V带轮设计ug二次开发

2.2.1 UG/OPEN GRIP………………………………………………………………………6
2.2.2 UG/OPEN API………………………………………………………………………7
2.2.3 UG/OPEN Menu Script………………………………………………………………7
2.2.4 UG/OPEN UI Styler…………………………………………………………………8
附录…………………………………………………………………………………………………………53
第1章 绪论
1.1课题的研究背景
皮带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。它的特点主要表现在：皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用。皮带是中间零件。它可以在一定范围内根据需要来选定长度，以适应中心距要求较大的工作条件。结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。故而皮带传动在机械传动中占有重要的地位。
2.1UG软件概述
2.1.1UG软件的功能介绍
UG是知识驱动自动化技术领域中的领先者。它实现了设计优化技术与基于产品和过程的知识工程的组合，显著地改进了如汽车、航天航空、机械、消费产品、医疗仪器和工具等工业的生产率。它为各种规模的企业递交可测量的价值，更快地递交产品到市场，使复杂产品的设计简化，减少产品成本和增加企业的竞争实力[7]。
（1）皮带传动的参数化设计与建模系统是CAD技术与皮带轮设计相结合的产物，也是两者发展的趋势所在。
（2）实现设计过程自动化避免了设计人员手动查阅大量的数据，也避免了手工取点造型的复杂过程，该系统的开发，可以将手算设计的工作人员从繁琐、低效的工作中解放了出来。
（3）实现皮带轮的参数化设计以及精确造型，可以将设计计算、三维造型与绘制工程图的无缝结合，同时为皮带轮的有限元分析、机构仿真和数控加工等工作奠定基础。
关键词:皮带轮；二次开发；参数化；UG/Open API
第1章 绪论……………………………………………………………………………………1
1.1课题的研究背景………………………………………………………………………1
1.2课题的研究内容和解决方法…………………………………………………………2
第2章UG二次开发的研究………………………………………………………………5
(1)分析皮带轮产品，设计其基型：考虑产品的零部件尺寸约束及几何约束，基于模型驱动技术，构建三维参数化模型库，然后提取变形参数。
(2)利用UG二次开发工具创建交互式程序界面，通过用户菜单以及皮带轮参数设计对话框的设计，使用户通过输入参数即可在UG中实现皮带轮的自动生成。
UG软件是集CAD/CAM/CAE一体化的三维参数化软件，是当今世界上最为先进的计算机辅助设计、制造和分析软件，在国内外使用相当广泛。另外它所提供的二次开发语言模块UG/OpenAPI、UG/OpenGRIP和辅助开发模块UG/OpenMenuScript与UG/Open UI Styler及其良好的高级语言接口，使UG的图形功能和计算功能有机的结合起来，便于用户去开发各种基于自身需要的专用CAD系统。使用UG/OpenAPI和UG/OpenGRIP中任何一个模块都能实现UG的二次开发，再结合辅助模块，就能开发出UG界面的应用模块。因此，合理利用UG的二次开发语言模块和辅助模块，就可以实现在UG环境下对皮带轮进行参数化设计。
Unigraphics(简称UG)是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件。它为制造业产品开发的全过程提供解决方案，主要功能包括：概念设计、工程设计、性能分析和制造。此外，UG软件还提供了CAD/CAE/CAM业界最先进的编程工具集，以满足用户二次开发的需要。本章先讨论UG软件的主要功能，然后简单介绍二次开发各功能模块的特点和应用。
NX是一个交互的计算机辅助设计、计算机辅助制造和辅助工程（CAD/CAE/CAM）系统。CAD功能自动化是在今天制造公司中见到的一般工程、设计和制图能力；CAM功能利用NX描述完成零件的设计模型，为现代机床提供NC编程；CAE功能横越一广范的工程学科，提供许多的产品、装配和零件的性能防真能力。NX是一个全三维、双精度系统，它允许用户精确地描述几乎任一几何形状。通过组合这些形状，用户可以设计、分析产品和建立他们的工程图。一但设计完成，制造应用允许用户选择描述零件的几何体，加入制造信息，如刀具直径并自动生成一刀具位置，源文件（CLSF），它可用来驱动大多数NC机床[8]。目前UGS公司已经推出NX5产品，本次设计中使用的是NX4版本的软件。NX4的特点是：1、为了数字化产品开发集成的自动化；2、在所有开发学科中的新能力，包括工业设计、防真、工装、加工和管理；3、在一个全面的产品生命周期管理（PLM）解决力案内的领先前沿的CAD、CAE和CAM技术。
4.1数学模型………………………………………………………………………………17
4.2实心式带轮三维建模…………………………………………………………………17
第5章 腹板式带轮的参数化设计……………………………………………………23
5.1数学模型………………………………………………………………………………23
