UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件

第3章產(chǎn)品設計及其裝配第3章產(chǎn)品設計及其裝配本章重點： 本章重掌握和理解現(xiàn)代工程軟件UG環(huán)境下，產(chǎn)品的開發(fā)過程及不同設計階段的任務、作用，并理解UG設計與傳統(tǒng)設計的優(yōu)劣性。本章難點： 如何理解并行設計中各模塊間的聯(lián)系，這些聯(lián)系通過什么方式在UG環(huán)境下體現(xiàn)出來等內(nèi)容是本章的難點。

UG環(huán)境下，進行產(chǎn)品開發(fā)與傳統(tǒng)模式下的產(chǎn)品開發(fā)有著明顯不同的過程，其工作效率、控制方式、文件管理都是大不相同。傳統(tǒng)設計模式的復雜性、效率的低下性、團隊合作的困難性等難以保證其滿足現(xiàn)代環(huán)境下快速多變的設計需求，這要求必須要用新的設計模式來代替原有的設計模式。 目前，有多種工程軟件能滿足這種需求，如UG、PRO/E、Catia、SolidWorks等多種軟件，在這些軟件中，UG是最為優(yōu)秀的軟件之一。UG可以實現(xiàn)從產(chǎn)品概念設計到定型設計、產(chǎn)品加工、模具設計、仿真分析等一系列過程的完整管理與服務，即所謂的全生命周期管理軟件。目前的相關教材多數(shù)停留在單個零件的造型、加工、工程圖、模具設計等基本應用階段，沒有將UG的整個產(chǎn)品的完整開發(fā)作為重點來講解，沒有逃脫傳統(tǒng)的設計模式，本章將介紹如何通過一個團隊，對一個復雜產(chǎn)品進行高效率開發(fā)、組織及管理等內(nèi)容。本章重點：3.1機械設計過程比較 圖3-1傳統(tǒng)的機械設計過程其特點是：（1）所有環(huán)節(jié)都是依靠設計者用手工方式來完成的，從而具有速度慢，可修改性差，不便檢查。一般而言，傳統(tǒng)設計是憑藉設計者直接的或間接的經(jīng)驗知識，通過類比分析法或經(jīng)驗公式來確定設計方案。方案選定后按機械零件的設計方法設計零件或按標準選用零件，最后繪出整機及部件的裝配圖和零件圖，編寫技術文件，從而完成整機設計。（2）傳統(tǒng)的機械設計方法，設計者的大部分時間和精力都耗費在裝配圖和零部件圖的繪制（繪圖工作約占設計時間的70%左右）上，因而對整機全局的問題難于進行深入的研究，對于一些困難而費時的分析計算，常常只得用作圖法或類比定值等粗糙的方法，因此方案的擬定在很大程度上取決于設計者的個人經(jīng)驗，在分析計算工作中，由于受人工計算條件的限制，只能采用靜態(tài)的或近似方法而難以按動態(tài)的或精確的方法計算，計算結果未能完全反映零部件的真正工作狀態(tài)，影響了設計質(zhì)量。3.1機械設計過程比較 圖3-1傳統(tǒng)的機械設計過程UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件自頂向下的設計方法具有諸多好處：（1）設計者可以將大部分精力用于解決全局性問題而不是畫圖工作；（2）應用WAVE設計模式，產(chǎn)品具有關鍵參數(shù)控制功能，保證了相連部件間的尺寸關聯(lián)，達到尺寸的一致性；（3）使用三維設計，可以很形象地看到部件的每一個細節(jié)，從而判斷其正確與否；自頂向下的設計方法具有諸多好處：3.2工具及設置UG環(huán)境下有常見的七種設計工具，下面做簡單介紹。3.2.1裝配導航器3.2工具及設置UG環(huán)境下有常見的七種設計工具，下面做簡單3.2.2WAVE幾何鏈接器3.2.2WAVE幾何鏈接器3.2.3部件導航器3.2.3部件導航器3.2.4關聯(lián)性管理器3.2.4關聯(lián)性管理器3.2.5部件間鏈接瀏覽器“部件間鏈接瀏覽器”主要用來瀏覽各部件鏈接關系，并可編輯修改這些鏈接。3.2.5部件間鏈接瀏覽器“部件間鏈接瀏覽器”主要用來瀏覽各3.2.6WAVE屬性鏈接器“WAVE屬性鏈接器”可鏈接裝配中各幾何體之間的公差。3.2.6WAVE屬性鏈接器“WAVE屬性鏈接器”可鏈接裝3.2.7關系瀏覽器

UG中“關系瀏覽器”提供了部件間鏈接關系的圖形信息，單擊“裝配”工具欄中的“WAVE”“關系瀏覽器”可以啟動關系瀏覽器如圖3-12所示。通過該瀏覽器可以很清楚地看到各部件間的鏈接信息，從而掌握鏈接的來龍去脈，正確理解部件鏈接途徑，并診斷鏈接的正確性。3.2.7關系瀏覽器 UG中“關系瀏覽器”提供了部件間鏈接關3.3參數(shù)化技術 在UG的產(chǎn)品設計中，時常用到參數(shù)化這個概念，那么，什么是參數(shù)化技術？參數(shù)化設計（Parametric）設計（也叫尺寸驅(qū)動Dimension-Driven），是CAD技術在實際應用中提出的課題，它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。 參數(shù)化技術大致可分為如下三種方法：（1）基于幾何約束的數(shù)學方法；（2）基于幾何原理的人工智能方法；（3）基于特征模型的造型方法。參數(shù)化設計有一種驅(qū)動機制即參數(shù)驅(qū)動，參數(shù)驅(qū)動機制是基于對圖形數(shù)據(jù)的操作。通過參數(shù)驅(qū)動機制，可以對圖形的幾何數(shù)據(jù)進行參數(shù)化修改。

3.3參數(shù)化技術 在UG的產(chǎn)品設計中，時常用到參數(shù)化這個概3.3.1零件內(nèi)參數(shù)化建模一.UG表達式 在進行參數(shù)化操作舉例前我們先來看看UG中的表達式，因為在進行操作時，我們常常用到這些表達式，如果設計人員不能理解這些表達式，你可能難以設計出你希望的東西。 表達式就是由常量、變量、函數(shù)、運算符號組成的有意義的式子。在UG中，表達式符合C語言的運算規(guī)則。3.3.1零件內(nèi)參數(shù)化建模一.UG表達式二.零件內(nèi)參數(shù)化舉例 零件內(nèi)參數(shù)化就是將一個零件用若干個參數(shù)來驅(qū)動，通過修改驅(qū)動參數(shù)，可以達到修改整個零件的目的。零件內(nèi)參數(shù)化作圖，可以全部用參數(shù)驅(qū)動，也可以部分使用幾何約束來限定圖形的形狀與位置，如保證兩圓同心，兩線平行等等可以使用幾何約束來完成，從而減少尺寸約束的數(shù)量。二.零件內(nèi)參數(shù)化舉例UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件在“表達式”對話框中的“公式”處輸入上面的公式1等號右側的內(nèi)容，即：

IF(d0=8)8.7ELSEIF(d0=9)9.8ELSEIF(d0=10)10.8ELSEIF(d0=11)11.8ELSEIF(d0=12)13ELSEIF(d0=13)14.1ELSEIF(d0=14)15.1ELSE16.2在“表達式”對話框中的“公式”處輸入上面的公式1等號右側的內(nèi)UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件

d1=IF(d0=8||d0=9)1ELSEIF(d0>=10&d0<=12)1.5ELSE1.7。

作外圓的直徑尺寸約束，公式為：1.4*d1。

現(xiàn)在，請用“草圖操作”工具條中的“鏡像”命令，對剛才作的內(nèi)外圓以Y軸進行鏡像，并進行修剪，結果如圖3-17所示。

圖3-17修剪后的結果圖3-18成型后結果 現(xiàn)在完成草圖操作后，使用“拉伸”命令對草圖進行拉伸，并在“拉伸”對話框中的“距離”右側的下拉框中輸入公式2中等號右側的內(nèi)容：

