基于CATIA的轴承三维参数化标准件库的开发

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Development of Bearing Three-Dimensional StandardPart Library Based on CATIAZHU Rui ，MENG Guang ，LI Hongguang ，ZHU Yan(I.School ofMechanical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China；2.School of Energy and Mechanical Engineering，Shanghai University of Electric Power，Shanghai 200090，China)Abstract： By using characteristics of parameterized design，the object-oriented programminglanguage VB is adopted for secondary development of CATIA，and bearing parameterized three-dimensional(3D)standard part library is established.Typical bearing is taken as an example，bearing param eterized 3D standard part library system with visual interface is established。

Key words： CATIA software； bearing； three-dimensional； standard part librarydatabase；parameterization轴承是机械传动设备中的重要零部件，它起到支撑机械旋转体，降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数的重要作用.随着我国制造业数字化进程的不断推进，如何以最快的速度响应市场需求，设计生产出符合市场需要的产品是产品设计开发的关键问题之-.建立轴承三维标准件库，-方面可以大大提高开发设计的效率，避免不同设计者的重复劳动，缩短产品开发周期；另-方面也可以提高轴承设计的标准化程度，提高其可定制性等 l2J。

CATIA是法国达索(Dassault Aviation)公司开发的-套界面友好、功能强大、易于操作的世界主流 cAD/cAM/cAE-体化软件 ，可以实现复杂的三维零件实体造型和装配.虽然 CATIA具备标准件库功能，但是其格式是开发商 自行定义的，通用性和更新性较差，且标准件存储 的数据冗余，不易操作.因此，为了满足产品研发的需要 ，适应企业内部网络化、数字化、无纸化和个性化设计 的迫切需求，创建满足企业使用的通用性 CATIA三 维标准件 库是 十分 必要收稿 日期：2012-07-09通讯作者简介：朱瑞(1981-)，女 ，在读博士，安徽芜湖人.主要研究方向为转子系统部件的设计、动力学分析，以及可靠性研究.E-mail：zhurui###shiep.edu.cn。

基金项目：973计划项目(2011CB706502)；2012年实验教改项 目(20121701)。

156 上 海 电 力 学 院 学 报的 .本文通过对轴承标准件库 的创建，可以实现-次建模和重复使用 ，以达到充分共享和高效利用公共资源的目的。

1 总体设计方案基于 CATIA的轴承三维参数化标准件库的设计主要包括：标准件轴承的三维实体模型的建模；轴承的特征参数数据库的建立；接口驱动与应用程序设计；用户界面设计.各拈之间的关系如图 1所示。

用户界面 广] 打开厂 j赢轴承标准件的- -习轴承的参数化特征参数库 -----实体模型库---广- 检索 --广- 生成所需要的标准件图 1 基于 CATIA的轴承三维标准件库各拈间关系2 二次开发接口与应用程序设计2.1 CATIA二次开发接口作为当今功能比较强大的CAD软件，CATIA提供了多种开放性接口，包括 Automation编程接口和开放的基于构件的应用编程接 口E5 3.通过使用 CATIA的 Automation技术，CATIA可以与外部程序共享对象，Automation向 VB提供编程接口，这样就可 以编写程序调用 CATIA，并控制CATIA完成标准件模型的尺寸更新，也就是新规格标准件模型的自动生成过程.本文利用 CATIA二次开发的 Automation接口进行轴承三维参数化标准件库的开发.CATIA的 Automation描述如图 2所示。

图 2 CATIA Automation接口的构成2.2 VB6.0和 CATIA的链接CATIA 自动化接口在扩展名为TLB的文件中，在用 VB进行二次开发调用 CATIA的功能时，必须在 VB编程环境中选择 Project/Reference打开对象库功能，并引用相关的CATIA对象库。

实现 VB和 CATIA链接的具体代码如下：定义 CATIA对象Dim CATIA As ObjectOn Error Resume Next当 CATIA 已 经 开 始 运 行 时，脚 本 用GetObject方法连接到 CATIASet CATIA GetObject (，” CATIA。

Application”)If Err.Number < > 0 Then如 果 CATIA 没 有 运 行，脚 本 应 先 用CreateObject方法启动 CATIASet CATIA CreateObject f ” CATIA。

Application”)CATIA.VisibleTrueEnd IfOn Error GoTo 0。

3 数据库与建模功能的设计与实现3.1 轴承参数化标准件模板的创建参数化设计是指通过修改尺寸来实现对图纸的修改的设计方法.在利用 CATIA设计草图截面轮廓时，应先建立正确的全约束关系.由于该模型是派生其他外型相同或相似的轴承件的基础，为了避免在设计参数变化后出现形态异常的情况，先建立完整的约束关系是非常必要的，在设计时可通过位置关系或尺寸标注建立其约束条件.尺寸驱动是参数驱动的基础，尺寸约束是实现尺寸驱动的前提.利用 CATIA建模时使用的参数尺寸包括描述零件的定位尺寸、特征尺寸，以及各元素之间的约束关系等。

本文以典型的深沟球轴承为例，利用机械设计手册 的表 6-2-52选择轴承代号为 6001的深沟球轴承，轴承标记为：滚 动轴承 6001 GB/T276-1994.根据表6-2-52中查取的尺寸参数进行建模，其中内圈内径 d12 mln，外圈外径D28rm/'l，宽度 B8 mm，内圈外径 d217.4 1TI1TI，外朱 瑞 ，等：基于 CATIA的轴承三维参数化标准件库的开发 157圈内径D223.8 mm，圆角半径r：0.3 n31Tl，球径D 4.762 rnlTl，球数 Z8个.CATIA中全约束绘制的参数化深沟球轴承模型见图3。

