基于SolidWorks球阀参数化设计

1、 参数化理论与实现方法3.1 三维CAD及三位开发平台选择三维CAD技术作为数字化设计的主体成为工业领域普遍应用的关键技术，是现代产品开发的核心手段和主导环节，对提高企业的产品开发能力，增强产品的市场竞争力具有巨大的作用。特征造型是CAD建模方法一个重要里程碑。过去CAD建模技术都是着眼于完善产品的几何描述能力，而特征造型则是着眼于更好表达产品完整的功能和生产管理信息，为建立产品的集成信息建模服务。特征造型包括产品的特征几何形状特征、拓扑关系、典型功能、绘图表达方法、制造技术和公差要求等内容。特征造型技术使得产品设计在更高层次上进行，设计师的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品功能要素。特

2、征的引用直接体现了设计意图，使得产品模型更易于为人理解和组织生产，为开发新一代的基于统一产品信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系统创造了条件。建模技术上三维CAD的核心技术，三维CAD的建模技术经历了三维线框造型、曲面造型、实体造型和特征造型四个阶段，如今基于特征的参数化和变量化设计是CAD技术的新发展。参数化设计（也叫尺寸驱动）是CAD技术在实际应用中提出的课题，它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图功能。目前它是在CAD技术应用领域的一个重要的研究方向。参数化设计一般用于设计对象拓扑结构比较定型，可以用一组参数来约束尺寸关系，并且参数的求解比较简单，设计结果的尺寸修改受

3、参数驱动。生产中最常用的系列标准件就是这一类；变量化设计是指设计对象的修改需要更大的自由度，通过求解一组约束方程来确定产品的尺寸和形状。约束方程可以使用某种几何关系，也可以使用公式表示的计算条件，设计结果的尺寸修改受到约束方程驱动。目前，国内市场上流行的三维CAD软件主要有Solidworks公司的Solidworks、Autodesk公司的MDT、EDS公司的UG、PTC公司的Pro/Engineer、SDRC公司的I-DEAS以及国内自主版权的高华CAD和开目CAD等，根据用户的实际情况对这些三维CAD软件比较以后，选用Solidworks作为智能阀门设计系统的三维支撑软件平台。3.2 参

4、数化理论及其在本课题中的应用3.2.1 参数化设计与参数化绘图参数化设计是指参数化模型的尺寸用对应的关系表示，而不需要确定的数值，通过调整参数将自动改变所有与他相关的尺寸及位置，自动实现产品的精确造型。参数化的本质是加约束和约束满足。参数化设计的过程可以认为是改变模型参数值后，对约束进行求解的过程。用户无需进行干预，而由CAD系统对整个图形的约束集进行分析和求解。例如：在几何参数化模型中，必须是尺寸约束参数和几何约束参数都同时满足，并求解，才能获得准确的几何形状。参数化设计一般用于设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，参数的求解比较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关

5、系，设计结果的修改受尺寸驱动。生产中最常见的系列化标准件就是属于这一类型。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。参数化设计有一种驱动机制称为参数驱动，参数驱动机制是基于对图形数据的操作。通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，但是，在修改的同时，还要满足图形的约束条件，需要约束间关联性的驱动手段来约束联动，约束联动是通过约束间的关系实现的驱动方法。参数驱动是基于对图形数据的操作，因此绘制一张图的过程就是在建立一个参数模型。绘图系统将图形映射到数型数据库中，设置出图形实体的数据结构，参数

6、驱动时将这些结构中填写出不同的内容，以生成所需要的图形。参数驱动可以被看作是驱动树操作数据库内容，不同的驱动树决定了参数驱动的不同操作。由于驱动树是根据参数模型的图形特征和相关参数构成的，所以绘制参数模型时，有意识的利用图形特征，并根据实际需要标注相关参数，就能在参数驱动时，把握对数据库的操作，以控制图形的变化。绘图者不仅可以定义图形结构，还能控制参数化过程，就像用计算机语言编程一样，定义数据、控制程序流程。这种建立图形模型、定义图形结构、控制程序流程的手段称作图型编程。在图形参数化中，图形编程是建立在参数驱动机制、约束联动和驱动树基础上的。利用参数驱动机制对图形数据进行操作，由约束联动和驱动

