UGNX6

UGNX6（共3篇）

UGNX6 篇1

摘要：以UG软件为平台,采用面向对象的编程技术,研究开发出辊道窑CAD系统,系统有良好的人机交互与可扩充性,能用于辊道窑设计计算并根据用户要求选定参数与计算结果自动绘制辊道窑窑体结构图。提高了辊道窑设计效率和质量,缩短了开发周期。

关键词：UGNX6.0,辊道窑,CAD系统

引言

在陶瓷窑炉设计中虽然已经开始用Auto CAD软件进行绘图,但只能对某个具体窑炉由技术人员一张张地在计算机中画出,缺乏一套能根据用户需要自动生成所需图纸的系统软件,更没有实现CAD/CAE/CAM一体化。文献[1,2]以VB作为开发平台,软件在Auto CAD上以外挂的形式进行CAD系统的开发,做了大量工作,但主要停留在二维,很难实现设计者的设计意图,也很难实现CAD/CAE/CAM集成。在三维通用CAD/CAE/CAM集成软件(UG、Pro/E等)非常发达的今天,从研究角度而言,完全从底层建立自己的软件支撑环境是不现实的,也是没有必要的,因此必须选择合适的软件平台。对通用的CAD/CAE/CAM软件进行适合特定专业的二次开发具有重要的实际意义。

UG软件是EDS公司开发的一套集CAD/CAE/CAM一体的高端软件,它为产品开发的全过程提供了解决方案。软件的特点是基于特征的三维实体建模及参数化驱动方式,为用户提供了二次开发工具箱[3]。本文在UG/Open API开发平台上,根据陶瓷工业辊道窑的发展趋势以及陶瓷窑炉工业的实际需要而研究开发出的一套适应用建陶工业辊道窑设计的二次开发系统。

1 系统开发工具

1.1 UG三维建模方法

1)关系表达式法:创建容易,但用户必须完成查找零件模板,改名和查找标准件手册多项交互操作,很繁琐,效率低。

2)用户自定义特征法:可以建立特征之间的关系,定义特征变量,设置缺省值,提示输入关键值;但必须建立一个新的零件、查找标准件手册才能输入用户自定义特征。

3)零件族法:创建直观容易,标准件具有子装配功能,是建立UG标准件库系统的通用方法;缺点是由于标准建库种类繁多,型号各异,给用户查找带来不便,输入数据的工作量很大。

4)编程法:采用UG/Open Grip或UG/Open API对每类零件直接编写参数化程序,优点是调用最方便,应用层次最高,缺点是程序编写的工作量太大[3]。

1.2 UG用户界面设计主要方法

1 UG/Open MenuScript

此项功能使用户通过文本编辑器编辑UG菜单文件,生成用户化的菜单。它支持UG主菜单和下拉菜单的修改,通过它可以改变UG菜单的布局、添加新的菜单项以执行用户二次开发程序、User Tools文件及操作系统命令等。

2(User Tools)

User Tools是一种生成用户对话框的工具。该工具有两种功能:1、在主菜单的User Tools下拉菜单中添加用户项;2、生成弹出式对话框。User Tools生成的界面风格和UG界面一致,通过它可运行对话框文件、宏文件、UG/Open API及UG/Open GRIP程序。

3 UG/Open UIStyIer

UG/Open UIStyler是用户开发UG对话框的可视化工具,它比User Tools具有更强的功能。可以避免复杂的图形用户接口编程。其设计对话框的方式与Visual C++很相似,即利用对话框中基本控件的组合生成不同的对话框,对话框中所有控件设计都是实时可见的。生成的对话框可与UG/Open Menu Script、UG/Open API、UG/Open GRIP集成。然后,执行二次开发程序。

通过比较以上三种方法,采用了UG/0pen Menu Script和UG/0pen UIStyler相结合的方法。UG/Open UIStyler还可以和UG/Open API函数结合,因而能实现零件设计时的人机交互,对不符合规范的错误予以提示。

