基于UG的新型自动炒锅配套锅盖虚拟设计与运动仿真

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

随着社会的发展，人们越来越重视 自身的健康，做菜时油烟对人体的危害以及饮食降等问题早就成了人们关注的焦点。目前炒菜做饭大多停留于人工操作阶段，已产生多种弊端。而仅有的几种自动炒锅不是价格昂贵就是操作复杂繁琐，且很难实现对菜料的均匀加热，由于翻炒菜料不彻底，从而出现焦糊或者未熟等问题。针对现实情况，提出新概念降厨房的构想，让人远离油烟就能做出美味可口的饭菜，从而避免做菜时油烟对人体的危害。同时，可按照人体所需，科学地制定菜谱、合理控制各种调味品的加入量(避免人体过多摄入食用油或食盐等调味品)，从而严格保证人们的饮食降，避免出现三高等现代人普遍容易患上的疾玻因此，有必要对此构想的核心部分--新型自动炒锅配套锅盖进行深入的研究与探讨。新型自动炒锅配套锅盖可实现菜料的全方位翻炒，使其受热均匀，能烹饪出更加美味的菜肴，并具有安全方便、使用寿命长等特点，可在自动炒菜锅和厨房- 体化”领域做进-步推广。

仿真模型的数字化设计方法。具体说来就是在建造第-台物理样机之前，设计师利用计算机技术建立产品系统的数字化模型，进行仿真分析并以图形方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性，从而修改并得到最优设计方案的技术。机械系统虚拟样机技术，是指在机械系统的设计开发过程中，综合运用相关的先进技术手段，在计算机上建造出机械产品的模型，并对该机械系统整体在投入运行后的工作情况进行分析研究的-种高新技术手段 。

虚拟样机技术是近些年在 CAD、CAE、CAM等技术基础上发展起来的，融合了现代信息技术、虚拟仿真技术和先进制造技术，将分散的产品设计开发和分析过程集成在-起 ，是-种从系统的层面由上至下的复杂系统开发模式。利用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估，可以缩短产品开发周期，降低产品开发成本，提高产品设计质量，提高面向客户与市场需求的能力 。

2 新型自动炒锅配套锅盖工作原理1 虚拟样机技术简介 新型自动炒锅配套锅盖结构图如图1所示，包虚拟样机技术(Virtual Prototyping，VP)是-种 括主体部分和-套完整的动力输出与传动系统。

崭新的产品开发方法，它是-种基于产品的计算机 其中主体部分包括锅盖、底板和封装盒；动力输出收稿日期：2012-12-05作者简介：韩 威(199O-)，男，河北唐山人，江南大学本科生，专业方向为机械工程及自动化。

· 14 ·2013年第 42卷 机械设计与制造工程美学面倒圆等多种进-步修饰方法，以获得更细的模型结构。另外，值得-提的是，在 UG NX 7.5中，系统为用户提供了GC工具箱”这类新的本地化软件工具包，在小次建模过程中进行了多次应用，如调用齿轮、轴承等。通过应用GC工具箱”，大大提高了进行产品设计时的标准化程度和工作效率。

图4 曲面成形3.2 新型 自动炒锅配套锅盖虚拟装配设计在进行装配设计时主要有2种方法：自下向顶(Down-Top Design)和 自顶向下(Top-Down De。

自顶向下设计是由整体到局部的设计方法，适用于对某些成熟产品，或虽是初次设计但对整个组件所包含的零件数目及空间位置关系都清楚的场合。采用自顶向下的设计方法可以将设计思想-步-步向下传递，并逐步完善，像画-棵大树-样，先考虑树干，再充实枝条，最后完善树叶。这样，树干的变化就等同于主设计参数的变更，从而可以保证设计思想有效向下传递。自顶向下设计的基本步骤是：设计产品中各个组件的逻辑关系，即在设计树上添加新组件或新产品；在线架零件中添加主要尺寸；利用已有各主要尺寸生成零件；根据主控尺寸，调整线架零件尺寸，进而直接调整各个零件尺寸。

自下向顶是-种从局部到整体的设计方法，当装配体中零部件较少，或包含有较多重复出现的零部件，或装配体零部件之间的配合关系较为简单时，优先考虑此方法。在-般情况下，将两者结合起来使用会取得更好的效果。新型自动炒锅配套锅盖的最终装配图如图 1所示。

UG NX 7.5的装配功能提供了7种不同的约束类型，分别是接触对齐、角度、中心、平行 、垂直、距离、同心。在装配时通过选择恰当的约束类型，可以将各零件按照现实中的情况进行拼装，并最终组合成-个完整的三维实体模型。虚拟装配环境中的装配建模是通过三维可视化图形界面以及对模型的三维操作实现的，虚拟装配的主要过程是在· 16 。

零件识别 、特征对识别、特征元素约束的基础上完成的。当完成-个装配设计之后，还要进行许多后续工作才能保证虚拟装配的正确性。其主要工作包括：(1)干涉和间隙计算，主要用于检测零件之间的间隙大小以及是否存在干涉现象；(2)约束分析，主要用于对-个活动主件的约束进行分析，可以分类展示所有约束；(3)从属分析，利用关系树可以观察组件和约束之间的依附性和从属性；(4)更新分析，在大型装配时，可以检测移动组件与添加约束对整体装配的影响；(5)自由度分析，在不牵涉到零件设计时的约束的情况下，可以检测当前组件是否需要添加或减少约束。

装配体爆炸图是r程实践中体现结构空间位置及其关系的有效手段，因此在某些诚特别是维修过程中，爆炸视图有着不可忽视的作用，新型自动炒锅配套锅盖的装配爆炸图如图5所示。

图5 装配爆 炸图4 机构虚拟运动仿真运动仿真是 UG/CAE(Computer Aided Engi-neenng)拈中的主要部分，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。

UG/Motion可以对运动机构进行大量的装配分析和运动合理性分析，诸如干涉检查 、轨迹包络等，得到大量运动机构的运动参数。通过对运动仿真模型进行运动学或动力学分析，可以验证该运动机构设计的合理性，以便对机构进行优化。运动仿真拈自动复制主模型的装配文件，并实现-系列不同的运动仿真，每个运动仿真均可独立修改，而且不影响装配主模型，-旦完成优化设计方案，即可直接更新装配主模型，以反映优化设计 的结。

利用UG建立新型自动炒锅配套锅盖三维实体模型后，并不能直接将各个部件按-定的连接关