CN105912808A - 一种用于基于Pro/E弹子快速加压机构的高效设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于基于Pro/E弹子快速加压机构的高效设计方法，首先分析弹子加压的外在支撑结构特点，建立移动盘和旋转盘毛坯模型，然后采用B样条拟合的方法勾勒弹子的运动轨迹，通过扫描剪切的方法获得弹子槽，最后将移动盘、旋转盘与弹子分别进行装配，再经过添加弹子重合约束获得弹子加压机构的三维模型。本发明有效解决了弹子槽不能平滑过渡，加压效率低等问题，使旋转盘、移动盘和弹子的装配由复杂简单化、更容易操作，避免了运动过程中的重复约束，缩短了产品的设计周期。

Description

一种用于基于Pro/E弹子快速加压机构的高效设计方法

技术领域

本发明属于履带车辆传动领域制动器三维模型和设计技术领域，特别涉及一种用于基于Pro/E弹子快速加压机构的高效设计方法。

背景技术

弹子加压机构主要用于干式和湿式制动器制动力加载装置，具有效率高、时间短、柔性好等优点。在弹子加压结构设计中，弹子槽的形状和布局，对加压机构的性能有很重要的影响。

目前现有的设计方法是在轴向上直接采取直线，不能精确保证加压的准确度和平滑的过渡，装配过程要求复杂、技术难度高。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：是为了解决现有技术中弹子槽不能平滑过渡，加压效率低等问题，使旋转盘、移动盘和弹子的装配由复杂简单化、更容易操作，避免了运动过程中的重复约束，缩短了产品的设计周期。

本发明采用的技术方案为：一种用于基于Pro/E弹子快速加压机构的高效建模方法，其实现步骤如下：

步骤一、分析弹子加压机构的加载和支撑结构的特点，获得弹子加压机构的几何尺寸；

步骤二、根据步骤一中分析获得的弹子加压机构的支撑结构特点和弹子加压机构的几何尺寸建立移动盘和旋转盘毛坯模型；

步骤三、根据步骤一获得的弹子的尺寸、分布和加载的要求，选取弹子运动轨迹的控制点n；在旋转盘和移动盘的径向方向上，各个控制点在旋转盘和移动盘同心圆柱面上；在旋转盘和移动盘的轴向方向上，各控制点由B样条曲线进行控制拟合，要求足够高的光顺性和平滑性，具体实施方法如下：

B样条曲线给定4个控制点P_i(i＝0,1,2,3)的坐标P_i，3次B样条曲线段的参数表达式为：

$P\left(t\right)=\underset{t=0}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i{F}_{i,3}\left(t\right),t\∈\[0,3\]$

式中F_i,3为3次B样条基函数，其形式为：：

$F_{i,3}=\frac{1}{3!}\underset{j=0}{\overset{3-i}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^j{C_4}^j{(t+n-i-j)}^3$

其中：

${C_4}^j=\frac{4!}{j!(4-j)!}$

步骤四、在旋转盘采用扫描剪切的方式加工逆时针弹子槽并阵列；

步骤五、在移动盘采取扫描剪切的方式加工顺时针弹子槽并阵列；

步骤六、旋转盘和弹子采用球槽约束的方式进行装配；

步骤七、移动盘和弹子采用球槽约束的方式进行装配；

步骤八、将两个装配体中的弹子进行重合运算，获得弹子加压机构的三维模型。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用B样条曲线拟合加压控制的关键点，使弹子槽平滑过渡；

(2)本发明采用分组装配的方法使装配由复杂简单化、更加容易；

(3)本发明缩短了弹子加压结构的设计周期，曲线接触使弹子槽更耐磨、避免了点蚀等损害。

附图说明

图1为本发明方法实现流程图；

图2为本发明中B样条曲线图；

图3为本发明中弹子槽图；

图4为本发明中旋转盘弹子装配图；

图5为本发明中移动盘弹子装配图；

图6为本发明中弹子加压机构装配模型图；

具体实施方式

为了清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体的实施方式，并结合其附图对本方案进行阐述。附图描述的示例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种用于基于Pro/E弹子快速加压机构的高效设计方法，具体实施方法如下：

