斗轮机关键零部件参数化设计

斗轮机关键零部件参数化设计

摘要：Solid Works是一款运行与Windows系统下的三维设计软件，它在工程设计当中获得了非常广泛地应用。本文以Solid Works三维设计软件为平台，将斗轮机关键零部件作为研究对象，简单地介绍了基于Solid Works软件下斗轮机关键零部件参数化设计的实现程序。

关键词：斗轮机关键零部件参数化设计Solid Works平台

1、Solid Works软件与斗轮机关键零部件概述

1.1 Solid Works软件

Solid Works是一款运行与Windows系统下的三维设计软件，它在工程设计当中获得了非常广泛地应用。Solid Works软件之所以在工程设计领域获得广泛地应用是因为它具有高效率和高质量的优点。我们知道，设计人员在实际设计装配的过程当中，会反复地、频繁地在不同位置使用“专用件”与“标准件”，但是位置的不同，这些元件的具体尺寸和规格肯定也不同。solid Works软件便是一个可以通过简单输入参数便可以自动生成样板零件的三维设计程序，通过它，设计人员能够省去重复手绘同类零件的麻烦，只要输入需要的参数便可以实现，因此，设计的效率和质量(相对于手绘图形，设计出的模型肯定更加精准)更高。

不仅如此，Solid works软件操作起来还非常的方便和简便。Solid Works软件为用户提供了应用程序接口(ApplicationProgram Interface，API)函数，用户利用它能够方便地对它进行二次开发。例如，我们利用Visual Basic(VB)编程语言我们便可以很容易地对其进行二次开发，编制一个可视化的软件界面。通过该界面，用户可以在输入相应的参数之后，便可以获得自己实际需求的零件类型，并可以保存起来供以后继续使用。

针对零件进行结构分析，根据solid works创建实体的特点，确定先建立哪个特征，每个特征如何建立，选择草图面的时候应尽量简单，选择软件易识别的基准面，尽量使用三视面，特别地可以多次使用前视基准面(或者右视基准面、上视基准面)。值得注意的是，在完整详细地表征出实体的时候，应使特征参数尺寸数量和需要完成的步骤尽可能的少，建立的特征尽可能的简单，以便在以后的参数化过程中和零件生成调用尺寸驱动时，效率会更高。根据分析结果利用Solid works的各种高效功能，如拉伸、旋转、扫描和放样等创建三维实体模型，进而再使用切割等完成模型制作。

1.2斗轮机关键零部件

斗轮机是专用于诸如火力发电厂的储煤场、大型集散港口或者大型钢铁厂的储煤场等散货料场的设备，它的设计参数是根据它的具体用途和实际用途来确定的，因此，不同的需求场地，斗轮机的都轮直接大小、回转半径大小、皮带机带

宽度以及轨道中心距离都是根据客户的实际需求来重新设计的。因此，选用基于参数化的三维设计软件对斗轮机关键零部件进行设计，可以满足系列化的设计要求。

2、基于Solid works软件的斗轮机关键零部件参数化设计

2.1设计方案简介

规划设计方案就是规划出零部件实体建模的设计思路，从分析零部件的结构开始，了解其结构的主要特点，确定需要经常驱动的尺寸，充分利用三维参数化的建模技术，制定出一套既精确又简便快速的建模方案。

2.2构建布局草图

根据该部件的结构特点，工字梁的外形尺寸，底座回转中心线与下料口中心线之间的距离，以及工字梁的中心距是根据用户的需要经常发生变动的尺寸，因此宜建立2个布局草图，主视平面上的布局草图和俯视平面上的布局草图，在布局草图上画出部件的主要轮廓线，并标注出重要尺寸，如在前视布局草图上绘制工字梁的外形轮廓，在俯视布局草图上画出整个部件的中心线及工字梁的中心线，画出下料口中心线与回转中心线的相对位置，并标注其具体尺寸。

3、构建各零件模型

利用自顶向下的建模方法，建立各零件的三维模型。在建模过程中，为了实现参数化设计，要注意以下2点。

(1)要充分利用布局草图中的轮廓线及前面已创建的零件上的点、线、面等要素。如创建大工字梁的实体模型时，使用“转換实体引用”命令，尽量利用布局草图上已有的轮廓线。在其后面创建的零件还可以引用大工字梁上的点、线、面等信息，这样，当需要改变工字梁的尺寸时，只要在布局草图上修改相应的尺寸，则大工字梁的几何结构及与之相关的零件的尺寸都会发生改变。

(2)由于该部件前后属于对称分布，在建模时只要建立模型的一半，另外一半可通过镜像特征完成。

4、方程式建模

在设计过程中，底座法兰上螺栓孔的数量及半径与螺栓中心圆之间存在一定的数学关系，但是这种关联无法通过使用几何关系或常规的建模技术来实现，故采用方程式的建模技术，建立底座法兰上螺栓孔数量及其半径与螺栓中心圆半径的函数关系。利用方程式建模技术时，方程式是根据它们在列表中的先后顺序求解的，如果方程式顺序不同，修改模型后可能会产生不同结果，因此建立方程式时要注意其顺序。

5、实现参数化建模效果

通过改变一个或多个零件形状或约束，并对部件进行刷新处理，则所修改零件及与之相关零件将一同被修改。将工字梁中心距由原来的2470mm变为2620mm后底座的模型图。

总之，SolidWorks作为参数化设计的强大工具，设计人员可以直接以三维概念进行产品的设计，具有现代设计方法的优越性：可以快速、方便、准确地建立零部件的三维模型；直接导入CAE／CAM软件；进行产品虚拟样机测试、有限元分析和快速加工。大幅度缩短产品研发周期，提高了设计效率，降低了开发成本。

参考文献

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