2 辊道窑CAD系统设计

2.1 辊道窑系统设计

本系统的功能模型图见1。

建立系统功能模型之后,根据功能模型图,将系统划分五大功能模块。图2为系统的模块结构图。辊道窑在工程上常规划分为预热带、烧成带、冷却带。但在软件开发中,仅以通常的三带作为出图是绝对不够的。例如在预热带前段有排烟孔,而在预热带后部又可能有热风管和烧嘴等结构,而且砌筑材料也不尽相同。所以,按常见结构现状将其再进行了细分,即分为:预热带前段设计、预热带中段、预热带后段、烧成前段、烧成带后段、冷却带前段、冷却带中段、冷却带后段八个子模块进行设计。

1)初始化:根据用户的生产实际要求进行,输入年产量、窑体材料、产品种类与尺寸、烧成温度制度等,计算热平衡以初始化此项目。

2)调用标准件:根据工厂场地大小与实际产品等情况要调用标准件或输入长度、每排砖坯数及辊上下高等初定数据,确认后系统会很快算出窑总长与窑内宽。

3)子模块设计:按用户生产实际确定辊道窑的工作系统,预热带分散还是集中排烟;是否在其中后段设置冷风喷管;是否要在其后段下部设置烧嘴;烧成带的烧嘴布置形式与数量;冷却带各段的冷却形式等进行具体的设计。

2.2 标准件库

由于现代辊道窑已趋于规范化、标准化生产,通常是2米左右一节,每节都具有由砌筑材料和孔砖组合框架的共同特点;进行辊道窑设计时没有必须每次都对它们进行建模,可以在UG平台上建立其标准件、通用件库,建库方法见文献[4]。

2.3 辊道窑CAD系统运行界面(以冷却带设计为例)

系统在UG上注册、启动后,系统初始化完成,在UG界面上显示所添加的菜单,为辊道窑设计的开始准备条件。点击相应按钮,进入用户对话框界面,即可启动对应的功能模块。其主菜单界面如图3所示,图4是冷却带设计的对话框主界面,设计的效果图见图5。

3 总结

本系统是在UG开发平台上,根据辊道窑设计的特点,综合运用参数化和交互式绘图技术,采用面向对象的编程技术,在VC++6.0环境下,开发了一套辊道窑设计系统,利用系统可以比较方便地对辊道窑进行计算机辅助设计,为用户提供了一种方便、实用的辊道窑设计工具。该软件可以有效提高辊道窑的设计质量、缩短模具开发的周期,具有一定的实用性。

参考文献

[1]胡国林等.建陶工业辊道窑CAD系统开发研究[J].中国陶瓷,2007,(7):18-20

[2]陈功备等.建筑陶瓷工业辊道窑CAD系统开发研究[J].中国陶瓷,2007,(8):23-25

[3]UGS.UG Documentation Help[M].USA:UGS,2009

[4]刘国亮柳和生.基于UG平台的塑料异型材挤出模具标准件库的建立[J].塑料,2005,(2):93-96

UGNX6 篇2

图层是用于在空间使用不同的层次来放置几何体的一种设置。在整个建模过程中最多 可以设置 256个图层。用多个图层来表示设计模型，每个图层上存放模型中的部分对象， 所有图层对其叠加起来就构成了模型的所有对象。用户可以 根据自己的需要通过设置图层来显示或隐藏对象等。在组件的所有图层中，只有一个图层是当前工作图层，所有工作只能在工作图层上进行。可以设置其他图层的可见 性、可选择性等来辅助建模工作。如果要在某图层中创建对象，则应在创建前使其成为当前 工作层。