IF(d0=8||d0=9)0.6ELSEIF(d0>=10&d0<=13)0.8ELSE1 d1=IF(d0=8||d0=9)1ELSEI3.3.2零件間參數(shù)化建模

在UG環(huán)境下，要實現(xiàn)部件間的鏈接的途徑是很多的，常用的方法有：使用“WAVE幾何鏈接器”、使用裝配導航器中的“WAVE”彈出菜單中各命令項、通過公式編輯完成鏈接，即在圖3-2中的“表達式”對話框中，通過“創(chuàng)建部件間的引用”命令及“編輯部件間的引用”這兩個命令來進行。下面我們通過例子，來說明這些方法的使用。一.WAVE幾何鏈接器與零件間參數(shù)化建模舉例建立一個零件L1.prt，并保存，如圖3-19所示。該零件十分簡單，目的是讓讀者容易理解操作過程。3.3.2零件間參數(shù)化建模 在UG環(huán)境下，要實現(xiàn)部件間的鏈接UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件組件L2與組件L1進行鏈接組件L2與組件L1進行鏈接可使用“部件間鏈接瀏覽器”查看部件間的鏈接情況可使用“部件間鏈接瀏覽器”查看部件間的鏈接情況二.通過“表達式”進行部件間鏈接可以通過“表達式”進行部件間鏈接二.通過“表達式”進行部件間鏈接可以通過“表達式”進行部件三.通過“WAVE”彈出菜單進行部件間鏈接“將幾何體復制到組件”操作過程“將幾何體復制到部件”“將幾何體復制到新部件”“復制組件為”三.通過“WAVE”彈出菜單進行部件間鏈接“將幾何體復制到在添加現(xiàn)有部件操作中，可以修改“圖層”、以及“引用集”等項目。在添加現(xiàn)有部件操作中，可以修改“圖層”、以及“引用集”等項目四.進行特征抑制可以抑制部分特征，從而改變顯示效果或部件結構特征被抑制效果四.進行特征抑制可以抑制部分特征，從而改變顯示效果或部件結3.3.3設計裝配一.設計裝配概述設計裝配的過程： 設計裝配的操作過程可歸納為： （1）總裝配組件XX-ZP設置為工作部件。 （2）用“裝配”工具條中“創(chuàng)建新組件”命令建立新的組件或用WAVE功能建立新的級別來地建立組件。 （3）將新組件設置為工作部件。 （4）使用建模命令中各種必要的命令來建立新組件的三維模型，這個過程與平時建立單獨的三維模型沒有區(qū)別。需要注意的是，如果組件間需要關聯(lián)，可以使用WAVE鏈接。 （5）重新將總裝配設置為工作部件。 （6）使用“配對組件”命令或“重定位”命令將新建立的組件裝配到總裝組件中。 不斷重復（2）~（6）步，可以完成所謂的設計裝配。如果一個系統(tǒng)復雜，工作量大，可以使用并行設計模式進行同步設計。3.3.3設計裝配一.設計裝配概述二.設計裝配實例設計此時效果如圖3-33所示二.設計裝配實例設計過程建立草圖拉伸修剪設計過程建立手機組件及柄部草圖建立手機組件及柄部草圖修剪得到手柄形狀修剪得到手柄形狀類似地，建立其他零件，并完成操作類似地，建立其他零件，并完成操作操作完成后裝配導航器效果操作完成后裝配導航器效果完成單邊剪刀裝配完成單邊剪刀裝配完成對稱裝配，得到最終效果完成對稱裝配，得到最終效果3.3.4克隆裝配克隆裝配就是將現(xiàn)有的裝配進行克隆復制3.3.4克隆裝配克隆裝配就是將現(xiàn)有的裝配進行克隆復制通過克隆裝配，可以對克隆后的結構進行修改通過克隆裝配，可以對克隆后的結構進行修改3.3.5鏈接查詢與更新 在UG中，當一個裝配完成后，其內(nèi)部可能有若干鏈接，如果是一個復雜的機器，其裝配可能是分模塊的，這時，鏈接狀態(tài)可能是很復雜的，我們?nèi)绾斡^察這些鏈接情況、以及當這些鏈接的部件中的一部分修改時，其它部分未得到及時修改，因此如何更新各部件就顯得特別有意義了。一.圖表觀察 在“WAVE”菜單中，提供了三種圖表命令，分別是：“當前裝配的WAVE圖表”、“當前會話的WAVE圖表”及“查看保存的圖表”。3.3.5鏈接查詢與更新 在UG中，當一個裝配完成后，其內(nèi)UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件二.部件間鏈接瀏覽器查詢二.部件間鏈接瀏覽器查詢?nèi)?鏈接更新 一般情況下，當鏈接的源點數(shù)據(jù)修改（祖先）后，鏈接的后續(xù)點（子孫）就會跟著修改，即自動更新，但當裝配沒有同時打開，只是打開其中一個部件進行修改，這時的裝配就沒法更新；或者設置了延遲更新。這些都會讓更新不能及時實現(xiàn)，此時，可以使用更新工具來更新鏈接的數(shù)據(jù)。三.鏈接更新 一般情況下，當鏈接的源點數(shù)據(jù)修改（祖先）后，3.4系統(tǒng)工程與自頂向下產(chǎn)品設計自頂向下設計是系統(tǒng)工程的內(nèi)容，系統(tǒng)工程的思想是將一個大的工程分解為多個有邏輯關系的子系統(tǒng)或稱為模塊，每個子系統(tǒng)有自己的設計準則、設計約束；每個子系統(tǒng)可以相互獨立地進行設計，從而實現(xiàn)所謂的并行工程。例如，設計一架飛機，可以分為機身、航電、動力等等模塊，這些模塊間有聯(lián)系，但又有內(nèi)部的獨立性，因此，只要理清了系統(tǒng)間的關系，一個子系統(tǒng)內(nèi)部是可以獨立進行設計的，因此，用系統(tǒng)工程的方法，可以同時設計機身、航電、動力等不同部件；當然，每個子系統(tǒng)又可以再次進行細分成若干下級子系統(tǒng)來由不同的設計團隊完成，這樣一個團隊只須關心自己的設計模塊，從而提高了設計的效率；按類似方法，不斷將子模塊進行細分，直到最后將系統(tǒng)細分到具體的零部件為止，是所謂的自頂向下設計模式3.4系統(tǒng)工程與自頂向下產(chǎn)品設計自頂向下設計是系統(tǒng)工程的內(nèi)UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.4.1產(chǎn)品設計過程3.4.1產(chǎn)品設計過程一.系統(tǒng)設計的約定 在使用UG進行產(chǎn)品設計前，先要對產(chǎn)品設計有關事項進行約定，以便設計時各設計組成員能統(tǒng)一行動，各模塊的設計工作能同時進行而不會相互矛盾與干擾，減少不必要的麻煩。 1．必須仔細規(guī)劃 2．統(tǒng)一命名規(guī)則 對于零件命名： （1）以整個系統(tǒng)的名稱作為命名零件的首字串‘ （2）模塊名統(tǒng)一給出，模塊名盡量簡短，后面再跟模塊內(nèi)的子模塊名或零件名。 （3）標準件使用標準名稱加規(guī)格。一.系統(tǒng)設計的約定 在使用UG進行產(chǎn)品設計前，先要對產(chǎn)品設 （4）對引用集命名 （5）草圖命名 （6）表達式名可以依照引用集的形式來進行，不過將引用集中的Ref修改成EX即可。 （7）零件圖與工程圖可以在工程圖后面加-DWG來區(qū)分。 3．統(tǒng)一文件存儲位置 4．統(tǒng)一圖層設置 實體：1-10層 片體：11-20層 草圖：21-40層 曲線：41-60層 基準：61-80層 其它：101-256層 （4）對引用集命名二.定義產(chǎn)品控制結構需要注意的事項 在產(chǎn)品設計時，要認真進行控制結構設計，確定管理維護人員，這些數(shù)據(jù)的存放位置，然后再進行部件的建立。在建立控制結構圖時，可以考慮這些問題： （1）產(chǎn)品的總體控制參數(shù)有哪些？ （2）模塊劃分的原則是什么？ （3）頂層數(shù)據(jù)的設置要合理。（4）分清各模塊能否再細分為更多的下級模塊，直到最底層時能夠以零件的形式出現(xiàn)，從而便于進行細節(jié)設計。二.定義產(chǎn)品控制結構需要注意的事項 在產(chǎn)品設計時，要認真進三.產(chǎn)品控制結構圖 完成一個復雜的產(chǎn)品設計，首先需要花很多精力完成其控制結構圖，以保證后面的操作順利進行，改動少。 控制結構圖分四個部分： 第一部分是控制結構層 第二部分是起始部件層 第三個部分是引用集第四部分是連接部件部分三.產(chǎn)品控制結構圖 完成一個復雜的產(chǎn)品設計，首先需要花很多UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.4.2產(chǎn)品設計實例 為了讓讀者掌握產(chǎn)品的設計過程，下面以多個實例來進行說明。一.電冰箱設計設計后的電冰箱如圖3-62所示。3.4.2產(chǎn)品設計實例 為了讓讀者掌握產(chǎn)品的設計過程，下面以1.結構分析 首先分析下電冰箱的結構與組成。這部分要認真組織分析，不能粗心，重要部件及參數(shù)不能遺漏，否則為后續(xù)操作帶來不便。 1．電器部分：包括輸入電源、指示燈、溫控器、控制電路等部分。 2．制冷部分：壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流器； 3．箱體部分：箱體外殼、冷凍室內(nèi)膽、冷藏室內(nèi)膽。 4．箱外殼：外殼、冷凍室門、冷藏室門、填充保溫材料。5．冷凍室：包括內(nèi)膽、箱內(nèi)支架。6．冷藏室：包括內(nèi)膽、內(nèi)部支架。 每一個主要部分又可以細分，如壓縮機，又可分為電動機、壓縮泵、密封外殼等。還可細分，如電動機又分為定子、轉(zhuǎn)子、支撐架等。如此還可繼續(xù)分到單一零件為止，比如分到一個螺絲、墊片等。但為了問題討論的簡單化，我們假設以圖3-63的底層作為最終部件，而不具體到每一個單一零件（其實他們可以繼續(xù)細分）。因此這樣的劃分非真正的最終單一零件，這樣做的目的是節(jié)約篇幅，同時又能讓讀者明白設計過程。1.結構分析 首先分析下電冰箱的結構與組成。這部分要認真組UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件2.主控制結構 頂層控制過程：1、建立表達式 新建文件BX_CS，使用“工具”“表達式”來建立如下表達式：