皮带轮设计在皮带轮制造应用过程中占有重要地位。传统的皮带轮设计过程繁冗，效率低，采用传统的设计方法设计较为合理的皮带轮要反复修正参数、多次校核计算，花费很长时间才能实现。另外，皮带轮类零件的绘图工作(包括几何绘图、标注、参数表填写等内容)也是一项繁杂而费时的工作[1]。但皮带轮类零件大部分具有相似的结构和形状，在新产品的设计和图纸绘制过程中，不可避免地要多次反复修改，进行零件形状、尺寸的综合协调和优化，这时寻求一种简便、合理的设计方法，提高设计工作效率，是皮带轮设计工作者的迫切愿望。因此，借助CAD技术实现其绘图过程的参数化和自动化，对于提高设计效率和保证设计质量具有重要意义[2]。
2.1UG软件概述……………………………………………………………………………5
2.1.1 UG软件的功能介绍…………………………………………………………………5
2.1.2 UG功能模块…………………………………………………………………………5
2.2UG二次开发相关工具概述……………………………………………………………6
5.2腹板式带轮三维建模…………………………………………………………………23
第6章 孔板式带轮的参数化设计……………………………………………………25
6.1数学模型………………………………………………………………………………25
6.2孔板式带轮三维建模…………………………………………………………………25
1.2课题的研究内容和解决方法
本课题利用大型软件UGNX4.0来实现皮带轮的三维参数化造型，通过改变皮带轮的一些基本参数，生成其相应的皮带轮。要达到相应的设计要求，首先要知道如何在UG中绘制皮带轮部件，要绘制皮带轮必然要知道皮带轮的各个参数间的关系，精确知道皮带轮的三维模型。画出皮带轮模型后，还应知道UG二次开发的知识，灵活运用UG系统提供的二次开发工具，在模型的基础上编制相应的程序，最后完成皮带轮参数化设计模块的开发。具体内容和步骤如下：
因此，现代皮带轮机构的设计建模技术有着广泛的工程应用背景和研究意义。随着计算机技术和现代设计理论与方法的迅速发展，三维设计软件尤其是Unigraphics在机械零件和产品设计中的日益普及，皮带轮实体在三维软件特别是在UG中的绘制变得越来越重要。但基于UG的皮带轮设计系统一般都局限于皮带轮二维轮廓的绘制或三维实体建模，皮带轮参数的设计计算难以与CAD系统很好地集成,给皮带轮的CAD/ CAM带来不利影响[3]。
2.2.5 User Tools工具………………………………………………………………………9
第3章 二次开发方案的选择…………………………………………………………11
3.1可行方案………………………………………………………………………………11
3.2方案选择………………………………………………………………………………12
8.3程序设计………………………………………………………………………………38
第9章 结论与展望………………………………………………………………………49
参考文献………………………………………………………………………………………51
致谢……………………………………………………………………………………………52
第7章 椭圆轮辐式带轮的参数化设计………………………………………………29
第8章 程序设计…………………………………………………………………………31
8.1总体方案设计…………………………………………………………………………31
8.2对话框设计……………………………………………………………………………32
基于皮带轮各参数间的关系，在UG中利用皮带轮参数表达式绘制皮带轮实体模型，实现皮带轮在UG中的参数化设计。UG/Open二次开发模块是UG软件的二次开发工具集，利用该模块可对UG系统进行用户化开发，可满足用户进行各种二次开发的需求。学习了UG二次开发的各种工具，了解了各种工具的特点和适用范围。选择UG/Open API编程语言，结合使用UG/Open Menu Script和UG/Open UI Styler开发工具，实现了基于UG二次开发工具的实心式皮带轮、腹板式皮带轮、孔板式皮带轮以及椭圆轮辐式皮带轮的参数化设计。
3.3利用二次开发工具制作系统菜单……………………………………………………13
3.3.1设置系统环境变量…………………………………………………………………13
3.3.2制作菜单……………………………………………………………………………13
第4章 实心式带轮的参数化设计……………………………………………………17
建模技术是CAD的核心技术，参数化造型技术和特征造型技术是新一代继承化CAD系统应用研究的热点理论[4]。目前国内外对二维图形参数化和简单三维实体的参数化造型较为成熟。对复杂的三维实体的参数化造型尚不多见，特别是皮带轮这类形状复杂、种类繁多的三维实体参数化造型设计更少。这有多方面原因：一方面皮带轮二维图形参数化设计能够满足传统的皮带轮加工要求；另一方面运用低级CAD软件对复杂的三维实体很难实现参数化虚拟造型设计。随着塑料皮带轮的广泛应用和快速成型与虚拟制造技术的迅速发展，传统的二维图形已不能满足现在的设计、加工要求[5]。因此，在三维软件上绘制皮带轮实体变得十分重要。但是，由于皮带轮形状复杂，给设计、绘图带来很大不便。并且皮带轮各参数间都有严格的函数关系，再加上随着当代机械制造业的不断发展，皮带轮的精度要求也越来越高，皮带轮实体的绘制较为麻烦。皮带轮并不是一个标准件，它的各个参数随着设计要求的不同而不同。如果每设计一个皮带轮都要画一个对应的实体部件的话，那不仅增加了设计者的劳动量，还大大降低了设计效率，阻碍了企业的生产和发展。参数化设计是新一代智能化、集成化CAD系统的核心内容，也是当前CAD技术的研究热点[6]。用大型的三维软件实现皮带轮的参数化造型已成为设计者的迫切需求，皮带轮参数化造型有重要的意义：