基于ProE的发动机活塞参数化设计

1、基于Pro/E的发动机活塞参数化设计蒋芳,吴喜骊(包头职业技术学院,内蒙古包头014030摘 要:采用基于特征的参数化设计方法,利用Pro/E软件的Pro/PROGRAM模块建立了发动机活 塞的参数化模型。依据发动机活塞的结构特点,确定影响活塞设计的独立参数和关联参数,不仅实现了 零件尺寸的参数化,而且实现了活塞结构的参数化控制特征拼合。最后通过VB开发技术,实现活塞的自 动化设计,使设计人员只需输入必要的设计参数就可草拟零件图,并可以变动某些约束参数而不必运行 产品设计的全过程来更新设计。参数化设计已成为进行初始设计、产品模型编辑修改的有效手段。关键词:活塞;参数化;设计;Pro/E中图分类

2、号:U 464.03文献标志码:BParametric DesigII for En矛ne Piston b躺ed on Pro/EngineerJlANG Fang,WU Xili(Baotou Vocational&TechnicaI CoUege。Baotou 014030,ChinaAbstract:The parametric design rrlethod based on feature is adopted in this paper.The par昌lrnetric model of engine piston is es tablished by the Pro/P

3、rogram rIlodule of Pr0/E soft、张re. AccordiIlg to the structure of engine piston,independent parameter andrelating par锄eter in piston design is ascertair尉.The parametric dimension a11d parametric feature of part is realized. 1n the end, automatic design of piston is realized by VB development.In orde

4、r to make part dra啊ng and remodel part,the designer just need tomodify the restriction parameter.Parametric design is efficiem in production design and model edit.Keywords:Piston,Parametric,Desjgn,Pro/E采用Pro/E软件设计的零件实体模型包含着 零件的主要设计步骤和尺寸参数列表,通过Pro/E 中的Pro/PROGRAM程序可以修改参数列表,从 而实现对设计内容的全面修改。本文以Pro/E软 件

5、为开发平台,利用强大的参数化造型技术、VB6.O 的集成开发环境以及Automation Gateway v2.O.1第三方开发工具,实现了发动机活塞的自动化设计, 提高了设计效率。1活塞实体模型的建立由Pro/E建立的活塞实体模型是一系列特征 的组合,特征有交叉、隐含和多面性等属性,选择所 需要的特征,给定尺寸、定位和属性等,最终形成所 需要的实体模型。活塞主要由活塞头部和活塞裙部 组成。活塞头部包括活塞顶和环带部分,活塞顶的 基本形式有平顶、凸顶和凹顶3种。环带部分的设 计有三环槽式和四环槽式2种,其中三环槽式应用 较广。活塞裙部结构比较复杂,为了控制活塞裙部 膨胀,除了在活塞销孔两端附近

6、铸出凹陷之外,还采 取其他一些措施,如裙部开槽、椭圆形裙部设计等。 在活塞的设计中,首先要确定活塞直径,它是与整机 密切相关的参数,决定着活塞的基本结构;再确定活 塞行程,它与气缸高度、连杆长度的设计联系在一 起,需综合分析确定。活塞的环槽数、顶岸和环岸高 度决定活塞的压缩高度,迸而影响整个活塞的尺寸 和质量。活塞的各特征之间通过参数和几何约束关系来 相互关联。一个特征往往有多种创建方法,在设计 时必须考虑好如何表达该特征与其他特征的关系。 良好的设计结果必须能准确地表达要求不变的几何 约束关系,而且易于修改。另外,在建立活塞实体模 型时应考虑到模型参数化过程的可行性,并用参数 定义每种模型的

7、结构尺寸,从而为利用Pro/PRO GRAM模块进行参数化控制打下基础。2活塞实体模型的参数化活塞实体模型的参数化是指模型的尺寸用相应 的关系式来表示,而不用确定的数值。变化一个参 数值将自动改变所有与它相关的尺寸。采用参数化 模型,可以通过调整参数来修改和控制几何形状,自 动实现产品的造型。参数化设计方法与传统设计方 法相比,其最大的不同在于它存储了设计的整个过 程,能设计出一族而不是单一的产品模型。Pro/E 软件具有全相关、基于特征的参数化造型等特点,为 本文所需的基于特征的建模及参数化控制提供了强 有力的支持。2.1Pro/PRoGRAM的语法结构Pro/PR(GRAM是Pro/E的一

8、个记录文件,新技术新工艺数字技术与机械加工工艺装备2009年 第4期 9记录着模型自始至终的成型步骤与成型条件,包括 所有特征的建立过程、参数设定、几何尺寸以及约束 关系等模型信息。Pro/PROGRAM是由类似BAS一 1C的高级语言构成的,用户可以根据设计需要来编 辑模型的Program,使其作为一个程序来工作。运 行程序,即可控制模型参数、特征出现与否以及特征 的尺寸。Pro/PRoGRAM的语法结构如下。INPUTEND INPUT部分用来定义变量和 输入提示句,变量有3种类型:NUMBER用于定义 数字型参数;STRING用于定义字符串型参数; YESNo用于是或否的选择控制。REL

9、ATIoN END RELATl0N用来设置参数之间的数字关系 式;IFENDIF与IFELSEENDIF是条件判断 语句,用来判断程序的执行状态;ADD FEATURE END ADD为特征建立语句。2.2活塞独立参数的确定形状特征在参数化中使用参数代替形状特征的 几何尺寸,它包括独立参数和关联参数。独立参数 需要根据具体设计情况赋值,关联参数不需要赋值, 它与独立参数问有着特定的关系,当独立参数发生 变化时,关联参数也随之发生变化。根据实际的设 计过程以及对活塞头部作详细设计的要求,本文选 择缸径、行程、活塞高度、压缩高度、活塞顶岸高度、 第一环岸高度和第二环岸高度作为独立参数。其余 结构

