基于Pro_E和AGW的集成液壓泵_馬達(dá)系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)

1、開發(fā)與創(chuàng)新0引言現(xiàn)代履帶車輛上液壓泵馬達(dá)系統(tǒng)普遍采用集成化機(jī)構(gòu)。即使用液壓集成閥將液壓泵、馬達(dá)、補(bǔ)油泵、溢流閥等元件集成在一起,泵和馬達(dá)共用一個(gè)殼體,構(gòu)成集成式液壓泵馬達(dá)系統(tǒng),泵和馬達(dá)之間不在使用軟管連接,這樣有利于提高其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,減少局部和沿程損失,具有體積小、重量輕、可靠性高、無外泄等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)液壓泵和馬達(dá)的排列方式,一般分為串列式、并列式、夾角式。由變量泵和定量馬達(dá)組成的集成系統(tǒng)具有良好的雙向連續(xù)無極變速特性,在高速履帶車輛傳動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中得到普遍應(yīng)用。1利用Automation Gateway 進(jìn)行Pro /E二次開發(fā)以往對(duì)于Pro/E 的二次開發(fā),基本上基于Pro/E 自帶的Pro

2、/Toolkit 開發(fā)工具包進(jìn)行的。Pro/Toolkit 開發(fā)工具包為Pro/E 二次開發(fā)提供了一個(gè)比較完整的解決方案,但是Pro/Toolkit 只提供了C 語言的編程接口,因此進(jìn)行Pro/E 二次開發(fā)需要具有C 語言功底,而C 語言的復(fù)雜強(qiáng)大、比較難學(xué)是眾所周知的,因此對(duì)于初學(xué)者來說,直接利用Pro/Toolkit 進(jìn)行二次開發(fā)非常困難。Automation Gateway (以下簡稱AGW 是針對(duì)Pro/E 軟件的二次開發(fā)工具,可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)Pro/E 任務(wù)、創(chuàng)建用戶界面、完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù);應(yīng)用AGW 可以把任何支持ActiveX 的應(yīng)用程序和Pro/E 建立聯(lián)系。利用Visual

3、Basic (以下簡稱VB ,可以使Microsoft Office 產(chǎn)品(如Word 、Excel 和Explorer 等和Pro/E 對(duì)象之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。AGW 最顯著的特點(diǎn)是可以用簡單易用的VB 建立我們所需要的程序,利用這個(gè)程序可以控制我們的Pro/E 模型的建立過程,從而很方便的建立適合本單位的二次開發(fā)應(yīng)用程序。AGW 在VB 和Pro/E 之間起到橋梁和紐帶作用,通過AGW ,我們可以利用VB 訪問Pro/E 底層數(shù)據(jù)庫。當(dāng)然由于AGW 是第三方開發(fā)的接口程序,它并不能訪問所有的Pro/E 底層資源,這也是AGW 和Pro/Toolkit 相比的一個(gè)不足之處。但是對(duì)于絕大多數(shù)用戶

4、而言,AGW 所能訪問的Pro/E 資源已經(jīng)足夠使用。AGW 現(xiàn)在的最新版本是4.3,其中提供大約200多個(gè)函數(shù)(其中有小部分只能在低版本中使用,支持對(duì)Pro/E 中Part 、Assembly 、Drawing 、Layout 、Manufactur-ing 等類型模型的操作。利用AGW 進(jìn)行Pro/E 二次開發(fā)一般流程如下:打開Pro/E ;打開AGW ,進(jìn)行AGW 和Pro/E 的聯(lián)結(jié),以便進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊(必須要確保聯(lián)結(jié)成功;VB 中添加AGW 控件,進(jìn)行用戶界面等程序部分的開發(fā);運(yùn)行、調(diào)試、封裝程序。2集成液壓泵馬達(dá)系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法2.1基本步驟首先根據(jù)液壓泵馬達(dá)設(shè)計(jì)要求,找出泵、馬達(dá)

