第1章
连 杆
连杆机构是机械中的一种常见机构,主要用于运动方式的传递,例如将转动转化为平移,将转动转化为摆动,将平移转化为转动,将摆动转化为转动.连杆机构传动的优点是可以传递复杂的运动.通过计算各个连杆的长度,可以实现比较精确的运动传递.该设计实例即向读者介绍采用计算机辅助设计软件UG/NX进行连杆造型设计的一般方法与基本操作过程.
【设计思想】
一般地,连杆的结构如右图所示.可以看出,连杆的结构并不复杂,造型的难度仅为连杆体部分.所以,可以考虑首先利用草图截面的方法设计连杆的主体部分,然后再在其上添加细部结构.
【本章主要内容】
连杆零件造型分析
主要相关命令介绍
典型连杆的造型设计
【本章精彩案例】
典型连杆的造型设计:右图为其三维结构.
1.1 连杆零件造型分析
尽管连杆传动的形式多种多样,其结构也不尽相同,但大致结构如图1-1所示.本设计实例即以该结构形式为准进行介绍.
图1-1 连杆三维造型
1.参数化特征分析
从图1-1可以看出,对于一个连杆,它由以下几个特征组成:连杆两头的圆柱,连杆两头的圆孔,连杆体,连杆体凹槽及圆角.
相应地,可以混合采用参数化草图和特征的方法构建其实体模型.对于模型框架结构可以采用拉伸特征,对于圆孔可以采用孔特征,对于圆角,倒角等可以直接采用对应的软件圆角,倒角特征.此外,对于连杆体的侧面,将采用截面裁剪的方法予以生成,以实现设计的参数化驱动.读者将在随后的设计实例中体会到该种方法的巧妙之处.
2.基于UG的设计思路
由于连杆的结构比较简单,造型设计的思路也相对容易理解.一般地,可以参照如下步骤进行:
(1)绘制截面草图,拉伸成连杆的框架结构.
(2)裁剪连杆体确定侧面位置.
(3)添加圆台特征,完善连杆两头的圆柱体.
(4)钻孔.
(5)绘制凹槽截面草图,通过拉伸切除,形成连杆体凹槽.
(6)进行必要的倒角和圆角操作,完善模型.
1.2 相关命令介绍
为了帮助读者熟悉后续的造型操作,此处简要介绍一下所要用到的主要命令.
1.2.1 拉伸
执行本命令,可以将截面曲线沿指定方向拉伸一定距离,以生成实体或片体.
选择【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令,或单击曲线工具条上的图标,系统弹出如图1-2所示【拉伸】对话框.
如果是简单的,不带有偏置,不带有拔模角的拉伸,可以直接选取平面曲线对象,在对话框中设置拉伸起始值和结束值,单击按钮,则生成相应的拉伸体.如果需要创建比较复杂的拉伸体,在选取平面曲线对象以后,选取和,对话框变为如图1-3所示,设置相应参数以后,单击或者按钮,则生成相应拉伸体.

图1-2 【拉伸】对话框 图1-3 【拉伸】对话框
其中,图1-3所示对话框中各参数的意义分别为:
:用于选取平面曲线对象.
:用于临时绘制草图截面曲线.
:用于设定拉伸方向.
:用于设定布尔运算模式.即设置拉伸体与工作区域原有实体之间的存在关系,包括新建,并,差,交.
(方向):用于反向当前的拉伸方向.
限制:用于设定拉伸的起始面和结束面.起始面和结束面的设置共有6种方式,即值,对称值,直至下一个,直至选定对象,直到被延伸,通过全部.默认方式为值,即以相对于拉伸对象在拉伸方向上的距离来确定起始面和结束面,在其后面的文本框中输入数值即可,如图1-4所示.其他设置方式很少使用,掌握起来也相对困难,用户没有必要学习.感兴趣的用户可以查看帮助系统自学.

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