上机操作——深沟球轴承表达式建模
深沟球轴承是用于支承轴的标准部件,具有结构紧凑、摩擦阻力小的特点。一般由外圈(座圈)、内圈(轴圈)、滚动体和保持架等组成,如图6-14所示。

图6-14 深沟球轴承
利用UG参数建模表达公式的功能,改变深沟球轴承的基本参数,并通过特征操作建立不同的滚动轴承三维模型,从而真正实现滚动轴承的全参数化设计,提高深沟球轴承的设计效率。
案例分析:
下面以深沟球轴承GB/T276—199460000型代号6000为例,详解其参数化建模过程。深沟球轴承零件图如图6-15所示。

图6-15 深沟球轴承零件图
60000型代号为6000的深沟球轴承的规格尺寸见表6-2所示。
表6-2 深沟球轴承的规格尺寸

通过修改轴承的几个变量(外径Dm、内径d、宽度B以及圆角半径r),能够实现轴承的快速更新,滚珠的数量为:取大于等于【滚珠中心圆的周长】除以【1.5倍的滚珠直径】的最小整数。
由表6-2可知,轴承的主变量参数为Dm、d、B、r,其他固定参数都可由这几个变量参数通过程序计算获得。对于轴承中滚珠的数量,可以利用UG内置函数ceiling()和pi()进行表达。
技巧点拨
ceiling()为一个取整函数,返回一个大于等于给定数字的最小整数,ceiling(7.2)=8;pi()为圆周率,()内不要赋值。
设计步骤:
1.创建深沟球轴承在UG中的表达式
01 首先在计算机系统的桌面上新建记事本文件并命名为guanxishi。打开记事本文件,然后输入深沟球轴承的表达式,如图6-16所示。
02 关闭记事本文件,然后将其后缀名由txt改为exp。
03 启动UG,新建模型文件并命名为【轴承】。执行菜单栏中【工具】|【表达式】命令,打开【表达式】对话框。
04 在【表达式】对话框【导入/导出】选项区中单击【导入表达式】按钮
,然后从本例源文件夹中打开【guanxishi.exp】表达式数据文件,如图6-17所示。
05 在【表达式】对话框的列表框中显示了先前输入的表达式,如图6-18所示。
06 单击对话框中【确定】按钮,完成表达式的创建。

图6-16 在记事本中输入轴承表达式

图6-17 导入表达式文件

图6-18 导入表达式数据文件
技巧点拨
默认情况下,在导入的表达式中,各参数的单位为恒定。可以将每个参数的单位重新选择为【长度】,但表达滚珠特征的圆周阵列数量的变量n的单位为恒定的,没有单位。
2.建立模型
01 在【特征】选项卡中单击【回转】按钮
,打开【回转】对话框。
02 在对话框的【截面】选项区中单击【绘制截面】按钮
,打开【创建草图】对话框,然后选择YZ基准平面作为草图平面,单击【确定】按钮,进入草绘模式,如图6-19所示。
03 进入草绘模式后,利用【矩形】【直线】【圆】【快速修剪】等命令创建出如图6-20所示的基本草图(仅仅绘制内、外圈的截面)。(https://www.daowen.com)
04 单击【自动判断尺寸】按钮
,然后以Y轴为定位基准,重新标注草图,尺寸标注均以表达式显示,如图6-21所示。

图6-19 指定草图平面

图6-20 绘制基本草图

图6-21 标注尺寸并设置表达式
05 单击
按钮,退出草绘模式,返回到【回转】对话框,按信息提示选择旋转轴(Y轴),随后显示预览效果。单击对话框中【确定】按钮,完成回转特征的创建,如图6-22所示。

图6-22 创建回转特征
06 同理,选择【回转】命令,选择YZ基准平面为草图平面,进入草绘模式,绘制如图6-23所示的草图。
技巧点拨
在设置截面直径表达式时,需增加0.001。以此在后续布尔运算时可以与内外圈实体形成相交,并在阵列操作中利用【阵列特征】完成阵列。
07 完成草图后,选择Z轴作为旋转轴,如图6-24所示,单击【确定】按钮,完成回转体(轴承滚动体)的创建。

图6-23 绘制草图

图6-24 选择旋转轴
08 单击【合并】按钮
,选择外圈实体作为目标体,再选择滚动体和内圈实体作为工具,单击【确定】按钮,完成布尔合并操作,如图6-25所示。

图6-25 布尔合并运算
09 在【特征】选项卡中单击【阵列特征】按钮
,打开【阵列特征】对话框。首先选择要阵列的对象——滚动体,然后选择阵列类型为【圆形】,并选择阵列的旋转轴,如图6-26所示。

图6-26 选择阵列旋转轴
10 输入数量为n,节距角为360/n,单击【确定】按钮,完成滚动体的阵列,如图6-27所示。
11 阵列的滚动体如图6-28所示。
12 单击【边倒圆】按钮
,然后对外圈和内圈的几条边倒圆,设置半径为r,如图6-29所示。

图6-27 创建滚动体的阵列

图6-28 阵列滚动体

图6-29 边倒圆
13 最后在部件导航器的【用户表达式】项目中,对dm、d、b、r及n等表达式进行参数编辑,随后立即更新为新参数的轴承模型。例如,60000型代号6002的深沟球轴承的d为15,dm为32,b为9,更新后的轴承如图6-30所示。

图6-30 编辑轴承表达式并更新模型