图层的操作可以通过【格式】菜单中

如图2.6所示的层工具进行修改。

图2.6图层工具2.2.1工作图层的设置通常根据对象类型来设置图层和图层的类别。有关图层的设置通过以下的方法来操作：选择【格式】→【图层设置】选项或单击【实用程序】工具栏中的图标，弹出如图 2.7所示的【图层设置】对话框。(1)工作图层：将指定的一个图层设置为工作图层。(2)类别：用于输入范围或图层种类的名称，并在【类别显示】中显示出来。(3)类别显示：用于控制图层种类列表框中显示图层类条数目，用通配符“*”表示。(4)添加类别：用于增加一个或多个图层。(5)信息：显示选定图层类所描述的信息。(6)图层/状态：如图2.8 所示的列表框显示满足过滤条件的所有图层。图2.7【图层设置】对话框图 2.8【图层/状态】列表框(7)可选：指定的图层可见并可被选中。(8)设为工作图层：把指定的图层设置为工作图层。(9)仅可见：对象可见但不可选择它的属性。 (10)不可见：对象不可见且不可选择。 (11)【显示】下拉列表框：控制在【图层/状态】列表框中图层的显示。且包括【所有图层】、【所有可见图层】、【含有对象的图层】和【所有可选图层】4个选项。2.2.2图层视图可见性通过以下的操作来设置图层的视图的可见性。 选择【格式】→【视图中的可见图层】选项，或单击【实用程序】工具栏中的图标，弹出如图2.9 所示的【视图中的可见图层】视图选择对话框。选中 TOP 并单击按钮， 则弹出如图 2.10所示的【视图中的可见图层】对话框，在该对话框中可设置图层可见或不可见。图2.9【视图中的可见图层】视图选择对话框图 2.10【视图中的可见图层】对话框2.2.3图层类别图层类别是对图层进行有效的管理，可将多个图层构成一组，每一组称为一个图层类。 选择【格式】→【图层类别】选项或单击【实用程序】工具栏中的图标，或按快捷键 Ctrl +Shift +V，弹出【图层类别】 对话框，如图 2.11所示。该对话框中包括如下内容。(1)过滤器：控制【图层类别】列表框中显示的图层类条目，可使用通配符。(2)图层类列：显示满足过滤条件的所有图层类条目。(3)类别：在【类别】文本框中可输入要建立的图层类名.

图2.11【图层类别】对话框(4)创建/编辑：建立或编辑图层类。主要是建立新的图层类，并设置该图层类所包含 的图层和编辑该图层。(5)删除：删除选定的图层类。(6)重命名：改变选定的一个图层类的名称。(7)描述：显示图层类描述信息或输入图层类的描述信息。(8)加入描述：如果要在【描述】文本框中输入信息，就必须单击【加入描述】按钮，这样才能使描述信息生效。【例2.4】 图层功能的应用。操作步骤如下。(1) 选择【文件】→【新建】选项，在弹出【新建】对话框后，选择【模型】模板， 输入模型名称，单击按钮。(2)在建模模块中通过草图建立模型，如图2.12 所示。(3) 选择【格式】→【图层的设置】选项或单击【实用程序】工具栏中的图标，弹 出如图2.7所示的【图层设置】对话框，一般系统默认工作为1层。(4) 选择【格式】→【移动至图层】选项或单击【实用程序】工具栏中的图标，选 择草图轮廓线，将草图移入图层 21，单击按钮。(注：将选定的对象从其原图层移动到指定的新的图层中，原图层中不再包含这些对象。) (5)选择【格式】→【视图中的可见图层】选项，或单击【实用程序】工具栏中的图 标，弹出【视图中的图层】对话框，在该对话框中能看见所有图层，并可设置图层可见或不可见，将图层21设置不可见，单击按钮，效果如图 2.13 所示。

