Autodesk Inventor Professional 2014在电机行业中的实际应用

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工业技
术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
481 INVENTOR的简介I n v e n t o r P r o f e s s i o n a l 2014是Au t o D e s k公司推出的一款三维可视化实体模拟软件。

它包含三维建模、信息管理、协同工作和技术支持等各种特征。

其为工程师提供了一套全面灵活的三维机械设计、仿真、工装模具的可视化和文档编制工具集。

可以创建自适应的特征、零件和子部件，最终形成产品的工程图。

工作组人员协同工作，方便数据共享和同事之间设计理念的沟通。

I nv e n t o r 软件界面友好，布局设置得很合理，不同于二维命令行交互式的操作，它把大多数命令都集成至工具面板，通过点击功能图标、菜单、对话框进行操作。

对于快速学会操作和应用Inve nto r，是非常有利的。

2 INVENTOR在电机行业的实际应用2.1 电机零件的参数化设计用I nv e n t o r 方法开发产品时，零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。

产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配验证、性能分析之后才能确定。

这就希望零件模型具有易于修改的柔性。

参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。

对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。

以电机的定子冲片的参数化为例，通过建立有几何约束和工程约束的二维草图生产三维实体模型。

在定子冲片槽口形状一致的前提下，在“参数”窗口中，如图1所示，工
程师只需更改用户参数中冲片的外径、内径、
槽宽、槽高、槽数过后，实体模型自动更新，
得到一个全新的，符合工程师设计意图的定
子冲片模型。

工程师可以从三维模型提取数
据，比如定子冲片的净面积、重量等。

模型尺寸通过参数控制，修改时双击尺
寸，输入新的数值，模型即自动修改，这是
二维设计所不能比拟的。

因此，参数化模型
中建立的各种约束关系，体现了设计人员的
设计意图。

参数化设计可以大大提高模型
的生成和修改的速度，在产品的系列设计、
相似设计方面都具有很大的应用价值。

2.2 电机轴承的寿命计算
电机设计中，轴承是电机能否正常运
转不可缺少的零件。

轴承选用是否合适，
轴承寿命是否达到设计要求，直接影响到
电机整体性能的好坏。

当然轴承的选用还
得考虑其经济性，轴承规格选小了性能达
不到，选大了成本高。

既要保证性能和使用
寿命又要控制成本，就必须进行轴承的寿
命计算。

根据设计输入初步确定转轴的外径，
经过校核计算确定轴伸外径后，即可选择
与之相匹配的轴承进行寿命计算。

过去传
统的计算方法，需要查各种参数，反复的查
机械手册取参数计算，而且往往要计算很多
种轴承，通过综合这些计算结果，取其中最
合理的一种，而使用Inventor 三维设计软
件，只需要给出相应的参数和润滑方式，就
可以很容易的核算出轴承的使用寿命并且
确保计算的准确性。

打开Inventor装配环境下的“轴承生
成器”，在设计窗口中根据轴径选定轴承的
范围，在计算窗口中选择选定的轴承型号。

然后输入相应的参数，比如载荷，转速，安
全系数等参数，即可计算出轴承的使用寿
命，再根据电机使用环境和负载情况，输入
运行工况系数，可靠性系数，温度等相关参
数，可对轴承的使用寿命进行优化，从而达
到既合理选择轴承又控制成本的设计目的
2.3 工程图的制作
产品设计的最终目的是要输出高质量
的、符合国家标准的工程图纸，用以说明设
计意图和指导产品生产制造。

Inve ntor可
以加快并简化加工图的设计，运用自动图形
视图功能，可以创建三维模型的主视图、侧视图、局部视图、等轴测图、剖视图和其他辅助视图，并向工程图中添加或抑制模型尺寸和工程图尺寸，创建多种标准的注释和符号，也可以自定义用户化的标准。

产品设计完成后，生成二维工程图更加简便快捷，只需标注尺寸，不再需要考虑投影关系，零件明细表也自动生成，由于原始零部件与图形视图是双向关联的，则可最大限度地减少错误，减少因修改设计而带来的麻烦。

Autodesk Inventor还可创建关联零件列表以随时更新明细表的信息。

在I n v e n t o r中可以方便地进行B O M 的处理，也可以直接将Inve nto r里面所生成的BOM数据转到E xce l中进行编辑和使用，例如生成产品明细表和物料清单，在后期表格的制作和处理上提高了效率，缩短了产品设计的的周期。

3 结语Inventor在电机产品研发中有非常广泛应用，本文提到的实例只是电机设计中经常遇见的典型案例，还有很多的特色功能，如衍生零件、应力分析、干涉检测、装配动画，都可以在电机设计中得到应用。

采用I nve n t o r 进行电机产品研发，大大提高了设计效率、提升了产品的优化速度、产品综合性能的到提高，同时增强了电机产品的可靠性。

参考文献[1] 美国A u t o d e s k 公司A u t o d e s k Inventor 2012高级培训教程[M].电子工业出版社,2012.[2] 陈伯雄.I n v e n t o r 机械设计应用技术[M].人民邮电大学出版社,2002.[3] 陈伯雄.Inventor机械设计与实战专业篇[M].化学工业出版社,2013.[4] 王仁喜.I n v e n t o r 2008中文版机械设计高级应用实例[M ].机械工业出版社,2008.图1 定子冲片模型尺寸参数化窗口（简化）Autodesk Inventor Professional 2014在电机行业中的实际应用
石侦军（北京明诚技术开发有限公司北京 100049）
摘要：电机设计包括电磁设计和结构设计。

以电机结构设计为基础，论述了利用INVENTOR对电机产品结构的优化设计，实现了零部件的参数化设计，完成对轴承寿命计算，产品工程图的制作。