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浅析三维建模技术在机械产品设计中的应用

2019/2/25    来源:《科学与财富》2016年第07期    作者:黎子琼      
关键字:三维建模技术  机械产品设计  
本文从三维建模技术的发展现状、意义及其在机械产品设计中的应用进行了论述。

    在如今这个数字化、信息化、智能化时代,传统的设计机械产品设计方法已经被淘汰,高品质的三维建模技术为现代化机械产品设计提供了一个更加高效的平台,大大缩短了机械产品设计的周期。可以说在融入了三维建模技术以后,机械产品设计技术有了质的飞跃。现阶段,三维建模技术得到了普遍应用,实现了机械设计领域的创新发展,设计人员可以选择合适的三维技术来改进产品设计的质量。

1 三维建模技术的发展现状

    为了能够逼真地模拟现实以及精确的描绘事物,完成三维物体的真实再现,就需要应用到三维建模技术。三维建模技术实质上就是研究对象的空间模型建构,利用相关建模软件对其模型进行各种操作和处理。三维建模技术是伴随着计算机辅助设计技术的发展而不断创新的,设计人员可以通过人机交互的方式完成产品的构思、分析和设计。上个世纪80年代,CAD技术逐渐成熟,成为人类生产工作的主要辅助工具之一,促进了制造产业的优化升级和创新发展。对于大家常见的GAD软件,其核心技术就是建模,从上世纪50年代的二维建模到今天的三维建模,CAD软件有了很大突破。目前,三维建模技术能够更完美的提供产品集成信息模型服务,使得产品设计上升到了更高的层次,实现了产品设计工艺的规范化、程序化和标准化,设计的质量和效率越来越高。

2 三维建模技术对于机械产品设计的重要意义

    三维建模是一种参数化的设计方法,能够根据产品参数和特征进行建模,通过模型动态显示给工程设计人员,从而提高设计质量和效率。参数化设计与传统的设计方法相比,具有很高的精确性和层次性,设计人员可以更改几何图形来达到设计的目的。三维建模技术可以对所有产品零件按照设计人员的设计理念和构思从布局、结构、造型等多个角度进行全面包装,能够帮助设计人员分析产品设计中所存在的不合理机构以及提供产品的装配与动力性能,获得结构立体模型,优化各项参数,从而设计出理想的产品。所以说,三维建模技术从根本上改变了机械产品设计的工艺和流程,使得新产品开发和设计的效率越来越高。作为机械工程设计人员有必要了解现代化三维建模技术,深入学习并掌握一些三维建模软件,进而设计出高工艺高质量的机械产品。

3 三维建模技术在机械产品设计中的应用实例

    由于三维建模技术在机械产品设计中的应用比较广泛,且不同的企业、不同的机械产品所采用的三维建模技术也不一样。当前,业内比较常用的三维建模软件主要有Autodesk Inventor、Solid Edge、SolidWorks、Pro/Engineer、CATIA、NX等几种,其中NX是最早的三维建模软件之一,也是应用最广的高端CAD软件。本文将以NX三维建模软件的应用为例,来谈谈在机械的斜齿轮设计中NX建模软件的具体应用。

    3.1 NX三维软件的功能模型

    NX是由Siemens PLM Software公司发行的一款集成的三维参数化软件,它将CAD、CAECAM的优点集合在一起,充分发挥了计算机先进的辅助分析和设计技术,具有强大的设计功能,相对其他软件来说操作简单,被广泛应用到航天、机械、军工等领域。

    3.2 斜齿轮的三维建模分析

    NX建模软件具有多种模型,可以对斜齿轮的关键结构齿廓进行全面分析,可靠性和精确度都非常高。从斜齿轮的端面齿廓曲度来看,属于标准的渐开线,NX模型中提供了标准的计算程序,设计人员可以先将渐开线的方程转化成NX程序的表达方式,再利用驱动公式曲线得到标准的渐开线。NX软件中设置了直角坐标系,可以将渐开线的参数化方程转化为直角坐标系的方程。

责任编辑:程玥
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