步骤一、分析弹子加压机构的加载和支撑结构的特点，获得弹子加压机构的几何尺寸；

步骤二、根据步骤一中分析获得的弹子加压机构的支撑结构特点和弹子加压机构的几何尺寸，在Pro/E中建立草图，通过拉伸、旋转和阵列命令，建立移动盘和旋转盘毛坯模型，并在移动盘和旋转盘上弹子槽位置处建立圆柱面；

步骤三、根据步骤一获得的弹子的尺寸、分布和加载的要求，选取弹子运动轨迹的控制点n；在旋转盘和移动盘的径向方向上，各个控制点在旋转盘和移动盘同心圆柱面上；在旋转盘和移动盘的轴向方向上，各控制点由B样条曲线进行控制拟合，要求足够高的光顺性和平滑性，具体实施方法如下：

B样条曲线给定4个控制点P_i(i＝0,1,2,3)的坐标P_i，3次B样条曲线段的参数表达式为：

$P\left(t\right)=\underset{t=0}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i{F}_{i,3}\left(t\right),t\∈\[0,3\]$

式中F_i,3为3次B样条基函数，其形式为：

$F_{i,3}=\frac{1}{3!}\underset{j=0}{\overset{3-i}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^j{C_4}^j{(t+n-i-j)}^3$

其中：

${C_4}^j=\frac{4!}{j!(4-j)!}$

建立B样条控制方程，在Pro/E中草绘中建立参数控制控制方程，生成B样条曲线，如图2所示，并通过投影的方式将曲线投影到旋转盘和移动盘已建立好的曲面上；

步骤四、在Pro/E中，在旋转盘的基础上，点击扫描命令，已投影的曲线为扫描路径，以弹子直径尺寸建立扫描特征，进行剪切加工出逆时针弹子槽(如图3所示)并阵列；

步骤五、在Pro/E中，在移动盘的基础上，点击扫描命令，已投影的曲线为扫描路径，以弹子直径尺寸建立扫描特征，进行剪切加工出顺时针弹子槽并阵列；

步骤六、在Pro/E中，在移动盘的基础上，点击扫描命令，已投影的曲线为扫描路径，以弹子直径尺寸建立扫描特征，进行剪切加工出逆时针弹子槽并阵列；

步骤七、在Pro/E装配模块中，旋转盘和弹子采用球槽约束的方式进行装配，如图4所示；

步骤八、在Pro/E装配模块中，移动盘和弹子采用球槽约束的方式进行装配，如图5所示；

步骤九、将两个装配体中的弹子进行重合运算，获得弹子加压机构的三维模型。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施示例，可以理解的是，上述实施例子是示例性质的，不能理解为本发明的限制。本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施示例进行变化、修改、替换和变型。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种用于基于Pro/E弹子快速加压机构的高效设计方法，其特征在于实现步骤如下：

步骤一、分析弹子加压机构的加载和支撑结构的特点，获得弹子加压机构的几何尺寸；

步骤二、根据步骤一中分析获得的弹子加压机构的支撑结构特点和弹子加压机构的几何尺寸建立移动盘和旋转盘毛坯模型；

步骤三、根据步骤一获得的弹子的尺寸、分布和加载的要求，选取弹子运动轨迹的控制点n；在旋转盘和移动盘的径向方向上，各个控制点在旋转盘和移动盘同心圆柱面上；在旋转盘和移动盘的轴向方向上，各控制点由B样条曲线进行控制拟合，要求足够高的光顺性和平滑性，具体实施方法如下：

B样条曲线给定4个控制点P_i(i＝0,1,2,3)的坐标P_i，3次B样条曲线段的参数表达式为：

$P\left(t\right)=\underset{t=0}{\overset{3}{\Σ}}{P}_i{F}_{i,3}\left(t\right),t\∈\[0,3\]$

式中F_i,3为3次B样条基函数，其形式为：

$F_{i,3}=\frac{1}{3!}\underset{j=0}{\overset{3-i}{\Σ}}{(-1)}^j{C_4}^j{(t+n-i-j)}^3$

其中：

${C_4}^j=\frac{4!}{j!(4-j)!}$

步骤四、在旋转盘采用扫描剪切的方式加工逆时针弹子槽并阵列；

步骤五、在移动盘采取扫描剪切的方式加工顺时针弹子槽并阵列；

步骤六、旋转盘和弹子采用球槽约束的方式进行装配；

步骤七、移动盘和弹子采用球槽约束的方式进行装配；

步骤八、将两个装配体中的弹子进行重合运算，获得弹子加压机构的三维模型。