BX_CS_H=1500；//冰箱總體高

BX_CS_LDS_H=800；//冰箱冷凍室高

BX_CS_L=550；//冰箱厚度

BX_CSZ_W=650；//冰箱寬度

BX_CS_YSJ_H=300；//壓縮機高

BX_CS_YSJ_R=90；//壓縮機半徑

BX_CS_LQG_R=5；//制冷管路半徑

2、建立箱體控制結構2.主控制結構 頂層控制過程：UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件 3．建立布局草圖 3．建立布局草圖3.建立下級層3.建立下級層建立冷藏室的草圖及定位基準面建立冷藏室的草圖及定位基準面UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件建立內(nèi)膽和支架 建立制冷部件的下級部件建立內(nèi)膽和支架 建立制冷部件的下級部件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3．建立各級部件實體3．建立各級部件實體UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件箱外殼制作：箱外殼制作：冷凍室門制作：冷凍室門制作：4.建立起始部件4.建立起始部件5.建立引用集 引用集的作用是進行數(shù)據(jù)傳遞。為每一個起始部件建立一個或多個引用集。 操作步驟： （1）將上面建立的起始部件BX-CS-ZL_JLQ_start設置為顯示部件。 （2）單擊“格式”“引用集”，彈出“引用集”對話框。 （3）單擊“添加新的引用集”按鈕，將“引用集名稱”修改為“BX-CS-ZL_JLQ_REF”并按回車鍵。5.建立引用集6.建立連接部件引用集是進行數(shù)據(jù)傳遞的。6.建立連接部件完成了所有連接部件后的“當前裝配的WAVE圖表”完成了所有連接部件后的“當前裝配的WAVE圖表”UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件7.裝配7.裝配“添加組件”?！疤砑咏M件”。安裝外殼安裝外殼8.爆炸圖、裝配順序8.爆炸圖、裝配順序UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件9.小結 通過上面的UG環(huán)境下設計演示，可以看到，在完成了高級布局后，通過仔細分析，對系統(tǒng)劃分若干子系統(tǒng)（模塊），然后再將子系統(tǒng)繼續(xù)往下細分，直到最終部件為單一零件為止，這樣就得到了系統(tǒng)的總體布局結構。如果系統(tǒng)復雜，可以只分大模塊，小模塊由負責該模塊的工程人員再繼續(xù)細分，這樣就可以進行并行設計，提高工作效率。 當零件已經(jīng)劃分到單一零件后，就要對每一個單一零件進行實體設計，設計出該零件的細節(jié)，然后為每一個零件建立起始部件，并建立相應的引用集，再以相應的引用集為源引用集來建立連接部件，并以連接部件完成最終裝配。在整個設計過程中，起始部件是沉余設計，但也是裝配中細節(jié)設計的起始環(huán)境。 讀者可以認真理解上述設計過程，建立自己的設計模型，為進行大型設計打下基礎。9.小結 通過上面的UG環(huán)境下設計演示，可以看到，在完成了二.彈子掛鎖設計 設計如圖3-88所示的鎖系列，讓鎖型號來控制結構。二.彈子掛鎖設計 設計如圖3-88所示的鎖系列，讓鎖型號來1.控制結構圖1.控制結構圖2.建立控制部件2.建立控制部件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.建立實體3.建立實體設計鑰匙設計鑰匙驗證“表達式”鏈接方式完成鏈接。驗證“表達式”鏈接方式完成鏈接。4.鎖的細節(jié)設計4.鎖的細節(jié)設計UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件（2）鎖芯細節(jié)設計（2）鎖芯細節(jié)設計UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件鎖體細節(jié)設計鎖體細節(jié)設計（3）鎖舌彈簧的設計（3）鎖舌彈簧的設計5.制作起始部件、引用集、連接部件（1）制作起始部件為每一個零件建立起始部件，過程可以參照冰箱設計過程。（2）建立引用集為每一個起始部件建立連接部件。5.制作起始部件、引用集、連接部件（1）制作起始部件為每一6.鎖的裝配 下面就來進行裝配操作： （1）在設計完上面的控制結構后，直接單擊“文件”“全部保存”，以便保存所有新制作的文件。 （2）單擊“新建”按鈕，新建一個名為DZS_AS的文件作為裝配總體結構，然后進入到裝配環(huán)境中，單擊“裝配”工具條中的“添加組件”按鈕，彈出“添加組件”對話框，單擊“已加載的部件”列表框中的鎖外殼（DZS_AS_ST_YK.prt）文件，然后將“定位”改為“絕對原點”，引用集“ReferenceSet”修改為“DZS_CS_ST_YK_REF”，單擊鼠標中鍵，完成該部件的添加。安裝時只安裝連接部件；同理，完成其它部件的添加。6.鎖的裝配 下面就來進行裝配操作：3.5傳統(tǒng)裝配 一般地，產(chǎn)品的三維模型設計完成后，就要進行三維裝配，而三維裝配可以按前面的實例進行絕對定位裝配，UG中還提供了約束裝配。所謂約束裝配，就是通過對兩個要裝配的對象使用多種約束，以保證對象間的相對位置。為了讓讀者能理解其中的各項操作命令，制作減速器進行裝配練習。3.5傳統(tǒng)裝配 一般地，產(chǎn)品的三維模型設計完成后，就要進行三3.5.1裝配實例一.減速器的裝配 減速器由小齒輪組件、大齒輪組件、箱體組件三大部件組成，或者說是三個主要模塊，因此，可以先對這3個模塊進行部分裝配，然后再將這3個部件裝配成一個整體，再做其他處理，這樣裝配便于完整操作。3.5.1裝配實例一.減速器的裝配1．安裝小齒輪組件1．安裝小齒輪組件裝平鍵裝平鍵添加標準件軸承添加標準件軸承UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件裝配另一軸承及平鍵裝配另一軸承及平鍵2.安裝大齒輪組件2.安裝大齒輪組件裝軸承裝軸承3.安裝箱體3.安裝箱體UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件4.總安裝4.總安裝UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件5.制作剖面并修改可視化效果5.制作剖面并修改可視化效果UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件剖切面顏色修改剖切面顏色修改6.制作爆炸視圖6.制作爆炸視圖UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件7.制作運動仿真7.制作運動仿真UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件二.運動轉(zhuǎn)換裝置裝配二.運動轉(zhuǎn)換裝置裝配 注意：在這里裝配時，初學者極易犯一個錯誤，就是用“中心”命令進行裝配，結果使后面的裝配難于進行，也不能進行運動仿真，其錯誤操作過程如圖3-143所示。 注意：在這里裝配時，初學者極易犯一個錯誤，就是用“中心”命UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.5.2運動仿真基礎一.運動仿真基本過程