7、树控制驱动机制的运行。这与以往的参数化方法不同，它不把图形转化成其他表达形式，如方程、符号等；也不问绘图过程，而是着重理解图形本身，把图形看作是一个模型，一个参数化的依据。绘图者通过图形把自己的意图“告诉”参数化程序，参数化程序返回绘图者所需要的图形。它关心的是图形，也就是图形数据库的内容，运行方便、快捷，实现起来也比较容易。参数化绘图是相对于交互式绘图而言的。交互式绘图是早期的CAD系统的绘图功能，它只能是对手工绘图的简单代替。而参数化绘图是将图形尺寸与一定的设计条件或约束条件相关联，即把图形的尺寸看成是“设计条件”的函数。当设计条件发生改变时，图形尺寸也会随之得到相应的更新。参数化设计的两

8、种不同表现形式为： (1)参数化绘图指软件本身具有参数化功能。我们可以方便地重定义模型和更新显示结果，任何交互式的尺寸都会立即导致整个模型的变化。 (2)参数化绘图指由应用程序生成的图形具有参数化的功能。即所有的图形尺寸是可参数化的，可以修改的，但是这一过程是借助应用程序来实现的。应用程序负责与用户进行交互，用户想修改某一尺寸时，应用程序来更新这一尺寸和相关尺寸。参数化绘图的基本实现方法有尺寸驱动法和程序驱动法。 (1)尺寸驱动法是指绘图软件本身具有的参数化绘图功能。这种方法不需用户变成、操作方便，但程序设计难度大。 (2)程序驱动法是指在CAD软件额基础之上使二次开发的程序具有参数化绘图功能

9、。它是通过人机交互或其他形式相应地用程序传递参数，采用程序驱动方式，由程序用参数化方法生成图形，用户可以生成图形中的尺寸进行修改，程序按照新尺寸更新图形。这种方法适合于标准化、系列化、小批量的产品设计。3.2.2参数化设计与绘图的实现根据上节所述两种参数化技术的优缺点，在本课题中针对阀门设计的特点以及对阀门CAD系统的要求，采用程序驱动法的参数化绘图方法，以面向对象的编程语言Visual Basic 6.0作为开发工具，以Solidworks 2003为图形系统平台，实现参数化图形的绘制。这种方法的总体思想是先绘制好阀门零部件的模版图形，然后由程序读取经过设计校核后存储在数据库中的尺寸，并对模

10、版图形尺寸进行修改。这种方法建立在三维实体模型开放性好、易于系统维护。其具体工作步骤如下： (1)分析阀门零部件结构特征，建立模版图形。 首先针对要建立的阀门零部件实体，分析其结构特征。根据Solidworks 2003创建实体的特点，确定先建立哪个特征，后建立哪个特征，每个特征怎么利用Solidworks 2003建立，并且使所建立的特征要尽可能的简单，使参数尺寸尽可能少，然后利用Solidworks的建立特征的功能（如拉伸、旋转、扫描等）根据分析结果创建三维实体模版。 在绘图的过程中，不需要严格确定图形的几何参数，只需设计者画出图形的大致结构形状即可。 (2)然后在实体模版建立的基础上，对

11、模版零件进行参数尺寸标注。主要是对驱动各个特征的尺寸进行标注。这些尺寸包括描述特征大小的定型尺寸和确定特征位置的定位尺寸。标注尺寸的大小是模版零件的实际尺寸，Solidworks会自动对标注的尺寸进行标识，并按标注顺序给尺寸起名（如：D1，D2等）。同时还需要图形添加定位约束以保证图形之间的位置关系（如同心、重合、等距等）。 (3)最后建立用户界面、读取设计参数、驱动三维造型。利用VB 6.0这个面向对象的编程语言可以建立良好的用户交互界面，方便用户输入阀门零部件的主要驱动参数，或者可以利用VB 6.0连接数据库的功能从数据库中读取驱动参数，利用上述步骤驱动模版零件参数绘制更新符合用户的三维模

12、型。3.3 Solidworks二次开发技术3.3.1 Solidworks二次开发的关键技术Solidworks作为三维CAD设计软件，为用户提供了强大的二次开发能力，使用户能按照自己的需要，开发出适合自己需要的应用软件。作为一个OLE服务器，Solidworks提供了大量的OLE对象，以及这些对象所拥有的方法和属性，用户通过在客户应用程序中对这些OLE对象及其方法和属性的操作，可以在自己开发的应用软件中实现诸如生成直线、构造实体、检测曲面参数等几乎所有的Solidworks软件的功能。Solidworks API提供了大量的OLE对象用于用户的二次开发，这些OLE对象涵盖了全部的Solid