5、每個(gè)零部件結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計(jì)要求之間的關(guān)系;確定第一級(jí)主要參數(shù)(一般為設(shè)計(jì)要求、第二級(jí)主要參數(shù)(關(guān)鍵部件主要尺寸和主要需要檢查的干涉尺寸、第三級(jí)參數(shù)(零部件和組件的具體尺寸,建立泵馬達(dá)系統(tǒng)的尺寸關(guān)系鏈。需要注意的是,零部件各個(gè)尺寸之間的關(guān)系既不能太多,過于繁瑣,也不能過于簡單而無法驅(qū)動(dòng)模型。參數(shù)的選擇原則一般是:用最少的參數(shù)驅(qū)動(dòng)、用最易于得到的參數(shù)驅(qū)動(dòng)、用最直觀的參數(shù)驅(qū)動(dòng)?；赑ro /E 和AGW 的集成液壓泵馬達(dá)系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)蔣文超1,2,胡紀(jì)濱1(1.北京理工大學(xué),北京100081T 2.徐州工程兵指揮學(xué)院,江蘇徐州221004摘要:通過集成式泵馬達(dá)系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì),介紹了利用Visual

6、Basic 和Automation Gateway 進(jìn)行Pro /E 二次開發(fā)的方法,與以往利用Pro /Toolkit 進(jìn)行二次開發(fā)相比,這種方法具有簡單易用等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:Pro /E ;AGW (Automation Gateway ;泵馬達(dá);二次開發(fā)中圖分類號(hào):TH137文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002-6673(200601-015-03收稿日期:2005-10-24作者簡介:蔣文超(1975-,男,江蘇常州人。主要研究方向:液壓元件、參數(shù)化設(shè)計(jì)。機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新Development &Innovation of machinery &electrical pro

7、ductsVol.19,No.1Jan.,2006第19卷第1期2006年1月15開發(fā)與創(chuàng)新其次在Pro/E中建立好基型的集成泵馬達(dá)模型,包括各個(gè)零部件模型和整體裝配模型,這里的模型建立時(shí)就需要確定好尺寸之間的關(guān)系鏈和特征之間的父子關(guān)系等;最后用VB程序編制用戶界面,進(jìn)行設(shè)計(jì)要求參數(shù)的輸入、各級(jí)主要參數(shù)的確定或者選擇、相關(guān)尺寸的計(jì)算等,并保存系統(tǒng)的最終數(shù)據(jù)以便傳遞給Pro/E驅(qū)動(dòng)基型模型。2.2柱塞零部件設(shè)計(jì)根據(jù)泵的排量和結(jié)構(gòu)關(guān)系,柱塞直徑可以由下式估算得出:d(11.09q T m axZ3"cm式中:q T m ax泵的理論排量(cm3/R;Z柱塞個(gè)數(shù)(5、7、9等。可以根據(jù)用戶

8、的需要排量計(jì)算出柱塞的直徑d,依照液壓泵、馬達(dá)設(shè)計(jì)要求,依次確定滑履、缸體、斜盤、軸等零部件尺寸,并選擇軸承。需要注意的是,上面計(jì)算數(shù)據(jù)還必須要進(jìn)行強(qiáng)度校核結(jié)果和部件之間的干涉檢查,并且還需要根據(jù)工程標(biāo)準(zhǔn),調(diào)整為工程標(biāo)準(zhǔn)中的的數(shù)值。得到柱塞的最終結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)之后,在VB程序中進(jìn)行保留,以便對(duì)柱塞模型的驅(qū)動(dòng)。另外,單個(gè)零部件的參數(shù)化模型相對(duì)比較簡單建立,整體裝配模型的則必須要考慮零部件之間的關(guān)系、干涉、整體空間的相互位置等問題。2.3用戶界面設(shè)計(jì)如圖1所示,是某集成液壓泵馬達(dá)的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面。首先提取用戶的輸入數(shù)據(jù),并進(jìn)行必要的判斷(排量范圍、功率范圍、壓力范圍等,然后就可以得到系統(tǒng)大概的結(jié)

9、構(gòu)參數(shù),如圖2所示。用戶可以直接使用系統(tǒng)給出的推薦數(shù)值,也可以根據(jù)自己需要修改圖2中的數(shù)據(jù)。之后,系統(tǒng)就可以根據(jù)最終的數(shù)據(jù),得到整個(gè)系統(tǒng)的性能參數(shù),并隨后進(jìn)行單個(gè)或者整個(gè)集成系統(tǒng)的三維模型輸出、屬性計(jì)算,如圖3所示。2.4VB數(shù)據(jù)與P ro/E傳遞和驅(qū)動(dòng)在成功進(jìn)行Pro/E和AGW連接之后,要使在VB中得到的最終結(jié)構(gòu)參數(shù)能驅(qū)動(dòng)Pro/E中的模型,需要在VB中首先定義一個(gè)全局變量聲明如:Public beng_mada As New GwayAXbeng_mada為變量名稱;GwayAX為AGW變量標(biāo)志。然后調(diào)入基型零部件或者組件模型并激活在當(dāng)前窗口:beng_mada.ModelRetriev

