Inventor的三维参数化设计方法

2013-05-23 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

三维Autodesk Inventor是一个强大易用的机械设计三维参数化建模软件,它融合了二维和二维设计并带有装配功能,是集Autodesk Inventor与参数实体造型、曲面造型、装配造型、二维与三维双向关联绘图以及与Auto CAD相互转换于一体的机械设计系统。除此以外,Inventor还是一种包含了最新技术的基于特征的参数化实体造型软件。

    1零件的三维参数化设计建摸

组成振动装置的零部件有几十个,都可利用Autodesk Inventor在计算机上进行三维实体建模,全部实现参数驱动和变量化,板簧组件是机械振动装置中的一个部件,其设计过程在Autodesk Inventor中采取自下而上的设计方法、系统的零件建模过程及思路如图1所示。

Inventor的三维参数化设计方法autocad培训教程图片1

以弹簧板组件中的上压块为例,其设计过程为:

(1)启动Inventor零件模板,在新建的零件子环境中建立草图,即绘制上压块草图。如图2所示。

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(2)利用拉伸添加材料的方式,生成截面轮廓为长方形的外封闭边线,选取拉伸高度,即绘制出上压块拉伸特征图。

(3)利用倒角、倒圆角特征,选取长方体所需倒角表面的所有边,输人边长,选取所要倒圆角的棱为边,输人圆角半径R的值,即绘制出上压块倒角、倒圆角特征图,如图3所示。完成上压块零件的三维参数化设计。

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用此设计方法可以完成其他所有零件的三维参数化设计,以形成机械振动装置零件尺寸参数库及图形库。

    2虚拟装配

部件是由下级零件装配而成,既可以由单独的零件组合而成,也可以由子部件组成。零部件的总装配过程及设计思路如图4所示

Inventor的三维参数化设计方法autocad培训教程图片4

利用Autodesk Inventor的装配模块对零件进行虚拟装配和干涉检查,即"静态干涉检查"和"机构运动干涉检查",来判断零部件之间有无干涉及干涉点,这样实现了全关联。既零件实体模型的改变将在所有引用该零件的装配图中自动地得到调整,同时也将反映在二维图形中;在装配图中对某零件实体进行的更改也将自动体现在零件图中;同样在二维图中修改零件的尺寸也将自动反映在零件实体模型和所有引用该零件的装配图中。

装配中先把零件模型库和Inventor的标准件库巾的各零件装配成部件,再运用配合、对准角度、相切、插入等约束条件消除其自由度,完成整体装配,如图5所示。

    3零件的虚拟动画装配

在Autodesk Inventor的表达视图子环境中,将装配体中的各零件加以分解,通过"设置照相机"功能,设置不同的观察视点来显示组装状况,以表达视图形象地再现装配体特征,如图5所示为虚拟动画装配的一个过程。还可以在设置完零件分解参数和照相机位置后,利用"动画"命令,生成和观察部件的分解动画,这样更利于完成实际的装配及维修。

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    4利用Inventor设计的优点

(1)应用Inventor进行三维参数化设计,易于复杂几何形状的控制和修改,在计算机上从三维开始,实现全部的设计过程,符合人们的思维习惯,提高了可视化程度,二维参数化设计能准确反映设计者的思想,给产品机构的运动设计带来很大的方便,还易于进行多方案的比较,也容易检查设计错误,这样不仅提高了设计效率和设计质量,也缩短了设计周期。

(2)在Inventor运用过程中,二维和三维是双向关联的,所以在设计过程中可随意更改三维实体或任一视图的尺寸,更改后的三维实体和所有的二维视图会自动更新,这给零件的修改以及在三维装配图中更改带来极大方便。

(3)利用Inventor生成的零件是三维的实体和表面,为有限元分析和数控加工准备好了数学模型,三维Inventor能与许多有限元分析软件,运动分析软件,数控加工软件进行无缝连接。

(4)利用Inventor的工具集,可以直接得到所需要的标准件,加速了设计的自动化。

(5)本系统的设计思路对于其他机械的设计,具有很好的参考价值。

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