13、works的数据模型和基本操作。他们之间的关系简图如图3.1所示。图3.1 OLE对象关系简图在开发中常用的OLE对象有Solidworks顶层对象窗体对象、模型文档对象、零件文档对象、装配体文档对象、工程图文档对象、草图对象和尺寸对象等。图3.2所示的是Solidworks API对象的一个梗概。图3.2 Solidworks API对象梗概3.3.2 Solidworks二次开发在本课题应用中的实现方法在Solidworks中的用户化二次开发中，可以通过COM对象或者OLE Automation来访问Solidworks服务器中的OLE对象。用户化开发的应用程序可以是对立的EXE可执行文件

14、活着Solidworks进程内的动态链接库DLL文件。可执行文件可以通过OLE Automation使用Visual Basic、VBA和C+等开发语言进行开发，使用OLE Automation方法以Variant类型作为输入和返回参数；动态链接库DLL通过COM对象使用VC+开发，使用COM对象方法以HERSULT类型值作为返回值。用户开发的动态连接库DLL和Solidworks在同一进程控件中运行，能直接访问Solidworks底层的对象和数组，因此访问效率高并且可以访问更多的函数。用VB开发时，首先要建立与Solidworks的COM服务器的连接，创建Solidworks的应用对象，下面

15、是其主要语法代码： Dim swApp as Object Dim Part as Object Dim Assembly as Object Sub main() Set swApp = CreatObject(Solidworsk.Application) Set Part = swApp.NewPart Set Assembly = swApp.NewAsssembly End sub本课题使用了Solidworks的二次开发技术，实现了设计零件的三维造型显示，并且实现了根据阀门零部件的设计参数进行对三维实体造型的实时参数驱动。又Solidworks具有的全数据相关技术特性，可以完全保证

16、尺寸的修改直接影响到二维工程图的变化。 (1)首先利用Solidworks提供的API函数建立VB和Solidworks的COM服务器 (2)然后提取存储在数据库中的阀门零件部件的设计参数。并以此参数驱动三维实体模型6。3.3.3本系统建模实例经过上述参数化设计和特征建模后，本系统就实现了设计校核模块所设计的产品参数化为产品模型的过程。球阀主要零部件模型包括零件的三维模型和平行图形，但只有在三维模型建立以后，才能由其自动生成二维工程图。图3.3和图3.4列出了本系统中阀体的三维模型和工作图。图3.3 阀体三维模型图3.4 右阀体工程图3.4本章小结本章分析了参数化建模以及特征建模技术的特点，并

17、探讨了基于Solidworks 2003的阀门零部件参数化建模及特征造型技术的实现方法，并对其进行二次开发的关键技术做了详细的阐述。在此基础上，根据阀门CAD系统的特点及对阀门CAD系统的要求，开发了球阀主要零件和标准件的设计建模程序，实现了阀门零部件的三维参数化设计、建模和装配，通过三维模型也可以自动生成零部件的二维工程图，实现了阀门设计过程的自动化和可视化。4 球阀设计与计算4.1 球阀的设计即设计任务书。应明确阀门的具体参数（公称通径、公称压力、温度、介质、驱动方式等），使用的条件和要求（如室内或室外安装、启闭频率等）及相关执行的标准（产品的设计与制造、结构长度、连接型式、产品的检验与试

18、验等） (1) 对阀门结构的确定: 一般如果压力不高,DN150时,可优先采用浮动式结构,其优点是:结构简单如果浮动球式结构满足不了需要时,应采用固定式结构或其它结构型式(如半球、撑开式) (2) 对密封的材料的确定 由于球阀的使用受温度的影响很大,因此,密封的材料的选定很关键： 对使用温度300时,密封面材料可选择塑料类材料(如聚四氟乙烯、增强聚四氟乙烯、尼龙、对位聚苯) 当使用温度超过300.或者介质代颗粒状时,密封面材料应选金属密封。 (3) 对球阀使用要求的确定 主要确定,球阀是否具有防火.防静电要求 (4) 对阀体型式确定 由于球阀公称通径适用的范围很广,其阀体型式也较为多样,一般分

19、为以下三种： 整体式阀体一般用于DN50的小通径阀门,此时,其材料多用棒材或厚壁管材直接加工击来,而对口径较大时,多采用二体式、三体式或全焊接结构 二体式结构由左右不对称的二个阀体组成，多采用铸造工艺方法 三体式结构由主阀体和左右对称的二个阀体组成,可采用铸造或锻造工艺方法 (5) 阀门通道数量(直通、三通、四通) (6) 选择弹性元件的形式 (7) 确定阀门的结构长度和连接尺寸 (8) 确定球体通道直径d 球体通道直径应根据阀门在管道系统中的用途和性质决定，并要符合相关的设计标准或用户要求。球体通道直径分为不缩径和缩径二种:不缩径：d等于相关标准规定的阀体通道直径 缩径：一般d=0.78相关

