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圆柱-槽轮导轨的设计 |
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newmaker |
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圆柱形导轨，槽轮形支撑，完成轻载类型导轨副的设计，其样式如图1所示。在设计中经常会遇到的问题是，怎样在装配中根据槽轮的空间位置，精确定位并关联槽轮安装轴孔的位置。
为了方便讨论，本文将这个实际问题简化为仅求解槽轮轴线和端面位置两个参数。
一、基于装配的关联设计
这种设计需要基于装配关系的约束，否则在方案调整后将不能自动更新相关的参数，并且槽轮的具体形状尺寸，也需要基于装配关连才能被确定。
但基于装配关连并非只有装配约束一种机制，尤其是槽轮上导槽的设计，需要直接的关联才好做。下面笔者所介绍的，是一种即能综合发挥Inventor基于装配关联的设计能力，又可以充分符合工程师原始设思维的方法。
简化设计的前提条件是：
◎圆柱导轨直径为30mm，可能在20~40mm之间变动；
◎槽轮导轨成圆弧点接触，接触角45'，导槽圆弧半径约为1.25倍导轨半径；
◎导槽圆弧面包含角大约为75'；
◎槽轮端面离开圆柱导轨外圆大于10mm；
◎槽轮安装孔不作要求，仅求解中心线位置。
目前的主要问题不仅在于怎样完成两个模型之间的数据关联，在Inventor中有多种方法可以解决，问题的关键是如何把两者正确地、简捷地安装在一起，并取得下一步设计的基础条件。
以下所讨论的内容均基于Inventor R10。
二、圆柱导轨的设计模型
圆柱导轨的设计模型是很简单的一根圆柱。如图1所示。
图1 圆柱-槽轮结构
在Fx表中，将直径参数设置成“可输出”，为将来设计槽轮做好铺垫。
三、槽轮设计模型
槽轮设计是最关键的一步，在整个设计中起到承上启下的作用，具体操作方法如下。
1.衍生导轨参数
创建新零件，在建模之前，首先衍生导轨的直径参数以做备用。这样就可以造成两者之间在基础设计数据上的直接关联。
2.以原始坐标系的圆点为基准的草图结构
在创建草图的时候，先投影零件原始坐标系的原点，作为设计基准，并绘制参考线的导轨圆；标注驱动尺寸时引用衍生来的参数。如图2所示。在此基础上创建槽轮的半个轮廓，如图3所示。
图2 数据关联
这样做的好处，是在零件设计的时候，可以利用本零件的Z轴充当未来装配下导轨的轴线。完成草图后的结果如图3所示。
图3 草图结果
3.将Z轴可见
完成零件后， 将Z 轴可见，这样才可能在装配中方便地使用它。现在，Z轴就是未来的装配基准了。
四、装配
上述铺垫完成，装配就很简单了，先约束槽轮模型的Z轴与导轨轴线重合，再给槽轮本身轴线角度约束。因为两者相切，是在草图级别就已经被确认了，不必在装配中考虑。
试改变导轨的直径，可见槽轮与装配关系能够保持设计的想法而关联改变。
五、其余结构的设计
如果想更充分地利用Inventor现有功能，就应该继续完成设计中的其他内容，只有这样才能更大程度地体现出CAD的作用。
1.选用轴承
在这个设计中，槽轮的支撑轴承是“死的”，也就是说，轴承的几何参数不能改变。在涉及加速器中选择合适的轴承是很容易完成的。
将轴承装配到前边介绍的草图中，并约束好位置，结果如图4所示。
图4 虚实结合的概念草图
2.完成其他结构的草图
这是个虚实结合的概念草图，用简单的虚装配完成各部分的位置约束，接着创建槽轮孔结构，然后创建芯轴、垫圈、隔套等零件草图。这样，3-base.IPT就成为所有相关零件的概念草图携带者，而这些东西又是基于虚装配和实际轴承所关联设计而成的。
3.完成其他零件
衍生3-base.IPT后，先选择合适的轮廓，用旋转特创建关键结构，然后再添加其他必要结构，这样零件就可以存盘了。
4.完成装配
这就很简单了，只要把各自的原始坐标系的成员添加必要的约束就行了，因为所有零件都是基于同一个坐标系完成位置描述的。(end)
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(4/12/2006) |
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