UG的運動仿真能對二維或三維的機構進行復雜的運動學、動力學分析及設計仿真?？梢酝瓿裳b配分析，運動合理性分析等功能，完成諸如受力分析、加速度、速度、位移等隨時間變化關系分析等。對于一般機械的運動仿真可以進行剛體或柔體仿真。 對于運動仿真，大體步驟如下： 1．建立一個運動分析場景； 2．進行運動模型的構建，包括設置每個零件的連桿特性，兩個連桿間的運動副，添加機構載荷等操作； 3．進行運動參數(shù)的設置，提交運動仿真模型數(shù)據(jù)，同時進行運動仿真動畫的輸出和運動過程的控制； 4．運動分析結果的數(shù)據(jù)輸出和表格、變化曲線輸出，人為的進行機構運動特性的分析。 5．如果是柔體進行運動仿真，還需要在運動仿真前進行如下操作：（1）對給定材料進行柔體設置；（2）在運動仿真中定義柔性連桿。3.5.2運動仿真基礎一.運動仿真基本過程二.實例演示實例1機械手運動仿真二.實例演示UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件分析清楚機械手的動作關系分析清楚機械手的動作關系UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件添加STEP函數(shù)，并根據(jù)上面表3-1的運動流程關系，添加公式如下：STEP(time,155,45,200,-10)+STEP(time,355-10,400,45)（式1）添加STEP函數(shù)，并根據(jù)上面表3-1的運動流程關系，添加公式實例2四桿機構運動分析實例2四桿機構運動分析運動分析圖的制作運動分析圖的制作受力及運動分析受力及運動分析三.運動仿真中的函數(shù)1.FORCOS(x,x0,w,a0,...,a30)函數(shù) 該函數(shù)返回傅里葉余弦級數(shù)值，函數(shù)變量為X，初始偏置為X0，基本系數(shù)W，a0~a30共31個參數(shù)是級數(shù)系數(shù)。其格式可以理解為： 傅里葉余弦級數(shù)的數(shù)學表達式是：

因此，該函數(shù)的意義可以理解為： 其中，在UG中，n最大只能取到30以內(nèi)的整數(shù)，在操作時，可以取少于30的有限個數(shù)字。 例如：

FORCOS（time,0,360,1,10,20,30,40）（注：這里只取了a0~a4） =1+10*COS(1*360*TIME)+20*COS(2*360D*TIME)+30*COS(3*360D*TIME)+40*COS(4*360D*TIME)三.運動仿真中的函數(shù)1.FORCOS(x,x0,w2.FORSIN(x,x0,w,a0,...,a30)函數(shù) 該函數(shù)是返回傅里葉正弦級數(shù)值，其參數(shù)與上面的FORCOS函數(shù)類似，第J項級數(shù)公式為：

由于正弦級數(shù)的數(shù)學表達式是：

因此，整個函數(shù)可以理解為：

例如： FORSIN(TIME,-0.25,PI,0,1,2,3) =0+1*SIN(*(TIME+0.25))+2*SIN(2*π*(TIME+0.25))+3*SIN(3*π*(TIME+0.25))在上面的參數(shù)中，PI表示圓周率π，是系統(tǒng)默認常數(shù)。2.FORSIN(x,x0,w,a0,...,3.CHEBY(x,x0,a0,...,a30)函數(shù) 該函數(shù)用來返回一個切比雪夫多項式的值，其中的參數(shù)是：

X變量，x0是變量的偏量值，a0~a30共31個參數(shù)是多項式的系數(shù)。函數(shù)的定義形式可以這樣理解：

其中，Tj級數(shù)項的遞歸定義為：

當T0(x-x0)=1,及T1(x-x0)=x-x0時 “j”序號取0~n的正整數(shù)。也就是參數(shù)a0~a30中的序號。 由此可以得到：

例如：CHEBY(TIME,1,1,0,-1)

這個函數(shù)的結果是：

CHEBY(TIME,1,1,0,-1)=1+0*(time-1)-1*[2(time-1)2-1]=2*time2-4*time3.CHEBY(x,x0,a0,...,a30)4.POLY(x,x0,a0,...,a30)函數(shù) 該函數(shù)返回一元多項式的值，其格式是：

POLY(x,x0,a0,...,a30)=a0+a1(x-x0)+a2*(x-x0)2+...+an*(x-x0)n

如：POLY（time，0，1，2）=1+2*time

這實際是一個隨時間不斷增加的線性函數(shù)。如果你增加一個參數(shù)a2=0.1，于是上面方程便是POLY（time，0，1，2，0.1）=1+2*time+0.1*time2，由于出現(xiàn)了平方值，可以看到POLY的增加會是越來越明顯地增加。5.SHF(x,x0,a,w,phi,b)函數(shù) 該函數(shù)是一個正弦周期函數(shù)，是簡諧振動函數(shù)，因此可以用來實現(xiàn)振動等周期性變化的關系模擬，函數(shù)返回結果是：SHF=a*SIN(w*(x-x0)-phi)+b

其中：

X，變量；x0,初偏相位；a,振幅；w頻率,phi,相位角；b，位移偏量；這些參數(shù)除了X外，其余都可以是常量、函數(shù)表達式或設計變量；4.POLY(x,x0,a0,...,a30)函6.STEP(x,x0,h0,x1,h1)與HAVSIN(x,x0,h0,x1,h1)函數(shù)

STEP是3次多項式逼迫階躍函數(shù)，而HAVSIN則是半正矢階躍函數(shù)，這兩個函數(shù)的參數(shù)一樣，操作方法類似。其中參數(shù)意義是：

X為變量，是時間或時間的表達式；

x0，x1分別是變量x的初始值與終止值，可以是常量、函數(shù)表達式或設計變量；

h0，h1分別是STEP（或HAVSIN）函數(shù)的返回值的初始值與終止值，可以是常量、函數(shù)表達式或設計變量； 整個函數(shù)可以理解為當x從x0變化到x1時，相應地，函數(shù)STEP（或HAVSIN）的值由h0變化到h1。因此，利用這兩個函數(shù)可以進行時間分段。 如：時間從0變化到20時，STEP從0變化到40，當時間從30變化到50時，STEP從40變化到0，這樣就可以寫成：

STEP(time，0，0，20，40)+STEP(time，30，50，40，0)；6.STEP(x,x0,h0,x1,h1)與H7.IF(x:e1,e2,e3)函數(shù) 該函數(shù)是判斷函數(shù)，其中的結果是當x<0時，函數(shù)結果為表達式e1，當x=0時，函數(shù)結果為表達式e2，否則，當x>0時，函數(shù)結果為表達式e3；其中，x可以是常量，表達式或設計變量；該函數(shù)可以表述為：