20、标准规定的阀体通道直径，此时，其过渡段最好设计为锥角过渡，以确保流阻不会增大。 (9) 确定球体直径球体半径一般按R=（0.750.95）d计算对小口径R取相对大值，反之取较小值为了保证球体表面能完全覆盖阀座密封面，选定球径后，须按下式校核（mm），应满足式中：球体最小计算直径（mm），：阀座接触面外径(mm)，d：球径通道孔直径（mm）D：球体实际直径（mm）8。4.2 球阀的计算 球体与阀座之间比压的计算应满足式中：qMF：密封面上的必须比压（MPa） 可根据工作压力来计算，qMF =1.2P（适用于中低压通径不大场合） 由试验得出的经验公式计算： (4-1) 式中：m:与流体性质有关的系

21、数对常温液体：m=1对常温油品和空气、蒸汽以及高于100的液体：m=1.4对氢、氮及密封要求高的介质：m=1.8a，c：与密封面材料有关的系数，见表4.1所示密封面材料aC钢、硬质合金3.51聚四氟乙烯、尼龙1.80.9铜、铸铁3.01中硬橡胶0.40.6软橡胶0.30.4P ：流体的工作压力（MPa），设计给定b :密封面在垂直于流体流动方向上的投影宽度b= （mm）t :密封面宽度（mm），设计给定 ：密封面法向与流道中心线的夹角：球阀密封比压（MPa） 对浮动球阀： (4-2)式中：DMW ：阀座密封面外径（mm）设计给定 DMN ：阀座密封面内径（mm）设计给定 P ：介质工作压力（M

22、Pa） 对进口密封的固定球阀（见图4.1示）图4.1进口密封固定球球阀结构计算公式： （4-3） 式中：DJH：进口密封座导向外径 （mm） 设计给定 R： 球体半径 （mm） 设计给定 h： 密封面接触的宽度在水平方向的投影 （mm） h = l2-l1式中l2 ，l1：球体中心至密封面的距离（mm）见图示 其它密封球阀，略q：密封面材料的许用比压MPa ，查下表4.2表4.2密封面材料的许用比压 q密封面材料材料硬度q MPa密封面间无滑动密封面间有滑动黄铜CuZn40Pb2，CuZn38Mn2Pb2，CuZn38CuZn16Si4CuAL10Fe3CuAL10Fe3Mn2，CuAL9Fe

23、4Ni4Mn2HB 8095HB 95110802010025青铜HB1108025HB 12017010035奥氏体不绣钢1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2TiHB氏体不绣钢2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2HB 20030025045HR 3540氮化钢35CrMoAlA、38CrMoAlAHv 800100030080堆焊合金TDCoCr1-xHR 404525080TDCr-Ni（含Ni）HB 28032025080中硬橡胶54F-4SFB-1，SFB-2，SFB-3SFBN-1，SFBN-2，SFBN-32015尼龙4030注：钢和铜合金的

24、牌号对于铸态和堆焊均适用9。4.3 阀杆强度计算4.3.1 浮动球阀杆的强度计算(1)阀杆与球体连接部分的计算：阀杆与球体接触按挤压计算，见图4.2示图4.2 阀杆与球体接触按挤压图ZY=ZY式中：a：见图示（mm）设计给定； h：阀杆头部插入球体的深度，（mm），一般取h=（1.82.2）a，正方形时，a改为b。注意：h不要取的过大，否则球体活动性减小。 ZY：球体材料的许用挤压应力（MPa） 对奥氏体不锈钢：当b600 MPa时，取ZY=122 MPa 或按下式计算：ZY=（b：材料的抗拉强度）(2)阀杆头部强度校核 -断面处的扭转应力： N =N 式中： MQZ ：球体与阀座密封面间的摩

25、擦转矩（Nmm）见前面 W ：-断面的抗扭转断面系数 见图4.3示图4.3断面的抗扭转断面系数图 式中：值根据b/a按表选取表4.3 b/a与的关系b/a1.01.21.52.02.53.04.06.08.00.2080.2190.2310.2460.2580.2670.2820.2990.307 -断面处的剪切应力=式中：DT ：阀杆头凸肩的直径（mm） 设计给定dF ：阀杆直径（mm） 设计给定H ：阀杆头凸肩高度（mm） 设计给定P ：计算压力（MPa）：材料的许用剪切应力（MPa），查资料1表3-7 -断面处扭转应力N =N式中：MF ：浮动球阀总转矩（Nmm）。W ：-断面处的抗扭转