10、e(d:studyzhusai.prtbeng_mada.SessionSetCurrentModel(d:studyzhusai. prtModelRetrieve函數(shù)表示將模型文件zhusai.prt調(diào)入內(nèi)存,但并不在屏幕上顯示;SessionSetCurrentMod-el函數(shù)表示將zhusai.prt模型文件從內(nèi)存中調(diào)出顯示在當(dāng)前窗口中;當(dāng)然,在調(diào)入模型之前,可以先用Session-EraseAssemblyAll函數(shù)和SessionEraseNotDisplayed函數(shù)清理Pro/E中的內(nèi)存,以加快模型更新速度。然后就需要用計(jì)算出來的數(shù)據(jù)去替換模型中的參數(shù)數(shù)值,在模型之中應(yīng)該已經(jīng)建立

11、好相對(duì)應(yīng)參數(shù):temp003=beng_mada.ParamSetValue(zhusai_r,Str (zhusai_r前一個(gè)zhusai_r是在柱塞模型中建立的對(duì)應(yīng)柱塞球頭半徑的參數(shù),后一個(gè)zhusai_r是在VB中計(jì)算得到的柱塞球頭半徑。最后是更新模型,如圖4和圖5所示。beng_mada.ModelRegeneratebeng_mada.WindowRepaint屬性計(jì)算用到的函數(shù):ModelGetMassProp(Volume,Surface,Density,Mass, X,Y,Z,CSYS,Model_NameModelGetMassProp可以得到模型的體積、表面積、密度、重量,

12、重心坐標(biāo)。利用AGW也可以脫離基型模型,從最基礎(chǔ)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顯得麻煩,這里不再贅述。3總結(jié)對(duì)于泵馬達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行的參數(shù)化設(shè)計(jì),只是進(jìn)行泵馬達(dá)設(shè)計(jì)的第一步,而泵馬達(dá)系統(tǒng)中的一些部件,例如殼體和許多零部件的細(xì)節(jié)尺寸都是由經(jīng)驗(yàn)和反圖1用戶輸入設(shè)計(jì)要求界面圖2初步數(shù)據(jù)界面圖3單個(gè)零部件界面請(qǐng)輸入設(shè)計(jì)要求:理論排量(nL額定壓力(MPa輸出功率(kW峰值壓力(MPa根據(jù)輸入數(shù)據(jù)和工程標(biāo)準(zhǔn),建議泵-馬達(dá)有關(guān)參數(shù)如下:柱塞個(gè)數(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min斜盤傾角軸承型號(hào)容積效率柱塞直徑(mm柱塞分布圓半徑(mm軸距大于(mm補(bǔ)油泵排量聯(lián)體形式RLL1D主要尺寸:D=L=R=L

13、1=mmmmmm16開發(fā)與創(chuàng)新復(fù)試驗(yàn)得來,不適合進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),我們?cè)诘玫较到y(tǒng)大體結(jié)構(gòu)之后,還需要進(jìn)行每個(gè)零部件的具體詳細(xì)設(shè)計(jì),這就需要大量的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、仿真計(jì)算、試驗(yàn)驗(yàn)證等支持,從而得到最終工程產(chǎn)品。參考文獻(xiàn):1徐繩武.柱塞式液壓泵M.機(jī)械工業(yè)出版社,1985.2翟培祥.斜盤式軸向柱塞泵設(shè)計(jì)M.煤炭工業(yè)出版社,1978.3張繼春,等.Pro/E 二次開發(fā)使用教程M.北京大學(xué)出版社,2003.4李世國.Pro/Toolkit 程序設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版業(yè),2003.5徐國斌.Pro/E Wildfire 在企業(yè)中的實(shí)施與應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社,2003.6晶辰工作室.Visual Basic

14、中文版實(shí)用參考手冊(cè)M.電子工業(yè)出版社,1998.圖4單個(gè)零部件模型圖5泵芯部分裝配模型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