如：對于一個轉(zhuǎn)動副，我們當時間小時50時，使用振動，而時間大小50時，使用轉(zhuǎn)動90o角度，就可以這樣寫了：

IF（time-50，SHF(x,0,20,0.1,0,0)，0，STEP(time，50，0，100，90)）

其中，用time-50作為判斷條件，用SHF實現(xiàn)振動，用STEP實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)90o角度，注意STEP函數(shù)的時間點是從50至100！7.IF(x:e1,e2,e3)函數(shù)8.BISTOP(x,dx,x1,x2,k,e,cmax,d)函數(shù) 它在UG里的格式是BISTOP(x,dx,x1,x2,k,e,cmax,d)這里它由八個參數(shù)定義。BISTOP是雙側碰撞函數(shù)，返回的是力。 BISTOP的觸發(fā)是由兩個邊界條件確定的，即x1和x2，當x值大于或等于x1且小于或等于x2時，函數(shù)值為0，當x值大于x2或小于x1時，它的值是不同的。當x小于x1時,返回值是：

當x大于x2時，返回值是：各種參數(shù)表示意義可以從IMPACT里推出來，它只是多了一個x2。8.BISTOP(x,dx,x1,x2,k,e9.IMPACT(x,dx,x1,k,e,cmax,d)函數(shù) 是單側碰撞函數(shù)。使用該函數(shù)時，可參考上面的BISTOP函數(shù)。返回的是力。

x：是一個位移函數(shù)的返回值；

dx：是一個速度函數(shù)的返回值(位移函數(shù)和速度函數(shù)在ADAMS-VARIABLE里的DX,DY,DZ,VX,VY,VZ)； x1：可以定義成一個實數(shù)，一個函數(shù)或者一個表達式

k：可以定義成一個實數(shù)，一個函數(shù)或者一個表達式；

e：可以定義成一個實數(shù)，一個函數(shù)或者一個表達式；

cmax：可以定義成一個實數(shù)，一個函數(shù)或者一個表達式；

d：可以定義成一個實數(shù)，一個函數(shù)或者一個表達式； 當x值大于x1時，IMPACT函數(shù)值是無效的，只能當x值小于或等于x1這個觸發(fā)變量時，它才有效。在數(shù)學上，它所計算的值是這樣的：

MAX{0，k(x1-x)^e-cmax*dx*STEP(x，x1-x，1，x1,0)}。

它返回的值是力，一般用來描述非線性彈簧或阻尼所產(chǎn)生的作用效果。力的效果由以上七個參數(shù)確定。但是可以從表達式中看出，可以通過定義不同的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)實現(xiàn)純彈簧和純阻尼的設置。還可以用來描述接觸碰撞所產(chǎn)生的力，因為接觸碰撞也可以轉(zhuǎn)化成類似彈簧模型。9.IMPACT(x,dx,x1,k,e,cm 本章小結 本章介紹了兩種裝配操作方式，是日常工作中常用的設計與操作模式，同時在介紹裝配的過程中還簡要地介紹了運動仿真、爆炸圖等內(nèi)容，也是實際工作中要用到的，讀者可以通過這些實例，掌握基本的操作規(guī)則，但要得到良好的學習效果，還要進行相關的練習。 本章小結第3章產(chǎn)品設計及其裝配第3章產(chǎn)品設計及其裝配本章重點： 本章重掌握和理解現(xiàn)代工程軟件UG環(huán)境下，產(chǎn)品的開發(fā)過程及不同設計階段的任務、作用，并理解UG設計與傳統(tǒng)設計的優(yōu)劣性。本章難點： 如何理解并行設計中各模塊間的聯(lián)系，這些聯(lián)系通過什么方式在UG環(huán)境下體現(xiàn)出來等內(nèi)容是本章的難點。

UG環(huán)境下，進行產(chǎn)品開發(fā)與傳統(tǒng)模式下的產(chǎn)品開發(fā)有著明顯不同的過程，其工作效率、控制方式、文件管理都是大不相同。傳統(tǒng)設計模式的復雜性、效率的低下性、團隊合作的困難性等難以保證其滿足現(xiàn)代環(huán)境下快速多變的設計需求，這要求必須要用新的設計模式來代替原有的設計模式。 目前，有多種工程軟件能滿足這種需求，如UG、PRO/E、Catia、SolidWorks等多種軟件，在這些軟件中，UG是最為優(yōu)秀的軟件之一。UG可以實現(xiàn)從產(chǎn)品概念設計到定型設計、產(chǎn)品加工、模具設計、仿真分析等一系列過程的完整管理與服務，即所謂的全生命周期管理軟件。目前的相關教材多數(shù)停留在單個零件的造型、加工、工程圖、模具設計等基本應用階段，沒有將UG的整個產(chǎn)品的完整開發(fā)作為重點來講解，沒有逃脫傳統(tǒng)的設計模式，本章將介紹如何通過一個團隊，對一個復雜產(chǎn)品進行高效率開發(fā)、組織及管理等內(nèi)容。本章重點：3.1機械設計過程比較 圖3-1傳統(tǒng)的機械設計過程其特點是：（1）所有環(huán)節(jié)都是依靠設計者用手工方式來完成的，從而具有速度慢，可修改性差，不便檢查。一般而言，傳統(tǒng)設計是憑藉設計者直接的或間接的經(jīng)驗知識，通過類比分析法或經(jīng)驗公式來確定設計方案。方案選定后按機械零件的設計方法設計零件或按標準選用零件，最后繪出整機及部件的裝配圖和零件圖，編寫技術文件，從而完成整機設計。（2）傳統(tǒng)的機械設計方法，設計者的大部分時間和精力都耗費在裝配圖和零部件圖的繪制（繪圖工作約占設計時間的70%左右）上，因而對整機全局的問題難于進行深入的研究，對于一些困難而費時的分析計算，常常只得用作圖法或類比定值等粗糙的方法，因此方案的擬定在很大程度上取決于設計者的個人經(jīng)驗，在分析計算工作中，由于受人工計算條件的限制，只能采用靜態(tài)的或近似方法而難以按動態(tài)的或精確的方法計算，計算結果未能完全反映零部件的真正工作狀態(tài)，影響了設計質(zhì)量。3.1機械設計過程比較 圖3-1傳統(tǒng)的機械設計過程UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件自頂向下的設計方法具有諸多好處：（1）設計者可以將大部分精力用于解決全局性問題而不是畫圖工作；（2）應用WAVE設計模式，產(chǎn)品具有關鍵參數(shù)控制功能，保證了相連部件間的尺寸關聯(lián)，達到尺寸的一致性；（3）使用三維設計，可以很形象地看到部件的每一個細節(jié)，從而判斷其正確與否；自頂向下的設計方法具有諸多好處：3.2工具及設置UG環(huán)境下有常見的七種設計工具，下面做簡單介紹。3.2.1裝配導航器3.2工具及設置UG環(huán)境下有常見的七種設計工具，下面做簡單3.2.2WAVE幾何鏈接器3.2.2WAVE幾何鏈接器3.2.3部件導航器3.2.3部件導航器3.2.4關聯(lián)性管理器3.2.4關聯(lián)性管理器3.2.5部件間鏈接瀏覽器“部件間鏈接瀏覽器”主要用來瀏覽各部件鏈接關系，并可編輯修改這些鏈接。3.2.5部件間鏈接瀏覽器“部件間鏈接瀏覽器”主要用來瀏覽各3.2.6WAVE屬性鏈接器“WAVE屬性鏈接器”可鏈接裝配中各幾何體之間的公差。3.2.6WAVE屬性鏈接器“WAVE屬性鏈接器”可鏈接裝3.2.7關系瀏覽器