图2.12草图可见图 2.13草图不可见(注：建立一个模型，需要很多手段去辅助，难免使图形显示面很凌乱，这就需要去整 理，图层就是堆满物件桌子里的抽屉，物品要归类一件件地放入抽屉，用什么就从抽屉里 取出什么放在桌面上，桌面才会整洁干净，读者在下面要认真理解图层的含义，认真去运用图层的功能。)2.3视 图 布 局视图布局是按照用户的定义把视图进行排列，为了使用户比较方便地观察和操作，一 个视图布局最多可以排列 9个视图，而且用户可以在视图中任意选择对象。视图布局的操作主要是控制视图布局的状态和显示情况。用户根据需要可以将工作区 分为多个视图，以便进行组件的编辑和实体模型的观察。【例2.5】 将正方体布置成六视图。操作步骤如下。(1)新建正方体模型。(2)选择【视图】→【布局】→【新建】选项，弹出如图2.14 所示的【新建布局】对 话框，该对话框主要设置布局的形式和视图的视角。(3)在【名称】文本框中输入新的布局名称，系统默认为 LAY1。(4)在【布置】下拉列表中选择布局六视图。(5)单击按钮，六视效果图如图 2.15 所示。图2.14【新建布局】对话框图 2.15正方体六视效果图2.5.4显示和隐藏对象当所画对象比较复杂时，全部显示不仅占用系统资源，而且还会影响作图，为了方便 绘图，需要选择显示和隐藏对象。选择【编辑】→【显示和隐藏】选项，弹出【显示和隐藏】子菜单，如图2.28所示。图2.28【显示和隐藏】子菜单

菜单主要包括以下命令。

(1)显示和隐藏：对选择的对象进行显示或隐藏。

UGNX6 篇3

齿轮机构用于传递空间任意两轴之间的运动和动力,它是现代机械中广泛应用的一种传动机构,齿轮机构常用的齿廓曲线有渐开线、圆弧曲线、摆线等,渐开线齿廓是最常用的一种齿廓曲线。而渐开线不是标准曲线,利用UG NX6表达式写出渐开线函数方程,对圆柱齿轮的渐开线齿廓实现参数化设计,运用参数化表达式,用户可以十分简便地对圆柱齿轮的渐开线齿廓进行编辑,通过改变表达式值,可产生同种齿轮的零件族。实现渐开线圆柱齿轮族的全参数化设计,为后续的机械运动分析和有限元分析提供了准确的参数模型。

一、渐开线齿廓的形成和渐开线函数方程

如图1所示,当直线BK沿一圆周作纯滚动时,直线上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆,其半径用Rb表示,直线BK称为渐开线的发生线,OK的长度R为渐开线在K点的向径,角b称为渐开线AK段的展角,角a称为K点的压力角。对标准直齿圆柱齿轮而言,标准压力角的位置在分度圆上。

由图可知:

Rb:基圆半径R:分度圆半径Z:齿轮齿数

a:分度圆上的压力角(齿形角)(a=∠BOK)

b:为渐开线AK段的展角(b=∠KOA)即分度圆和基圆之间渐开线段对应的展角角度值

a2:基圆上齿槽所对应的圆弧角度值

渐开线齿廓1与渐开线齿廓2在分度圆上的夹角为180/z;在基圆上的夹角为a2

渐开线直角坐标函数方程

t:为变量,在0-1之间变化,即a1由0到45度之间变化

a1:渐开线K点的滚角

db:基圆直径

二、在UGNX6环境下建立圆柱齿轮的表达式

由渐开线标准直齿圆柱齿轮齿廓的特点可知,其齿廓的几何尺寸和形状取决于齿轮的5个基本参数,即齿数Z、模数m、压力角a、齿项高系数ha、顶隙系数c。现以m=2.5,z=18,a=20 b1=16(齿轮厚度),ha=1,c=0.25齿轮为例,给UG表达式赋值。进入UGNX6建模模块,通过工具/表达式打开表达式对话框,对所有的变量进行预定义和赋值。具体如下图2

a:分度圆上的压力角(齿形角)(角度)t:ug系统内部变量,t在0与1之间变化a1:渐开线K点的滚角a2:基圆上齿槽所对应的圆弧角度值180/z:分度圆上齿槽所对应的圆弧角度值b:分度圆和基圆之间渐开线段对应的展角角度值b1:齿轮厚度d:分度圆直径da:齿顶圆直径db:基圆直径df:齿根圆直径m:齿轮模数r:齿根圆角半径pi:圆周率∏z:齿轮齿数xt,yt,zt;渐开线齿廓1直角坐标(图1)xt,yt1,zt:渐开线齿廓2直角坐标(图1)