###a内圈建模 b深沟球轴承建模图3 参数化深沟球轴承的建模3.2 轴承标准件特征参数数据库的设计数据库是整个系统的关键 ，轴承的三维标准件库中引入了数据库的思想，用 Access创建标准件数据库后端，用嵌入和链接的方式将复杂多样的数据内置于数据库中，建立-个关系型数据库 ；在后端进行数据库 的维护和更新工作.利用 VB数据库的访问功能 ，制作友好的用户界面(即数据库的前端)，使用人员的基本操作都在前端进行 ，从而有效地将数据管理和常规使用这两类工作区分开 ，以确保数据的独立性和安全性。

在建立标准件特征参数数据库的同时，应首先分析零件手册中有关标准件的数据 ，利用Access为每-种标准件建立数据库 ，每-个数据库由数据表组成 ，以存放不同形式的标准件数据库.在数据库建成后，可以在应用程序 中通过数据控件与特定 的数据表连接起来.利用用户输入的主参数作为索引，用 Find方法即可读出对应的参数.深沟球轴承数据库的设计格式如表 1所示。

表 1 深沟球轴承数据库设计格式3.3 自动建模功能的实现调用标准件库的关键步骤大致可以分为数据的拾韧标准件模型的动态驱动两部分，也就是系统为用户选择-种标准件，并利用数据库里的尺寸参数，驱动零件尺寸使零件自动改变大小，从而达到自动生成相同形状不同尺寸的各种零件的过程.在程序中使用 ADO访问数据库 ，从数据库中读取尺寸参数，返回数据集并由参数驱动零件模型.上述程序代码如下：定义要改变的尺寸参数Dim L As Length获取模型库中的模型文件Dim partdocumentl As PartDocumentSet partdocumentl CATIA. Documents。

Open(”D：Modelbearing1.CATPart”)用 ADO控件访问数据库来获取标准件的尺寸数据Adodc1. ConnectionString ” Provider Microsoft.Jet.OLEDB.4.0：Data Source ” &App.Path ＆ ”db1.mdb：Persist Security Info ：False”Adodc1.RecordSource”select×from深沟球轴承 where轴承代号 ”&List1.Text&””Adodc1.Refresh定义-个当前活动文件Dim partdocument2 As PartDocumentSet partdocument2CATIA.ActiveDocument将定义参数与模型尺寸参数连接Dim parameters1 As ParametersSet parametersl partdocument2。

Part.ParametersSet Lparameters1.Item f”PartBodySketch。

1Offset.5Ofset”)将数据库中获取的数据赋予零件L.ValueAdodc1.Recordset.Fields(4)/2通过 CATIA的Update(更新)功能重新生成文件partdocument2.Part.Update。

4 结 语本文以面向对象编程语言 VB对 CATIA进行了二次开发，建立了轴承的参数化三维标准件(下转第 173页)钱 虹 ，等：配电网故障定位方法研究 173矩阵粗糙算法[J].电气应用，2006(12)：12-15。

HSU Y Y，KUO H C.A heuristic based fuzzy restorationapproach for distribution system service restoration[J].IEEETrans.on PWRD，2006，9(2)：948-953。

王海斌，邱家驹.基于模糊集理论的配电网故障定位的研究[J].浙江电力，2009(4)：56-58。

LU C Neta1.An artificial neural network based trouble calIanalysis[J].IEEE Trans.on Power Delivery，2004，26(6)：1 663-1 668。

BARAN M E E1 Markaby.Fault analysis on distributionfeeders with distributed generators[J].IEEE Transactions onPower Systems，2005，20(4)：1 757-1 764。

张钊.配电网故障定位的通用矩阵算法[J].电力 自动化设备，2005(5)：4446。

夏雨，姚月娥.配电网故障定位和隔离的新统-矩阵算法[J].高电压技术，2002(3)：23-26。

卫志农 ，何桦，郑玉平.配电网故障定位 的-种新算法[J].电力系统自动化，2011(14)：35-39。

侯荣升，周明华，史开.电力系统故障诊断的 PeⅡi网方法[J].江西电力职业技术学院学报，2009(1)：36-39。

杨伟，刘娅琳，吴军基.基于改进遗传算法的配电网故障诊断[J].长沙电力学院学报：自然科学版，2005(1)：12-15。

杜红卫，孙雅明，刘弘靖，等.基于遗传算法的配电网故障定位和隔离[J].电网技术，2000，24(5)：4548。

卫志农，何桦，郑玉平.配电网故障区间定位的高级遗传算法[J].中国电机工程学报，2002，22(4)：34-36。

(上接第 157页)库工具，实现了用户对于轴承标准件尺寸数据库的管理.轴承的参数化三维标准件库通过程序获取数据库数据，采用模板文件作为驱动源，驱动已有模型文件在新的尺寸条件下重新生成模型.本文为机械传动零件设计中大量轴承的快速、准确查询与使用，以及轴承的数据管理提供了-条有效的途径，大大提高了机械设计的效率，缩短了设计周期 ，也为使用 CATIA开发其他的标准件库和控件提供了思路。