深沟球轴承参数化建模

深沟球轴承的参数化建模

图6.1 深沟球轴承图纸

表6.1 深沟球轴承各参数之间的关系

6.1.1 设计背景

工业钻孔机需要使用一组深沟球轴承，其图纸如图6.1所示。轴承各尺寸的关系如表6.1所示，试完成零件的建模。完成的零件需要满足以下设计要求：通过修改轴承的几个变量（外径da、内径d、宽度b以及圆角半径r），能够实现轴承的快速更新，并且滚珠的数量为：取大于等于“滚珠中心圆的周长”除以“1.5倍的滚珠直径”的最小整数。

6.1.2 项目分析

由表2.1 可以确知轴承的自由变化参数为da、d、b、r，其它参数都可由这几个参数来表达。因此，我们可以利用NX的表达式功能来管理这些设计参数。另外滚珠的数量可以使用NX内部函数“ceiling()”来实现。表6.2按照表达式的四个要素（名称、公式、量纲、单位）列出了NX支持的表达式形式。

表6.2 UG NX支持的表达式格式

6.1.3 项目实施

根据前面的分析，本项目的实施过程如下：

(1) 利用NX的表达式功能定义表6.2所列的设计变量。

(2) 利用表达式定义草图和特征的尺寸，完成零件的建模。

(3) 修改设计变量，验证零件的准确性。

6.1.4 过程指导

1. 创建深沟球轴承的模板文件

新建一个部件bearing.prt，启动建模环境。在61层创建ACS基准坐标系。

2. 使用“表达式”功能定义设计变量

(1) 启动表达式对话框：选择菜单命令“【工具】→【表达式】”。

(2) 创建第一个设计变量：设置表达式的“量纲”为“长度”，单位为“mm”→输入表达式的“名称”为“da”→输入表达式的“公式”为“28”→接受表达式。

(3) 按照步骤(2)的方法继续创建其他表达式，结果如图6.2所示。所有表达式完成后，确定对话框。

注意：表达滚珠特征的圆周阵列数量的变量“n”的量纲为“恒定的”，没有“单位”。

图6.2 表达式对话框

3. 零件建模

(1) 选择旋转特征命令→在旋转对话框中选择草图图标→选择YC-ZC平面创建草图→绘制如图6.3(a)所示的草图，注意草图的尺寸约束全部为输入公式→完成草图→单击MB2→选择基准坐标系的Y轴为旋转轴→单击MB2，接受旋转体的缺省参数，完成如图所示的结果。

(a)旋转体的草图剖面(b)完成的旋转特征

图6.3 创建旋转特征

(2) 创建滚珠的旋转体特征：选择旋转特征命令→在旋转对话框中选择草图图标→选择YC-ZC平面创建草图→绘制如图6.4(a)所示的草图，注意草图的尺寸约束全部为输入公式→完成草图→单击MB2→选择基准坐标系的Z轴为旋转轴→单击MB2，接受旋转体的缺省参数，完成如图6.4(b)所示的结果。

(a)旋转体的草图剖面(b)完成的旋转特征

(b)图6.4 滚珠的创建

(c)

注意：如果滚珠半径尺寸为“d4/2”，则其与外部实体不相交，无法进行布尔运算，这样不能利用“引用功能”完成圆周阵列，所以在此处将其尺寸放大。

(3) 创建布尔运算-“求和”选择最外侧实体为目标体，选择其它的实体作为工具条。创建布尔运算-“求和”。

(4) 创建滚珠的圆周阵列：选择“引用”命令图标→选择“圆周阵列”→选择生成滚珠的旋转特征进行阵列→输入阵列参数为“数量为n，角度为360/n”→选择基准坐标系的Y轴作为旋转轴，完成圆周阵列，如图6.5所示。

图6.5 圆周阵列 图6.6 修改变量后的结果

(5) 创建边倒圆：以半径为“r ”对轴承的四条边缘进行圆角处理。 (6) 保存部件。

4. 验证零件

打开表达式对话框，修改参数“da=42，d=20，b=12，r=0.6”，检查部件是否能够顺利更新。如果能够顺利更新，结果应为6.6所示。

谢谢观看！谢谢我的老师宋志国（他制作的设计过程） 愿各位同行工作愉快！！！