26、断面系数（mm3）W=dF3N：材料的许用扭转应力（MPa）。 -断面处扭转应力N = N式中：MF ：浮动球阀总转矩（Nmm）。 W ：-断面处的抗扭断面系数（mm3） 对正方形和矩形断面，按-断面的原则计算。N ：材料的许用扭转应力（MPa）10。4.3.2 固定球阀阀杆强度计算结构为上阀杆代O型圈密封的强度计算 见图4.4示图4.4结构为上阀杆代O型圈密封的强度计算 (1) -断面处的扭转应力：N式中：MQZ：球体与阀座密封面之间的摩擦转矩（Nmm）W：-断面处的抗扭系数 (4-4)式中：n：键的数量 设计给定b，d1，t：见图4.5示（mm） 设计给定图4.5键的数量N：材料的许用扭转

27、应力（MPa） (2) -断面处剪切应力：按浮动球-断面公式计算(3) -断面的扭转应力N式中：MF ：固定球阀的总转矩（Nmm）见7.3.2MFT ：阀杆与填料之间的摩擦转矩（Nmm）见7.3.2W ：-断面处的抗扭断面系数（mm3）计算方法，同上述N：材料的许用扭转应力（MPa） 查表同上述 (4) -断面处的扭转应力N (4-5)式中： MF ，N同上述W ：-断面处抗扭断面系数（mm3）对正方形、矩形，键连接的W按上述方法计算。对花键连接： (4-6)4.3.3 阀杆连接件（平键或花键）的强度计算 平键的强度计算 (1). 平键的比压计算 (4-7)式中：T: 转矩（Nmm） 对于阀杆

28、手柄或驱动装置连接部分：T = MF 对于阀杆与球体连接部分： T = MQZ n: 键数 设计给定 K、d1：如图所示（mm） 设计给定 L: 键的工作长度（mm） 设计给定P：许用比压（MPa） 查下表4.4表4.4平键连接的P与值 许用值连接工作方式轮毂材料载 荷 情 况平稳轻微冲击冲击P固定连接钢1251501001206090铸铁708050603045导向连接钢5040301209060注：对于被连接件表面经过淬火的导向连接，P值可提高23倍。 平键剪应力计算 (4-8)式中：T,d1,L,n：与前相同 b: 如图所示（mm） 设计给定 ：许用剪切应力（MPa）,按上表查取 花键连

29、接的强度计算 (4-9)式中：P：许用比压（MPa），查下表4.5 表4.5 花键联接的许用比压 （MPa）联接工作方式使用和制造情况P齿面未经热处理齿面经热处理固定联接不良35504070中等60100100140良好80120120200不在载荷作用下移动的滑动联接不良15202035中等20303060良好25404070在载荷作用下移动的滑动联接不良310中等515良好10204.4本章小结本章根据机械设计的基本方法与理论确定了球阀各部件的设计方法并设计出每个零件的主要参数；在本章中根据不同零件的不同算法制定了程序流程图。本章祝零件涉及部分为智能球阀设计系统的实现奠定了坚实的基础；为之

30、后的三维实体建模提供了参数数据来源。5 阀门CAD系统的构成5.1系统构成球阀CAD系统根据要求具有参数设计、校核、设计计算说明书管理、参数化建模等功能。5.1.1系统主界面启动智能阀门CAD系统后，首先进入的是系统的主界面。主界面采用了典型的Windows的界面设计风格，并综合前期的研究工作，使其称为一个风格相似的完整CAD系统。其主体部分包括四类阀门：球阀、闸阀、截止阀、止回阀。点击每个阀门按钮，就会显示关于此类阀门的信息，右边是此类阀门的示意图，左边是此系统的简单功能介绍，下面为两个功能按钮，一个将带您进入该种阀门的设计主界面，另一个则是您退出该系统。如上图所示，点击“进入球阀设计系统”

31、，将进入球阀设计的主界面11。 球阀设计主界面包括标题栏、菜单栏、任务区和技术文档区。进入主界面后，首先必须在“请输入您要设计或校核的球阀图号”提示后面的文本框内输入本次设计球阀的图号。阀门的土豪是按照国家统一规定的，体现了阀门的种类、公称压力、公称通径、材料等情况，每种型号的阀门图号是唯一的。如果没有输入阀门图号，系统将进行提示，并且不能进行阀门的设计工作。任务区分为两大部分，右边为技术文档浏览区，左边为设计任务区。本课题的主要任务就是体现在这里。其主要包括以下功能： (1)球阀设计这部分主要是球阀主零部件的设计计算，包括基本条件的输入和主要设计参数的计算。 (2)球阀校核这部分的主要作用是