UG中“關系瀏覽器”提供了部件間鏈接關系的圖形信息，單擊“裝配”工具欄中的“WAVE”“關系瀏覽器”可以啟動關系瀏覽器如圖3-12所示。通過該瀏覽器可以很清楚地看到各部件間的鏈接信息，從而掌握鏈接的來龍去脈，正確理解部件鏈接途徑，并診斷鏈接的正確性。3.2.7關系瀏覽器 UG中“關系瀏覽器”提供了部件間鏈接關3.3參數(shù)化技術 在UG的產(chǎn)品設計中，時常用到參數(shù)化這個概念，那么，什么是參數(shù)化技術？參數(shù)化設計（Parametric）設計（也叫尺寸驅(qū)動Dimension-Driven），是CAD技術在實際應用中提出的課題，它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。 參數(shù)化技術大致可分為如下三種方法：（1）基于幾何約束的數(shù)學方法；（2）基于幾何原理的人工智能方法；（3）基于特征模型的造型方法。參數(shù)化設計有一種驅(qū)動機制即參數(shù)驅(qū)動，參數(shù)驅(qū)動機制是基于對圖形數(shù)據(jù)的操作。通過參數(shù)驅(qū)動機制，可以對圖形的幾何數(shù)據(jù)進行參數(shù)化修改。

3.3參數(shù)化技術 在UG的產(chǎn)品設計中，時常用到參數(shù)化這個概3.3.1零件內(nèi)參數(shù)化建模一.UG表達式 在進行參數(shù)化操作舉例前我們先來看看UG中的表達式，因為在進行操作時，我們常常用到這些表達式，如果設計人員不能理解這些表達式，你可能難以設計出你希望的東西。 表達式就是由常量、變量、函數(shù)、運算符號組成的有意義的式子。在UG中，表達式符合C語言的運算規(guī)則。3.3.1零件內(nèi)參數(shù)化建模一.UG表達式二.零件內(nèi)參數(shù)化舉例 零件內(nèi)參數(shù)化就是將一個零件用若干個參數(shù)來驅(qū)動，通過修改驅(qū)動參數(shù)，可以達到修改整個零件的目的。零件內(nèi)參數(shù)化作圖，可以全部用參數(shù)驅(qū)動，也可以部分使用幾何約束來限定圖形的形狀與位置，如保證兩圓同心，兩線平行等等可以使用幾何約束來完成，從而減少尺寸約束的數(shù)量。二.零件內(nèi)參數(shù)化舉例UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件在“表達式”對話框中的“公式”處輸入上面的公式1等號右側的內(nèi)容，即：

IF(d0=8)8.7ELSEIF(d0=9)9.8ELSEIF(d0=10)10.8ELSEIF(d0=11)11.8ELSEIF(d0=12)13ELSEIF(d0=13)14.1ELSEIF(d0=14)15.1ELSE16.2在“表達式”對話框中的“公式”處輸入上面的公式1等號右側的內(nèi)UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件

d1=IF(d0=8||d0=9)1ELSEIF(d0>=10&d0<=12)1.5ELSE1.7。

作外圓的直徑尺寸約束，公式為：1.4*d1。

現(xiàn)在，請用“草圖操作”工具條中的“鏡像”命令，對剛才作的內(nèi)外圓以Y軸進行鏡像，并進行修剪，結果如圖3-17所示。

圖3-17修剪后的結果圖3-18成型后結果 現(xiàn)在完成草圖操作后，使用“拉伸”命令對草圖進行拉伸，并在“拉伸”對話框中的“距離”右側的下拉框中輸入公式2中等號右側的內(nèi)容：

IF(d0=8||d0=9)0.6ELSEIF(d0>=10&d0<=13)0.8ELSE1 d1=IF(d0=8||d0=9)1ELSEI3.3.2零件間參數(shù)化建模

