基于Pro_E和AGW的集成液压泵_马达系统参数化设计

1、开发与创新0引言现代履带车辆上液压泵马达系统普遍采用集成化机构。即使用液压集成阀将液压泵、马达、补油泵、溢流阀等元件集成在一起,泵和马达共用一个壳体,构成集成式液压泵马达系统,泵和马达之间不在使用软管连接,这样有利于提高其动态稳定性,减少局部和沿程损失,具有体积小、重量轻、可靠性高、无外泄等优点。根据液压泵和马达的排列方式,一般分为串列式、并列式、夹角式。由变量泵和定量马达组成的集成系统具有良好的双向连续无极变速特性,在高速履带车辆传动和转向机构中得到普遍应用。1利用Automation Gateway 进行Pro /E二次开发以往对于Pro/E 的二次开发,基本上基于Pro/E 自带的Pro

2、/Toolkit 开发工具包进行的。Pro/Toolkit 开发工具包为Pro/E 二次开发提供了一个比较完整的解决方案,但是Pro/Toolkit 只提供了C 语言的编程接口,因此进行Pro/E 二次开发需要具有C 语言功底,而C 语言的复杂强大、比较难学是众所周知的,因此对于初学者来说,直接利用Pro/Toolkit 进行二次开发非常困难。Automation Gateway (以下简称AGW 是针对Pro/E 软件的二次开发工具,可以自动实现Pro/E 任务、创建用户界面、完全实现自动设计任务;应用AGW 可以把任何支持ActiveX 的应用程序和Pro/E 建立联系。利用Visual

3、Basic (以下简称VB ,可以使Microsoft Office 产品(如Word 、Excel 和Explorer 等和Pro/E 对象之间进行数据交换。AGW 最显著的特点是可以用简单易用的VB 建立我们所需要的程序,利用这个程序可以控制我们的Pro/E 模型的建立过程,从而很方便的建立适合本单位的二次开发应用程序。AGW 在VB 和Pro/E 之间起到桥梁和纽带作用,通过AGW ,我们可以利用VB 访问Pro/E 底层数据库。当然由于AGW 是第三方开发的接口程序,它并不能访问所有的Pro/E 底层资源,这也是AGW 和Pro/Toolkit 相比的一个不足之处。但是对于绝大多数用户

4、而言,AGW 所能访问的Pro/E 资源已经足够使用。AGW 现在的最新版本是4.3,其中提供大约200多个函数(其中有小部分只能在低版本中使用,支持对Pro/E 中Part 、Assembly 、Drawing 、Layout 、Manufactur-ing 等类型模型的操作。利用AGW 进行Pro/E 二次开发一般流程如下:打开Pro/E ;打开AGW ,进行AGW 和Pro/E 的联结,以便进行数据通讯(必须要确保联结成功;VB 中添加AGW 控件,进行用户界面等程序部分的开发;运行、调试、封装程序。2集成液压泵马达系统参数化设计方法2.1基本步骤首先根据液压泵马达设计要求,找出泵、马达

5、每个零部件结构尺寸和设计要求之间的关系;确定第一级主要参数(一般为设计要求、第二级主要参数(关键部件主要尺寸和主要需要检查的干涉尺寸、第三级参数(零部件和组件的具体尺寸,建立泵马达系统的尺寸关系链。需要注意的是,零部件各个尺寸之间的关系既不能太多,过于繁琐,也不能过于简单而无法驱动模型。参数的选择原则一般是:用最少的参数驱动、用最易于得到的参数驱动、用最直观的参数驱动。基于Pro /E 和AGW 的集成液压泵马达系统参数化设计蒋文超1,2,胡纪滨1(1.北京理工大学,北京100081T 2.徐州工程兵指挥学院,江苏徐州221004摘要:通过集成式泵马达系统的参数化设计,介绍了利用Visual

6、Basic 和Automation Gateway 进行Pro /E 二次开发的方法,与以往利用Pro /Toolkit 进行二次开发相比,这种方法具有简单易用等特点。关键词:Pro /E ;AGW (Automation Gateway ;泵马达;二次开发中图分类号:TH137文献标识码:A文章编号:1002-6673(200601-015-03收稿日期:2005-10-24作者简介:蒋文超(1975-,男,江苏常州人。主要研究方向:液压元件、参数化设计。机电产品开发与创新Development &Innovation of machinery &electrical pro

7、ductsVol.19,No.1Jan.,2006第19卷第1期2006年1月15开发与创新其次在Pro/E中建立好基型的集成泵马达模型,包括各个零部件模型和整体装配模型,这里的模型建立时就需要确定好尺寸之间的关系链和特征之间的父子关系等;最后用VB程序编制用户界面,进行设计要求参数的输入、各级主要参数的确定或者选择、相关尺寸的计算等,并保存系统的最终数据以便传递给Pro/E驱动基型模型。2.2柱塞零部件设计根据泵的排量和结构关系,柱塞直径可以由下式估算得出:d(11.09q T m axZ3"cm式中:q T m ax泵的理论排量(cm3/R;Z柱塞个数(5、7、9等。可以根据用户