32、对设计结果做了修改后的零部件活着对已知参数的球阀零部件进行强度校核，确保设计结果的合理性。 (3)球阀绘图主要针对球阀主零部件进行三维建模。球阀主零部件绘图包括：球体通道绘图、阀体绘图、密封阀座绘图、阀杆绘图、填料压盖绘图和装配图绘图。在进行装配图绘图之前必须将所有的零部件都绘制完毕。 (4)球阀平面图形三维图形生成完毕，即可进行生成二维工程图的操作。 (5)标准件绘图球阀的标准件绘图包括：石棉填料绘图、填料压套绘图、扳手绘图、活动套筒绘图等。球阀主界面的菜单栏包括：“球阀的设计”、“球阀的校核”、“球阀的绘图”、“标准件绘图”、“球阀平面图”、“计算书”、“退出”。同时，这些菜单项还包括子菜

33、单，菜单栏的所有项目区的所有功能。“退出”菜单项包括“退出系统”和“返回到系统主界面”两项，点击“退出系统”则退出本设计系统；点击“返回到系统主界面”这系统返回到上一级的系统主界面，可以重新选择阀门类别进行设计12。5.1.2 系统功能界面进入了球阀系统主界面以后，首先要填写图号，接下来就可以选择球阀零部件进行设计建模了。设计界面是有用户自行根据需要以及已知条件输入初始参数，确定球阀零部件的主要参数，以获得零件的建模尺寸；绘图界面是根据设计校核后的结果对零件进行三维建模和绘图。球阀的每一个零部件和标准件都有自己的绘图界面，并且保持了你绘图界面的一致13。每个绘图界面都包括三部分：参数输入区：包

34、括零件绘图所需要的所有参数，可以连接设计参数，也可以手动输入要生成三维模型的参数。图5.1 螺栓的设计界面图5.2 活节螺母的设计界面图5.3 阀体的设计界面(2)图形区：显示所设计零件的平面示意图，可以在设计中给设计者以直观的印象，辅助设计者输入所需要的尺寸参数。(3)按钮区：包括“连接设计参数”、“连接Solidworks绘图”、“退出”三个按钮。其他的功能项也都有自己的功能界面介绍请参照6.2节功能简介。5.2功能简介5.2.1设计校核这部分内容包括球阀零件设计条件的输入和主要参数的设计与校核。通过设计过程确定零件的主要参数，为零件建模奠定基础，并可以生成设计计算说明书。5.2.2零件绘

35、图球阀主零件绘图部分的界面包括图形示意区、参数输入区、功能按钮区。其中图形示意区显示的是该零件的平面示意图，图中标有零件的尺寸的参数代号，与参数输入区的代号相对应，起到给设计者以提示的作用。参数输入区，是用户设计阀门零部件的所有建模所需参数的输入区域14。功能按钮区包括三个按钮，下面分别根据各个按钮的功能详细介绍：图5.4-5.18为球阀主要零部件的三维建模绘图界面，输入已知参数活着按“连接设计参数”提取数据库中相应绘图参数后，在这些界面下按“连接Solidworks绘图”按钮即可建立零件的三维模型，图5.12-5.13为球体，左阀体的三维模型。图5.4 球阀阀杆绘图界面图5.5 球阀阀体绘图

36、界面图5.6 球阀端盖绘图界面、图5.4球阀弹性阀芯绘图界面图5.8 固定球球阀压盖绘图界面图5.9 球阀阀盖密封件绘图界面图5.10 球阀阀蕊三维模型图图5.11 球阀密封圈三维模型图5.12 球阀阀体三维模型主零件的模型建立完成后，还需要对球阀所需的标准件进行建模。图5.13 球阀的装配图图5.14 扳手绘图界面当所有的祝零件和标准件建模完成后，接下来就可以进行主零件二维工程图和阀门整体三维装配图的绘制了。图5.15 球阀阀体平面图绘制界面图5.16 球阀三维图绘制界面图5.17 球阀阀体平面图形图5.18 球阀装配体6 结论本文以Windows为开发平台，采用面向对象的编程语言VB 6.