在UG環(huán)境下，要實現(xiàn)部件間的鏈接的途徑是很多的，常用的方法有：使用“WAVE幾何鏈接器”、使用裝配導航器中的“WAVE”彈出菜單中各命令項、通過公式編輯完成鏈接，即在圖3-2中的“表達式”對話框中，通過“創(chuàng)建部件間的引用”命令及“編輯部件間的引用”這兩個命令來進行。下面我們通過例子，來說明這些方法的使用。一.WAVE幾何鏈接器與零件間參數(shù)化建模舉例建立一個零件L1.prt，并保存，如圖3-19所示。該零件十分簡單，目的是讓讀者容易理解操作過程。3.3.2零件間參數(shù)化建模 在UG環(huán)境下，要實現(xiàn)部件間的鏈接UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件組件L2與組件L1進行鏈接組件L2與組件L1進行鏈接可使用“部件間鏈接瀏覽器”查看部件間的鏈接情況可使用“部件間鏈接瀏覽器”查看部件間的鏈接情況二.通過“表達式”進行部件間鏈接可以通過“表達式”進行部件間鏈接二.通過“表達式”進行部件間鏈接可以通過“表達式”進行部件三.通過“WAVE”彈出菜單進行部件間鏈接“將幾何體復制到組件”操作過程“將幾何體復制到部件”“將幾何體復制到新部件”“復制組件為”三.通過“WAVE”彈出菜單進行部件間鏈接“將幾何體復制到在添加現(xiàn)有部件操作中，可以修改“圖層”、以及“引用集”等項目。在添加現(xiàn)有部件操作中，可以修改“圖層”、以及“引用集”等項目四.進行特征抑制可以抑制部分特征，從而改變顯示效果或部件結構特征被抑制效果四.進行特征抑制可以抑制部分特征，從而改變顯示效果或部件結3.3.3設計裝配一.設計裝配概述設計裝配的過程： 設計裝配的操作過程可歸納為： （1）總裝配組件XX-ZP設置為工作部件。 （2）用“裝配”工具條中“創(chuàng)建新組件”命令建立新的組件或用WAVE功能建立新的級別來地建立組件。 （3）將新組件設置為工作部件。 （4）使用建模命令中各種必要的命令來建立新組件的三維模型，這個過程與平時建立單獨的三維模型沒有區(qū)別。需要注意的是，如果組件間需要關聯(lián)，可以使用WAVE鏈接。 （5）重新將總裝配設置為工作部件。 （6）使用“配對組件”命令或“重定位”命令將新建立的組件裝配到總裝組件中。 不斷重復（2）~（6）步，可以完成所謂的設計裝配。如果一個系統(tǒng)復雜，工作量大，可以使用并行設計模式進行同步設計。3.3.3設計裝配一.設計裝配概述二.設計裝配實例設計此時效果如圖3-33所示二.設計裝配實例設計過程建立草圖拉伸修剪設計過程建立手機組件及柄部草圖建立手機組件及柄部草圖修剪得到手柄形狀修剪得到手柄形狀類似地，建立其他零件，并完成操作類似地，建立其他零件，并完成操作操作完成后裝配導航器效果操作完成后裝配導航器效果完成單邊剪刀裝配完成單邊剪刀裝配完成對稱裝配，得到最終效果完成對稱裝配，得到最終效果3.3.4克隆裝配克隆裝配就是將現(xiàn)有的裝配進行克隆復制3.3.4克隆裝配克隆裝配就是將現(xiàn)有的裝配進行克隆復制通過克隆裝配，可以對克隆后的結構進行修改通過克隆裝配，可以對克隆后的結構進行修改3.3.5鏈接查詢與更新 在UG中，當一個裝配完成后，其內(nèi)部可能有若干鏈接，如果是一個復雜的機器，其裝配可能是分模塊的，這時，鏈接狀態(tài)可能是很復雜的，我們?nèi)绾斡^察這些鏈接情況、以及當這些鏈接的部件中的一部分修改時，其它部分未得到及時修改，因此如何更新各部件就顯得特別有意義了。一.圖表觀察 在“WAVE”菜單中，提供了三種圖表命令，分別是：“當前裝配的WAVE圖表”、“當前會話的WAVE圖表”及“查看保存的圖表”。3.3.5鏈接查詢與更新 在UG中，當一個裝配完成后，其內(nèi)UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件二.部件間鏈接瀏覽器查詢二.部件間鏈接瀏覽器查詢?nèi)?鏈接更新 一般情況下，當鏈接的源點數(shù)據(jù)修改（祖先）后，鏈接的后續(xù)點（子孫）就會跟著修改，即自動更新，但當裝配沒有同時打開，只是打開其中一個部件進行修改，這時的裝配就沒法更新；或者設置了延遲更新。這些都會讓更新不能及時實現(xiàn)，此時，可以使用更新工具來更新鏈接的數(shù)據(jù)。三.鏈接更新 一般情況下，當鏈接的源點數(shù)據(jù)修改（祖先）后，3.4系統(tǒng)工程與自頂向下產(chǎn)品設計自頂向下設計是系統(tǒng)工程的內(nèi)容，系統(tǒng)工程的思想是將一個大的工程分解為多個有邏輯關系的子系統(tǒng)或稱為模塊，每個子系統(tǒng)有自己的設計準則、設計約束；每個子系統(tǒng)可以相互獨立地進行設計，從而實現(xiàn)所謂的并行工程。例如，設計一架飛機，可以分為機身、航電、動力等等模塊，這些模塊間有聯(lián)系，但又有內(nèi)部的獨立性，因此，只要理清了系統(tǒng)間的關系，一個子系統(tǒng)內(nèi)部是可以獨立進行設計的，因此，用系統(tǒng)工程的方法，可以同時設計機身、航電、動力等不同部件；當然，每個子系統(tǒng)又可以再次進行細分成若干下級子系統(tǒng)來由不同的設計團隊完成，這樣一個團隊只須關心自己的設計模塊，從而提高了設計的效率；按類似方法，不斷將子模塊進行細分，直到最后將系統(tǒng)細分到具體的零部件為止，是所謂的自頂向下設計模式3.4系統(tǒng)工程與自頂向下產(chǎn)品設計自頂向下設計是系統(tǒng)工程的內(nèi)UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.4.1產(chǎn)品設計過程3.4.1產(chǎn)品設計過程一.系統(tǒng)設計的約定 在使用UG進行產(chǎn)品設計前，先要對產(chǎn)品設計有關事項進行約定，以便設計時各設計組成員能統(tǒng)一行動，各模塊的設計工作能同時進行而不會相互矛盾與干擾，減少不必要的麻煩。 1．必須仔細規(guī)劃 2．統(tǒng)一命名規(guī)則 對于零件命名： （1）以整個系統(tǒng)的名稱作為命名零件的首字串‘ （2）模塊名統(tǒng)一給出，模塊名盡量簡短，后面再跟模塊內(nèi)的子模塊名或零件名。 （3）標準件使用標準名稱加規(guī)格。一.系統(tǒng)設計的約定 在使用UG進行產(chǎn)品設計前，先要對產(chǎn)品設 （4）對引用集命名 （5）草圖命名 （6）表達式名可以依照引用集的形式來進行，不過將引用集中的Ref修改成EX即可。 （7）零件圖與工程圖可以在工程圖后面加-DWG來區(qū)分。 3．統(tǒng)一文件存儲位置 4．統(tǒng)一圖層設置 實體：1-10層 片體：11-20層 草圖：21-40層 曲線：41-60層 基準：61-80層 其它：101-256層 （4）對引用集命名二.定義產(chǎn)品控制結構需要注意的事項 在產(chǎn)品設計時，要認真進行控制結構設計，確定管理維護人員，這些數(shù)據(jù)的存放位置，然后再進行部件的建立。在建立控制結構圖時，可以考慮這些問題： （1）產(chǎn)品的總體控制參數(shù)有哪些？ （2）模塊劃分的原則是什么？ （3）頂層數(shù)據(jù)的設置要合理。（4）分清各模塊能否再細分為更多的下級模塊，直到最底層時能夠以零件的形式出現(xiàn)，從而便于進行細節(jié)設計。二.定義產(chǎn)品控制結構需要注意的事項 在產(chǎn)品設計時，要認真進三.產(chǎn)品控制結構圖 完成一個復雜的產(chǎn)品設計，首先需要花很多精力完成其控制結構圖，以保證后面的操作順利進行，改動少。 控制結構圖分四個部分： 第一部分是控制結構層 第二部分是起始部件層 第三個部分是引用集第四部分是連接部件部分三.產(chǎn)品控制結構圖 完成一個復雜的產(chǎn)品設計，首先需要花很多UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.4.2產(chǎn)品設計實例 為了讓讀者掌握產(chǎn)品的設計過程，下面以多個實例來進行說明。一.電冰箱設計設計后的電冰箱如圖3-62所示。3.4.2產(chǎn)品設計實例 為了讓讀者掌握產(chǎn)品的設計過程，下面以1.結構分析 首先分析下電冰箱的結構與組成。這部分要認真組織分析，不能粗心，重要部件及參數(shù)不能遺漏，否則為后續(xù)操作帶來不便。 1．電器部分：包括輸入電源、指示燈、溫控器、控制電路等部分。 2．制冷部分：壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流器； 3．箱體部分：箱體外殼、冷凍室內(nèi)膽、冷藏室內(nèi)膽。 4．箱外殼：外殼、冷凍室門、冷藏室門、填充保溫材料。5．冷凍室：包括內(nèi)膽、箱內(nèi)支架。6．冷藏室：包括內(nèi)膽、內(nèi)部支架。 每一個主要部分又可以細分，如壓縮機，又可分為電動機、壓縮泵、密封外殼等。還可細分，如電動機又分為定子、轉(zhuǎn)子、支撐架等。如此還可繼續(xù)分到單一零件為止，比如分到一個螺絲、墊片等。但為了問題討論的簡單化，我們假設以圖3-63的底層作為最終部件，而不具體到每一個單一零件（其實他們可以繼續(xù)細分）。因此這樣的劃分非真正的最終單一零件，這樣做的目的是節(jié)約篇幅，同時又能讓讀者明白設計過程。1.結構分析 首先分析下電冰箱的結構與組成。這部分要認真組UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件2.主控制結構 頂層控制過程：1、建立表達式 新建文件BX_CS，使用“工具”“表達式”來建立如下表達式：