渐开线齿廓1与渐开线齿廓2在分度圆上的夹角为180/z;在基圆上的夹角为a2。

三、利用UG NX6的规律曲线(Law Curve)创建渐开线齿廓

在UGNX6建模模块下,点击曲线工具栏中的规律曲线图标,打开规律曲线对话框,选择根据方程,分别设置t为自变量,横坐标为xt的因变量;同理,设置t为自变量,纵坐标为yt的因变量;设置t为自变量,第三个坐标为zt的因变量;再选择一个基点,通过点构造器对话框选择(0,0,0),即生成齿轮渐开线齿廓曲线1(如图3)。要实现完全可参数化控制的渐开线齿廓曲线,需要再次利用渐开线方程生成另外一条渐开线曲线2(如图3),渐开线齿廓曲线1与渐开线齿廓曲线2在基圆上的夹角为a2(基圆处也是渐开线齿廓的起点处)。为此在生成渐开线齿廓曲线2时要生成一个新的xc,yc,zc基准轴,新的xc水平参考轴与生成渐开线曲线1的水平参考轴之间的夹角为a2。故生成渐开线曲线2之前先生成新的基准轴,方法是在UG建模模块下,格式/WCS/旋转,绕Zc轴旋转a2角度即可。以xt,yt1,zt:为渐开线齿廓2直角坐标,参照渐开线齿廓1生成步骤,利用规律曲线工具生成渐开线齿廓2(如图3)。

渐开线位于基圆之外,而齿形是从齿根圆开始的,所以自两条渐开线齿廓1、2与基圆的交点处,分别绘制与渐开线齿廓1、2相切的直线段L1,L2,他们的终点处均位于齿根圆上(如图3),此两条直线段可在UG建模环境下,通过草图完成。

四、利用UG NX6的草图功能绘制齿顶圆、分度圆、基圆、齿根圆

在UG建模环境下,通过草图绘制齿顶圆、分度圆、基圆、齿根圆,并使用“尺寸约束”操作使它们的直径分别为da、d、db、df,选择“几何约束”功能使它们同心,圆心在(0,0,0)处。接着画直线L3,至此,齿轮一个齿槽断面已经完成(如图3)。

五、创建渐开线圆柱齿轮的三维实体

在UGNX6建模环境下,选择插入/设计特征/拉伸功能分别拉伸齿顶圆、齿轮一个齿槽断面,拉伸深度为齿轮厚度b1(如图4a);接着选择插入/组合体/求差功能,把前面生成的两个实体进行相减(如图4b)。通过插入/关联体复制/实例特征中的圆形阵列,打开圆形阵列对话框,阵列数目为齿轮齿数Z,阵列角度为360/Z,确定生成一个完整的直齿圆柱齿轮(如图4c)。根据标准将齿根倒圆角,倒圆角半径设置为r=PI*m/8,选择任何一个轮齿的两个齿根边缘线进行倒圆角,直至所有的齿根倒圆角。齿轮中心内孔和键槽参数参照国家标准,在草图中绘制其断面形状,通过拉伸和布尔运算即可实现。至此,完成m=2.5,z=18,a=20 b1=16渐开线齿轮的三维建模(如图4d)

六、对渐开线圆柱齿轮族的参数化控制

齿轮族的全参数化设计,要求齿轮在其设计要求及结构尺寸发生变化时,其模型也相应的自动更新,生成新的齿轮。因此,只需要将上述所建立的齿轮实体模型的相关特征参数(齿数模数压力角齿轮厚度)进行更改即可,利用UGNX6建模环境下的工具/表达式,编辑、定义、修改相关的参数及表达式,可以很方便地完成新齿轮的自动建模,从而实现齿轮族的全参数化设计。

七、结论