆轮，必须输入齿轮的基本参数。通过人机交互窗口，之间的若干个点，据此可用B 样条曲线绘制渐开线，可以方便地将齿轮参数写入U G，达到控制齿轮建模再用镜像及循环旋转的措施完成各个花键齿的渐开的目的。交互界面见图4。本界面采用U G o p e nG R I P线的绘制。最终生成的渐开线曲线见图2。语言设计，运行后得到如图3 所示齿轮。图2 渐开线曲线的生成2 1 2 生成齿轮实体用编程的方法实现U G 特征生成命令和布尔操作命令，生成齿轮毛坯；其次，利用各种点、线、面的生成、旋转、对称命令生成齿的外轮廓线，并利用拉伸成体、旋转阵列、布尔运算等操作生成直齿圆柱齿轮。齿轮生成过
10、程与在U G 中进行草图建模操作相似，只是采用U G o p e nG R I P 语言将生成过程程序化，以达到可以方便重复使用的目的。根据直齿圆柱齿轮建模思路参考文献 1 ，设计程序实现步骤为：根据输入的齿轮基本参数计算齿轮重要尺寸_+建立齿轮毛坯-+创建齿槽曲线_ 创建齿廓曲线_ 绘出齿轮形体_ 拉伸成齿槽_ 布尔操作成齿_ 扫描阵列生成齿轮。图3 为本实例所生成的齿轮。2 2 人机交互窗口程序开发的目的是为了提高建模效率，提供一图4 交互窗口2 3 定制用户菜单利用U G o p e nM e n u s c r i p t 制作用户自定义菜单，以达到方便调用齿轮建模程序，见图5。图5
11、拟定制的用户菜单单击菜单中的“圆柱直齿轮”会弹出图4 所示的交互界面，该界面请求用户输入齿轮所需参数。通过完善菜单中的选项，可建立适合用户需要的完善 万方数据的齿轮零件库。3 结论的运动分析、力学分析、虚拟装配等都奠定了良好的基础，具有较高的实用价值。(1)利用U G o p e n 系列程序开发语言司以方参考文献便、快速地对零件实行参数化建模，组建具有用户自 1 王庆林U G l o p e nG R l P 实用编程基础 M 北京：清华大学身特点的零件库。C2I 姜,a d,版海；军I d：,基2 0 0 于2 u G 的直齿圆锥齿轮三维建模研究 J 煤矿机(2)利用U G o p e n
12、 系列程序开发语言可以准确?械 2 0 0 5(7)：1 5 一1 8 地开发复杂曲面零件设计程序，避免繁琐的建模过 3 孙江宏基于U G 的直齿圆柱齿轮参数化实体设计通用方法程，提高了效率。本方法具有很强的通用性，为以后 j 机械科学与技术，2 0 0 2(I t)：1 2 3 1 2 5(责任编辑：胡玉香)T h eS e c o n dD e v e l o p m e n tT o o l so fU GR e a l i z e sP a r a m e t e rD e s i g no fS t r a i g h t t o o t h e dS p u rG e a rL I
13、G u i c h a n gL IR u iS O N GG u a n g x i n(T a i y u a nU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y，T a i y u a n0 3 0 0 2 4)A b s t r a c t：T h en e wm e t h o do fc r e a t i n ga c c e s s o r yc o l l e c t i o n，t a k i n gt h ep a r a m e t e rd e s i g no fs t r a i g h t-t
14、 o o t h e ds p u rg e a ra se x a m p l e，b yu s i n gU G o p e ns e r i a l st o o l sw e r er e s e a r c h e d I nt h eb a s e m e n to fh a v i n ga n a l y z e di nt h es t a n d a r di n v o l u t i o ns p u rg e a rd e s i g nm o d e lf o u n d a t i o n，t h r e ed i m e n s i o n a lp a r a
15、 m e t e r i z a t i o nm o d e lo ft h es t r a i g h tt o o t hg e a rw a se s t a b l i s h e d T h ep e r f o r m a n c ep r o c e d u r ew a si n t r o d u c e d T h ep r o c e d u r ew a sc o m p i l e d T h eg e a rm o d e l e dp r o c e s sw a ss u m p l i f i e d T h ee f f i c i e n c yW a
16、 se n h a n c e d T h ec o m p o n e n t sm o d e lm e t h o dw a se n r i c h e d K e yw o r d s：U G o p e n，s t r a i g h t-t o o t h e ds p u rg e a r，p a r a m e t e r i z a t i o nd e s i g n，s e c o n dd e v e l o p m e n t，i n v o l u t i o ns p u rg e a r，m e n u，a c c e s s o r yc o l l e c
17、 t i o n(上接第1 0 页)设备；推广高效率、低成本、低能参考文献耗、短流程、环保型铝加工新技术、新工艺；提高生产 1 王香椽按照科学发展观加快山西铝工业结构调整 J 中国苎堡的稳定性、可耋性；婪产循环经济碍垒，篓壁废 2】羹罢纛照2 0 科0 4 学(3 发4 乙甚求深化冶金行五结构调整对山西杂铝回收再生产，降低消耗，减少污染，提高铝资源冶金工业发展的几点思考 J】山西冶金，2 0 0 4(3)：l 一2 利用率。在发展壮大铝工业的同时，逐步压缩高铝熟i 责任编辑：苗运平)料、耐火材料的生产规模。S h a n x iA l u m i n u mI n d u s t r yD e
18、 v e l o p m e n tP r e s e n tS i t u a t i o n_ 一f 1J1A n a l y s i sa n dc o u n t e r m e a s u r eS U l n VL I UY E(S h a n x iP r o v i n c eE n e r g yE c o n o m i c sR e s e a r c hI n s t i t u t e，T a i y u a n0 3 0 0 0 6)A b s t r a c t：M o o t h o l dp r o v i n c ee m o t i o n,S h a n
19、 x ia l u m i n u mi n d u s t r yd e v e l o p m e n tp r e s e n ts i t u a t i o na n de x i s t i n go fp r o b l e ma g ea n a l y z e d B i n d i n gn a t i o n a la l u m i n u mi n d u s t r yp o l i c y,p r o p u l s i o nS h a n x ia l u m i n u mi n d u s t r yd e v e l o p m e n to ft h
20、i n k i n ga n dc o u n t e r m e a s u r ea r ep u tf o r w a r d K e yw o r d s：a l u m i n u mi n d u s t r y，p r e s e n ts i t u a t i o n，p r o b l e m，c o u n t e r m e a s u r e 万方数据基于UG二次开发工具实现直齿圆柱齿轮的参数化设计基于UG二次开发工具实现直齿圆柱齿轮的参数化设计作者：李贵长，李锐，宋光鑫，LI Guichang，LI Rui，SONG Guangxin作者单位：太原科技大学,山西,太原,030024刊名：山西冶金英文刊名：SHANXI METALLURGY年，卷(期)：2008，(1)引用次数：0次 参考文献(3条)参考文献(3条)1.王庆林 UG/open GRIP实用编程基础 20022.姜海军 基于UG的直齿圆锥齿轮三维建模研究期刊论文-煤矿机械 2005(7)3.孙江宏 基于UG的直齿圆柱齿轮参数化实体设计通用方法 2002(11)相似文献(0条)相似文献(0条)本文链接：http:/