8、的需要排量计算出柱塞的直径d,依照液压泵、马达设计要求,依次确定滑履、缸体、斜盘、轴等零部件尺寸,并选择轴承。需要注意的是,上面计算数据还必须要进行强度校核结果和部件之间的干涉检查,并且还需要根据工程标准,调整为工程标准中的的数值。得到柱塞的最终结构尺寸数据之后,在VB程序中进行保留,以便对柱塞模型的驱动。另外,单个零部件的参数化模型相对比较简单建立,整体装配模型的则必须要考虑零部件之间的关系、干涉、整体空间的相互位置等问题。2.3用户界面设计如图1所示,是某集成液压泵马达的参数化设计系统界面。首先提取用户的输入数据,并进行必要的判断(排量范围、功率范围、压力范围等,然后就可以得到系统大概的结

9、构参数,如图2所示。用户可以直接使用系统给出的推荐数值,也可以根据自己需要修改图2中的数据。之后,系统就可以根据最终的数据,得到整个系统的性能参数,并随后进行单个或者整个集成系统的三维模型输出、属性计算,如图3所示。2.4VB数据与P ro/E传递和驱动在成功进行Pro/E和AGW连接之后,要使在VB中得到的最终结构参数能驱动Pro/E中的模型,需要在VB中首先定义一个全局变量声明如:Public beng_mada As New GwayAXbeng_mada为变量名称;GwayAX为AGW变量标志。然后调入基型零部件或者组件模型并激活在当前窗口:beng_mada.ModelRetriev

10、e(d:studyzhusai.prtbeng_mada.SessionSetCurrentModel(d:studyzhusai. prtModelRetrieve函数表示将模型文件zhusai.prt调入内存,但并不在屏幕上显示;SessionSetCurrentMod-el函数表示将zhusai.prt模型文件从内存中调出显示在当前窗口中;当然,在调入模型之前,可以先用Session-EraseAssemblyAll函数和SessionEraseNotDisplayed函数清理Pro/E中的内存,以加快模型更新速度。然后就需要用计算出来的数据去替换模型中的参数数值,在模型之中应该已经建立

11、好相对应参数:temp003=beng_mada.ParamSetValue(zhusai_r,Str (zhusai_r前一个zhusai_r是在柱塞模型中建立的对应柱塞球头半径的参数,后一个zhusai_r是在VB中计算得到的柱塞球头半径。最后是更新模型,如图4和图5所示。beng_mada.ModelRegeneratebeng_mada.WindowRepaint属性计算用到的函数:ModelGetMassProp(Volume,Surface,Density,Mass, X,Y,Z,CSYS,Model_NameModelGetMassProp可以得到模型的体积、表面积、密度、重量,

12、重心坐标。利用AGW也可以脱离基型模型,从最基础的特征一步一步做起,相比直接利用建立好的基型模型加以修改显得麻烦,这里不再赘述。3总结对于泵马达系统进行的参数化设计,只是进行泵马达设计的第一步,而泵马达系统中的一些部件,例如壳体和许多零部件的细节尺寸都是由经验和反图1用户输入设计要求界面图2初步数据界面图3单个零部件界面请输入设计要求:理论排量(nL额定压力(MPa输出功率(kW峰值压力(MPa根据输入数据和工程标准,建议泵-马达有关参数如下:柱塞个数电机转速(r/min斜盘倾角轴承型号容积效率柱塞直径(mm柱塞分布圆半径(mm轴距大于(mm补油泵排量联体形式RLL1D主要尺寸:D=L=R=L

13、1=mmmmmm16开发与创新复试验得来,不适合进行参数化设计,我们在得到系统大体结构之后,还需要进行每个零部件的具体详细设计,这就需要大量的工程设计经验、仿真计算、试验验证等支持,从而得到最终工程产品。参考文献:1徐绳武.柱塞式液压泵M.机械工业出版社,1985.2翟培祥.斜盘式轴向柱塞泵设计M.煤炭工业出版社,1978.3张继春,等.Pro/E 二次开发使用教程M.北京大学出版社,2003.4李世国.Pro/Toolkit 程序设计M.机械工业出版业,2003.5徐国斌.Pro/E Wildfire 在企业中的实施与应用M.机械工业出版社,2003.6晶辰工作室.Visual Basic

14、中文版实用参考手册M.电子工业出版社,1998.图4单个零部件模型图5泵芯部分装配模型The Parametric Design of Integration Hydraulic Pump-Motor System based on Pro /E and AGWJIANG Wen-Chao 1,2,HU Ji-Bin 1(1.Beijing Institute of Technology ,Beijing 100081,China :2.Engineer Command Academy ,Xuzhou Jiangsu221004,ChinaAbstract:This paper introduces the second development of Pro /E with VB and AGW (Automation Gateway .Comparing with thesecond development of Pro /E with Pro /Toolkit ,this method is easy and simple.Ke