37、0为开发工具，并以大型数据软件SQL Server 2000为支撑，基于Solidworks三维绘图软件开发的一套智能球阀设计系统。现就本课题的研究开发工作总结如下：(1)本课题在线代设计理论和方法的指导下，根据阀门行业零件设计标准，完成球阀的智能设计系统。本系统具备球阀各零部件的参数设计和校核功能。在本文中，以大型数据库SQL Server 2000为支撑，利用VB 6.0方位数据库的强大功能，实现了参数化设计与建模、设计结果集成与共享等功能。同时运用软件工程学的方法，实现了智能阀门CAD系统软件的开发，并生成技术文档。(2)本文对三维参数化技术及利用面向对象编程语言VB对Solidwork

38、s的二次开发技术阀门CAD系统上的应用做了探讨与研究。建立了以模版零件为数据驱动源的二次开发方式，实现了球阀零部件模型的参数化驱动。建立了以模版零件为数据驱动源的二次开发方式，实现了球阀零部件模型的参数化驱动。(3)以数据库为支撑，采用参数化设计和特征造型建模技术，实现了阀门零部件及装配体三维模型的建立和主要零件的工作图的绘制，从而实现了设计工作的可视化、自动化。并利用三维建模软件的数据实时相关性，实现了设计、三维造型、二维工程图的数据实时相关性。 (4)作为应用软件，本系统具有良好的交互性、开放性和实用性。实践证明系统分析设计、方法运用的正确合理性。参考文献1 陆佩文.实用阀门设计手册M.北

39、京：机械工业出版社,2002.10.2 杨源泉,阀门设计手册M.北京：机械工业出版社,1992.12.3 李晓,张巍.Visual Basic+SQLServer数据应用系统开发与实例M.人 民邮电出版社,2003.8.4 吴狄.3D CAD在阀门设计中的应用J.阀门,2003.1.5 曹岩,赵汝嘉.Solidworks 2003 基础篇M.机械工业出版社,2003.8.6 李勇,姚进,彭挺红.阀门三维参数化CAD系统开发J.机械科学与技术, 2002.9.7 马景喜.阀门零件的特征模型与CAD技术J.矿山技术,1997.7.8 张桂芳,张晓玉,吴雪林.阀门产品的计算机绘图研究J.昆明理工大学

40、学 报,1998.2.9 刘艳超.虚拟设计技术及其工程应用D.机械科学研究院,2002.7.10 姜鸿飞,金炳哲.面向对象开发方法的最新进展J.计算机科学,1998.2.11 蒋学峰.软件工程M,重庆大学出版社,1997.7.12 赵春慧.基于Solid Edge平台三维零件库的设计D.哈尔滨工业大学,2001,7.13 钟吕勤,邓乾旺,范中平.基于特征阀门CAD系统的研究J.阀门,1998.4.14 张桂芳,张晓玉,吴雪林.阀门产品计算机绘图研究J.昆明理工大学学 报，1998.2.15 王玉琨,莫亚林,曹爱国,林守恒.阀门产品的计算机辅助设计系统J.焦作矿业学院学报,1995.8.16 阎

41、洪奎.应用CAD技术开发阀门新产品J.阀门,1994.1.17 李刚.基于构件的客车件弯曲模CAD智能系统的开发D.大连理工大学, 2004.3.18 刘彦超.虚拟设计技术及其工程应用D.机械科学研究院,2002.7.19 Zhang Yan,Tang Xiaochu.Method of organization and implementation of heat exchanger CAD graphic library JJournal of Petrochemical Universitics,1998.6.20 Gregoire,Normand.From CAD to geons;A

42、 simplified data represcntation for rapid indexing of large CAD models databaseJ,Proceedings of SPIE,1999. 1.21 Duncan,Helen.Curent state of CAD-a usersperspective M,Microwave Engineeting Europe,2005.8.致 谢 本文的设计工作是在导师千学明老师亲切关怀和精心指导下完成的，从选题到研究方法和研究过程的很多细节都得到倒是的指点和帮助。在四年的学习期间，还耳濡目染了导师严谨的治学态度、一丝不苟的工作作风

43、、顽强拼搏的精神，使我受益匪浅。再此向导师表示诚挚的敬意！就导师学业上给予的指导、生活上给予的关心表示衷心的感谢！ 在学习和研究期间，得到各位老师和同学的关心和帮助。没有他们的合作精神和大力支持，本文很难完成，在此向曹扬、王瑞斌同学表示由衷的感谢！ 感谢各位老师和领导的关心和帮助！ 感谢机械学院各位领导和老师的关心和帮助！ 感谢家人在生活上给予的关心和照顾。 最后，向审阅本论文的老师表示由衷的感谢和敬意！附录附录本文中所需要的应用程序：各零件生成程序：Option ExplicitDim swApp As ObjectDim Part As Object Dim A As Double Dim