BX_CS_H=1500；//冰箱總體高

BX_CS_LDS_H=800；//冰箱冷凍室高

BX_CS_L=550；//冰箱厚度

BX_CSZ_W=650；//冰箱寬度

BX_CS_YSJ_H=300；//壓縮機高

BX_CS_YSJ_R=90；//壓縮機半徑

BX_CS_LQG_R=5；//制冷管路半徑

2、建立箱體控制結構2.主控制結構 頂層控制過程：UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件 3．建立布局草圖 3．建立布局草圖3.建立下級層3.建立下級層建立冷藏室的草圖及定位基準面建立冷藏室的草圖及定位基準面UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件建立內(nèi)膽和支架 建立制冷部件的下級部件建立內(nèi)膽和支架 建立制冷部件的下級部件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3．建立各級部件實體3．建立各級部件實體UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件箱外殼制作：箱外殼制作：冷凍室門制作：冷凍室門制作：4.建立起始部件4.建立起始部件5.建立引用集 引用集的作用是進行數(shù)據(jù)傳遞。為每一個起始部件建立一個或多個引用集。 操作步驟： （1）將上面建立的起始部件BX-CS-ZL_JLQ_start設置為顯示部件。 （2）單擊“格式”“引用集”，彈出“引用集”對話框。 （3）單擊“添加新的引用集”按鈕，將“引用集名稱”修改為“BX-CS-ZL_JLQ_REF”并按回車鍵。5.建立引用集6.建立連接部件引用集是進行數(shù)據(jù)傳遞的。6.建立連接部件完成了所有連接部件后的“當前裝配的WAVE圖表”完成了所有連接部件后的“當前裝配的WAVE圖表”UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件7.裝配7.裝配“添加組件”。“添加組件”。安裝外殼安裝外殼8.爆炸圖、裝配順序8.爆炸圖、裝配順序UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件9.小結 通過上面的UG環(huán)境下設計演示，可以看到，在完成了高級布局后，通過仔細分析，對系統(tǒng)劃分若干子系統(tǒng)（模塊），然后再將子系統(tǒng)繼續(xù)往下細分，直到最終部件為單一零件為止，這樣就得到了系統(tǒng)的總體布局結構。如果系統(tǒng)復雜，可以只分大模塊，小模塊由負責該模塊的工程人員再繼續(xù)細分，這樣就可以進行并行設計，提高工作效率。 當零件已經(jīng)劃分到單一零件后，就要對每一個單一零件進行實體設計，設計出該零件的細節(jié)，然后為每一個零件建立起始部件，并建立相應的引用集，再以相應的引用集為源引用集來建立連接部件，并以連接部件完成最終裝配。在整個設計過程中，起始部件是沉余設計，但也是裝配中細節(jié)設計的起始環(huán)境。 讀者可以認真理解上述設計過程，建立自己的設計模型，為進行大型設計打下基礎。9.小結 通過上面的UG環(huán)境下設計演示，可以看到，在完成了二.彈子掛鎖設計 設計如圖3-88所示的鎖系列，讓鎖型號來控制結構。二.彈子掛鎖設計 設計如圖3-88所示的鎖系列，讓鎖型號來1.控制結構圖1.控制結構圖2.建立控制部件2.建立控制部件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.建立實體3.建立實體設計鑰匙設計鑰匙驗證“表達式”鏈接方式完成鏈接。驗證“表達式”鏈接方式完成鏈接。4.鎖的細節(jié)設計4.鎖的細節(jié)設計UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件（2）鎖芯細節(jié)設計（2）鎖芯細節(jié)設計UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件鎖體細節(jié)設計鎖體細節(jié)設計（3）鎖舌彈簧的設計（3）鎖舌彈簧的設計5.制作起始部件、引用集、連接部件（1）制作起始部件為每一個零件建立起始部件，過程可以參照冰箱設計過程。（2）建立引用集為每一個起始部件建立連接部件。5.制作起始部件、引用集、連接部件（1）制作起始部件為每一6.鎖的裝配 下面就來進行裝配操作： （1）在設計完上面的控制結構后，直接單擊“文件”“全部保存”，以便保存所有新制作的文件。 （2）單擊“新建”按鈕，新建一個名為DZS_AS的文件作為裝配總體結構，然后進入到裝配環(huán)境中，單擊“裝配”工具條中的“添加組件”按鈕，彈出“添加組件”對話框，單擊“已加載的部件”列表框中的鎖外殼（DZS_AS_ST_YK.prt）文件，然后將“定位”改為“絕對原點”，引用集“ReferenceSet”修改為“DZS_CS_ST_YK_REF”，單擊鼠標中鍵，完成該部件的添加。安裝時只安裝連接部件；同理，完成其它部件的添加。6.鎖的裝配 下面就來進行裝配操作：3.5傳統(tǒng)裝配 一般地，產(chǎn)品的三維模型設計完成后，就要進行三維裝配，而三維裝配可以按前面的實例進行絕對定位裝配，UG中還提供了約束裝配。所謂約束裝配，就是通過對兩個要裝配的對象使用多種約束，以保證對象間的相對位置。為了讓讀者能理解其中的各項操作命令，制作減速器進行裝配練習。3.5傳統(tǒng)裝配 一般地，產(chǎn)品的三維模型設計完成后，就要進行三3.5.1裝配實例一.減速器的裝配 減速器由小齒輪組件、大齒輪組件、箱體組件三大部件組成，或者說是三個主要模塊，因此，可以先對這3個模塊進行部分裝配，然后再將這3個部件裝配成一個整體，再做其他處理，這樣裝配便于完整操作。3.5.1裝配實例一.減速器的裝配1．安裝小齒輪組件1．安裝小齒輪組件裝平鍵裝平鍵添加標準件軸承添加標準件軸承UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件裝配另一軸承及平鍵裝配另一軸承及平鍵2.安裝大齒輪組件2.安裝大齒輪組件裝軸承裝軸承3.安裝箱體3.安裝箱體UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件4.總安裝4.總安裝UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件5.制作剖面并修改可視化效果5.制作剖面并修改可視化效果UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件剖切面顏色修改剖切面顏色修改6.制作爆炸視圖6.制作爆炸視圖UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件7.制作運動仿真7.制作運動仿真UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件二.運動轉(zhuǎn)換裝置裝配二.運動轉(zhuǎn)換裝置裝配 注意：在這里裝配時，初學者極易犯一個錯誤，就是用“中心”命令進行裝配，結果使后面的裝配難于進行，也不能進行運動仿真，其錯誤操作過程如圖3-143所示。 注意：在這里裝配時，初學者極易犯一個錯誤，就是用“中心”命UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件3.5.2運動仿真基礎一.運動仿真基本過程

UG的運動仿真能對二維或三維的機構進行復雜的運動學、動力學分析及設計仿真?？梢酝瓿裳b配分析，運動合理性分析等功能，完成諸如受力分析、加速度、速度、位移等隨時間變化關系分析等。對于一般機械的運動仿真可以進行剛體或柔體仿真。 對于運動仿真，大體步驟如下： 1．建立一個運動分析場景； 2．進行運動模型的構建，包括設置每個零件的連桿特性，兩個連桿間的運動副，添加機構載荷等操作； 3．進行運動參數(shù)的設置，提交運動仿真模型數(shù)據(jù)，同時進行運動仿真動畫的輸出和運動過程的控制； 4．運動分析結果的數(shù)據(jù)輸出和表格、變化曲線輸出，人為的進行機構運動特性的分析。 5．如果是柔體進行運動仿真，還需要在運動仿真前進行如下操作：（1）對給定材料進行柔體設置；（2）在運動仿真中定義柔性連桿。3.5.2運動仿真基礎一.運動仿真基本過程二.實例演示實例1機械手運動仿真二.實例演示UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件分析清楚機械手的動作關系分析清楚機械手的動作關系UG-NX75高級應用教程第3章-產(chǎn)品設計及其課件添加STEP函數(shù)，并根據(jù)上面表3-1的運動流程關系，添加公式如下：STEP(time,155,45,200,-10)+STEP(time,355-10,400,45)（式1）添加STEP函數(shù)，并根據(jù)上面表3-1的運動流程關系，添加公式實例2四桿機構運動分析實例2四桿機構運動分析運動分析圖的制作運動分析圖的制作受力及運動分析受力及運動分析三.運動仿真中的函數(shù)1.FORCOS(x,x0,w,a0,...,a30)函數(shù) 該函數(shù)返回傅里葉余弦級數(shù)值，函數(shù)變量為X，初始偏置為X0，基本系數(shù)W，a0~a30共31個參數(shù)是級數(shù)系數(shù)。其格式可以理解為： 傅里葉余弦級數(shù)的數(shù)學表達式是：

因此，該函數(shù)的意義可以理解為： 其中，在UG中，n最大只能取到30以內(nèi)的整數(shù)，在操作時，可以取少于30的有限個數(shù)字。 例如：

FORCOS（time,0,360,1,10,20,30,40）（注：這里只取了a0~a4） =1+10*COS(1*360*TIME)+20*COS(2*360D*TIME)+30*COS(3*360D*TIME)+40*COS(4*360D*TIME)三.運動仿真中的函數(shù)1.FORCOS(x,x0,w2.FORSIN(x,x0,w,a0,...,a30)函數(shù) 該函數(shù)是返回傅里葉正弦級數(shù)值，其參數(shù)與上面的FORCOS函數(shù)類似，第J項級數(shù)公式為：

由于正弦級數(shù)的數(shù)學表達式是：

因此，整個函數(shù)可以理解為：

例如： FORSIN(TIME,-0.25,PI,0,1,2,3) =0+1*SIN(*(TIME+0.25))+2*SIN(2*π*(TIME+0.25))+3*SIN(3*π*(TIME+0.25))在上面的參數(shù)中，PI表示圓周率π，是系統(tǒng)默認常數(shù)。2.FORSIN(x,x0,w,a0,...,3.CHEBY(x,x0,a0,...,a30)函數(shù)