10、尺寸作为关联参数,关联参数的值是根据活塞 设计的经验公式,通过与独立参数间的数学关系式 来求解。当改变独立参数时,关联参数与之联动,以 获得新的活塞模型。2.3Pro/PR(GRAM程序设计在Pro/E系统中,零件的参数化控制过程主要 是通过对参数的选取与赋值来完成。参数的赋值在 Pro/PROGRAM程序内的INPUT段中添加代码 来实现,段中允许定义各种参数,包括形位尺寸参数 (数值型和结构参数(布尔型或字符型。在程序文 件RELATl0N段中建立参数关系式,确定独立参 数与关联参数之间的关系。部分程序如下。1NPUTDNUMBER”ENTER THE DIAMETER(】F CYI。IN

11、DER”END INPUTRE乙ATl【NSTH=O.09l*DR=2.06*DiEND RELATl(NSlF H(LI,(W=YESADD FEATI JRE“nitial nTlber 21INTERNAL FEATURE ID 1087PARENTS爿7(#43(#25(#3CUT:RevolveSECTI(N NAMES2I0009FEATUR E,S DIMENSloNS:d96;O.0685Diad97=0.00464ENDADDENDlFIFiENDlF以上便是通过Pro/PRoGRAM程序,利用参 数控制零件模型的过程。在完成Pro/PROGRAM 程序的修改之后,即可以对模

12、型进行再生操作。通 过控制参数的数值可以重新生成不同尺寸的零件 模氆。3用户界面的开发为了让Pro/PROGRAM程序直观、易操作,可 将Pro/PR(GRAM程序用VB开发的程序界面包 装起来,即进行Pro/PROGRAM程序的二次开发。 Pro/E的二次开发方法有2种:一是基于Pro/ T00LKIT的二次开发过程;一是基于AUTOMA T10N GATEWAY的二次开发过程。AUTOMA TION GATEWAY是Rand公司开发的、针对Pro/ E软件的二次开发工具,最显著的特点是可以用VB 建立所需要的应用程序,利用这个程序来控制Pro/ E中模型的生成过程。AUToMATION G

13、ATE WAY在VB和Pro/E之间起到桥梁和纽带的作 用,通过AUTOMATl0N GATEwAY,就可以利 用VB访问Pro/E的底层数据库。由VB编制的汽油机活塞设计界面如图1所示(其它窗口略,在设计界面上直观地显示了需要用户输入的各个参数。待参数输入或修改完成后,点 图1汽油机活塞设计界面 击“生成活塞”按钮,VB程序会自动按照Pro/PRO GRAM程序所要求的数据文件格式形成数据文件, 由在VB界面上设置的接口直接调用Pro/E,用 Pro/PROGRAM读入文件功能来调用数据文件,从 而实现自动化设计。执行的部分程序代码如下。 Public rgatewayl As New Gw

14、ayAXPrivate Sub ComtrLand2一CIick(Dim D As Long10 新技术新工艺数字技术与机械加工工艺装备 2009年 第4期基于PLC变频器在电梯控制系统中的应用唐进(湖南生物机电职业技术学院,湖南长沙410126摘 要:随着国民经济的飞速发展及人们物质生活需求的提高,电梯不但广泛应用于现代化城市的高层建筑中,也逐步成为低层建筑中的代步工具。提高运行质量、节约电能是电梯控制系统重点要解决 的问题。PLC具有可靠性高、编程容易等特点,可实现电梯控制的各种功能要求,现已逐渐代替了继电 器一接触器控制系统。变频器不但可以提供良好的调速性能,并能节约大量电能,特别适宜于

15、电梯驱动。 本文介绍了电梯控制系统的功能要求和电动机变频调速的节能原理,实例分析了利用PLC和变频器控制 简易电梯系统的设计方案。该方案可为同类设计提供参考。关键词:PLC;变频器;电梯控制系统;节能 中图分类号:TP273文献标志码:BAppIication ofPLC and Frequency ConVerter in Control System for EIeVatorTANG Jin(Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic,Changsha 410126,ChinaAbstract:With the rapid deve

16、lopment of nationaJ economy and the improvement of people,S living standard,elevatorsarewidely used in highrise buildings in modern cities. Besides this,they replace the stairs in some lowrise building.The most important thing tosolve in elevator control system istoimprove its operating quality andt

17、o saveenergy.PI。Cnotonlyis reliable and easyprogramming,but also canmeet the needs of elevator controrsvariousfunctions.PLC is gradually replacing relaycontactorcontroI system.Frequencyconvertersareparticularly suitable for elevators drive for providing good inverterspeed and savingalot ofenergy.Thi

18、s article introduces the functional requirements of eIevator control system andfrequencyconversionmoto,s principle ofsavingenergy.It also illustrates the design plan onusing PI。C and frequencyconvertertocontrol simple elevator system.This designcanprovide reference for simiIar.Key words:PLC,Frequency converter,Control system for eIevator,Saveenergy随着国民经济的飞速发展及人们物质生活需求 的提高,电梯不但广泛应用于现代化城市的高层建 筑,也逐步成为低层建筑中的代步工具。电梯是一种 垂直运输具,它在运行中不仅具有动能,而且具有 势能。它经常处在正、反转和反复启、制动过程中。对于载重大、速度高的电梯来说,提高运行质量及效 率和节约