44、 B As Double Dim C As Double Dim D As Double Dim E As Double Dim F As Double Dim G As Double Dim H As Double Dim I As Double Dim J As Double Dim K As Double Dim L As Double Dim M As Double Dim N As Double Dim O As Double Dim P As Double Dim Q As Double Dim R As Double Dim s As Double Dim T As Double

45、 Dim U As Double Dim V As Double Dim W As Double Dim X As Double Dim Y As Double Dim Z As Double Dim result As Integer Dim longstatus As LongDim longwarnings As LongDim boolstatus As BooleanDim myModelView As ObjectPrivate Sub Command1_Click()Set swApp = CreateObject(SldWorks.Application) swApp.Visi

46、ble (True)Dim filepath As String filepath = App.Path + + 阀体.sldprtSet Part = swApp.OpenDoc6(filepath, 1, 0, , longstatus, longwarnings)swApp.ActivateDoc2 阀体, False, longstatusSet Part = swApp.ActiveDocSet myModelView = Part.ActiveViewmyModelView.FrameLeft = 0myModelView.FrameTop = 0 A = Val(Text1.Te

47、xt)B = Val(Text2.Text)C = Val(Text3.Text)D = Val(Text4.Text)E = Val(Text5.Text)F = Val(Text6.Text)G = Val(Text7.Text)H = Val(Text8.Text)I = Val(Text9.Text)J = Val(Text10.Text)K = Val(Text11.Text)L = Val(Text12.Text)M = Val(Text13.Text)N = Val(Text14.Text)O = Val(Text15.Text)P = Val(Text16.Text)Q = V

48、al(Text17.Text)R = Val(Text18.Text)s = Val(Text19.Text)T = Val(Text20.Text)U = Val(Text21.Text)V = Val(Text22.Text)W = Val(Text23.Text)X = Val(Text24.Text)Y = Val(Text25.Text)Z = Val(Text26.Text)Part.Parameter(D2草图1).SystemValue = (A / 2) / 1000Part.Parameter(D6草图1).SystemValue = (B / 2) / 1000Part.

49、Parameter(D1草图10).SystemValue = (C / 2) / 1000Part.Parameter(D4草图1).SystemValue = (D / 2) / 1000Part.Parameter(D1草图3).SystemValue = (E / 2) / 1000Part.Parameter(D3草图1).SystemValue = (F / 2) / 1000Part.Parameter(D7草图1).SystemValue = G / 1000Part.Parameter(D2草图10).SystemValue = H / 1000Part.Parameter(

50、D1草图1).SystemValue = I / 1000Part.Parameter(D9草图3).SystemValue = J / 1000Part.Parameter(D3草图3).SystemValue = K / 1000Part.Parameter(D7草图6).SystemValue = L / 1000Part.Parameter(D6草图6).SystemValue = M / 1000Part.Parameter(D3草图6).SystemValue = N / 1000Part.Parameter(D4草图13).SystemValue = O / 1000Part.P

51、arameter(D1草图13).SystemValue = P / 1000Part.Parameter(D1凸台-拉伸1).SystemValue = (Q / 2) / 1000Part.Parameter(D2草图13).SystemValue = R / 1000Part.Parameter(D1切除-拉伸3).SystemValue = s / 1000Part.Parameter(D2草图3).SystemValue = (T / 2) / 1000Part.Parameter(D1圆角1).SystemValue = U / 1000Part.Parameter(D1草图8).

52、SystemValue = V / 1000Part.Parameter(D1切除-拉伸4).SystemValue = W / 1000Part.Parameter(D1草图9).SystemValue = (X / 2) / 1000Part.Parameter(D9草图1).SystemValue = Y / 1000Part.Parameter(D5草图3).SystemValue = Z / 1000Part.ViewZoomtofit2Part.ShowNamedView2 *等轴测, 7Part.ShowNamedView2 *等轴测, 7Part.ShowNamedView2 *等轴测, 7Part.ShowNamedView2 *等轴测, 7Part.ViewZoomtofit2Part.EditRebuildEnd Sub球阀生成的插件：Private Sub Command2_Click()Data1.Recordset.MoveFirstlongstatus = Part.SaveAs3(filepath, 0, 2)End SubPrivate Sub Command3_Click()Data1.Recordset.MovePreviousIf Data1.Recordset.BOF Then