旋轉機器制造技術

本發明專利技術涉及設計旋轉機器組件。一種設計旋轉機器組件的計算機輔助工程的方法涉及：在計算機系統的圖形用戶界面內創建旋轉機器組件的布局，從布局形成旋轉機器組件的功能模型(210)。通過選擇和定位用于旋轉機器組件的部件(204，206)、并且然后在它們之間創建關聯來創建所述布局。功能模型基于所述關聯、被選部件的相對位置、被選部件的特性和關聯的特性中的一項或多項。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及ー種采用計算機輔助工程的傳輸系統和傳動系的設計，特別是那些包括由齒輪、發電機、馬達、轉子、定子、離合器、軸以及軸承組成的旋轉機器組件的傳輸系統和傳動系的設計。在本專利技術的全文中，應當理解的是術語傳動裝置指整個傳動系，其可以包括輸入軸、齒輪箱、離合器、軸、傳動軸、電動馬達、發電機、半軸、分線箱、差速齒輪、動カ輸出單元、輔助動カ單元、輪轂減速單元、轉向系統、正時齒輪系和輸出軸。
技術介紹
設計旋轉機器(例如復雜的傳動裝置或齒輪箱布置)是復雜的并且是需要耗費時間的。設計者在最初的設計階段通常采用概念模型，例如，“符號圖”，這些概念模型提供了一種觀看部件之間的功能關系的簡單的方式。這樣的圖幫助旋轉機器的設計者使他們的設計概念化而不用返回到深度的結構分析或詳細的工程圖中。最初，他們能限定這些功能關系而不需要限定關于部件的尺寸和包裝的信息。一旦針對給定的旋轉機器布置的ー個或多個概念的基本功能已經建立，該布置要經過更詳細的結構分析，通常由很多專門的后臺工程人員執行，以限定動カ流、確定部件的尺寸、部件的包裝、負荷、動力、性能等等。這些信息從旋轉機器的詳細結構分析和仿真中獲得。這常常導致在原始概念中識別出缺陷，并且常常需要改變布局。這就意味著用于復雜機器的設計過程是反復的、耗時的并且因此是昂貴的。這就需要一種簡單而有效的布局途徑來設計組件，其針對多種分析方法提供布局信息，并且其允許進一歩的技術細節隨著組件設計的演變而被添加到布局中。
技術實現思路
本專利技術提供了ー種方案以解決這個問題，通過提供一種關聯概念方法的途徑，允許設計者利用設計元素的特性和屬性建模旋轉機器而簡單地布局設計。這就減少了獲得現在出現了多個以前未知的特征的設計所花的時間。因此，傳動裝置的設計者可將傳動構造勾勒為“符號圖”以不只代表所給定設計的結構還可以代表它的功能。本專利技術的方法通過CAE程序包實施。下面是本專利技術的功能和“感覺”的關鍵特征。本專利技術提供ー種用于設計旋轉機器組件的計算機輔助工程的方法。該方法包括以下步驟:在計算機系統的圖形用戶界面中構建所述旋轉機器組件的布局，并且根據該布局形成旋轉機器組件的功能模型。該布局通過以下步驟構建:接收用于旋轉機器的部件的用戶選擇；定位所選的部件；并且構建所選部件之間的關聯。該功能模型基于所述關聯、所選部件的相對位置、所選部件的特性和該關聯的特性中的ー項或多項。這就允許，例如，在CAE程序包中對完整的傳動系統進行符號圖類型的建摸。傳動裝置設計者將傳動構造勾勒為“符號圖”并且這被用于表示該給定設計的結構和功能。在本專利技術中，這在CAE(Computer-Aided Engineering)程序包中實施。優選地，該方法還包括預測旋轉機器組件的性能。該性能的預測在圖形用戶界面中執行，通過連接至集成用戶界面或通過向第三方程序包輸出數據。該符號圖是傳動裝置的功能或“工作”模型，可以對其執行計算。因此它不僅僅是傳動裝置的圖形表示，還是傳動裝置的功能模型；它是ー種產品定義，其上可以執行運算以預測傳動裝置的功能和性能。符號圖生成傳動裝置的3D模型，其能被輸出給CAD以在它的環境下檢查傳動裝置的包裝。雖然，該圖形用戶界面是2D的，正交視圖允許該傳動裝置被定義為3D表示。這作為實體幾何被輸出給CAD程序包，這樣該傳動裝置的尺寸和形狀可以相對于其最終被裝配的空間被檢查。所有這些只需通過已經完成的設計的最少的細節獲得。優選地，預測的步驟包括報告旋轉機器組件的性能。性能標準包括:通過旋轉機器組件或所選部件的動カ流；齒輪尺寸；齒輪轉矩容量和中心距安全系數；離合器轉矩容量；包裝空間；軸承負荷；對應于滾動軸承的最小所需動態容量的合適動態負荷系數；殼體或箱體上的負荷；部件和組件的重量；和/或成本的估計。優選地，該方法包括修改模型以達到提高的產品性能。這可以通過根據以下步驟修改布局而實現:接收用戶對旋轉機器的一個或多個新的或已有的部件的選擇；定位所選擇的新的或已有的部件；創建所選的新的或已有的部件之間的關聯；并且更新該功能模型。它也可以通過根據以下步驟修改ー個或多個特性而實現:接收用戶對部件或關聯的選擇；根據用戶的需求設定或修改所選部件或所選關聯的特性；并且更新所述功能模型。該過程可以被執行多次以形成越來越復雜的功能模型。優選地，設定或修改特性的步驟包括點-和-拖的動作。優選地，所選部件是齒輪組并且該特性是傳動比，并且修改傳動比的步驟自動修改相應齒輪的直徑，而不需要任何進ー步的用戶交互。優選地，所選的部件是軸或同心軸的組件，并且該特性是它的相對于其他平行軸的徑向距離，其定義了安裝在軸上的齒輪組的中心距，并且修改中心距的步驟自動修改相應齒輪的直徑，不需要任何進ー步的用戶交互。優選地，該所選的部件是齒輪并且該特性是齒面寬，修改齒面寬的步驟自動修改齒輪的包裝空間或轉矩容量，而不需要任何進ー步的用戶交互。齒輪尺寸的最簡單評估由不需要齒輪傳動的知識的簡單方法就可以執行。通常，齒輪的合適轉矩容量或耐用性的評估是采用“評級”方法，例如IS06336或AGMA2001來制定的，其需要輸入數據，例如，齒數、壓カ角、模數、齒頂高、齒根高等。因此，它們需要工程人員已充分詳細地定義齒輪并得知適當值。在本專利技術中，更簡單的“定尺寸”方法被用于外齒輪組，其需要(i)僅僅中心距，(ii)中心距和齒面寬，(iii)中心距、齒面寬和傳動比。雖然這些方法不如評級方法那樣精確或成熟，但它們能夠由不熟悉齒輪設計的細節的工程人員使用，并且因此可以被用于傳動裝置和齒輪設計的最初階段。類似地，一種簡單方法用于行星齒輪組，其僅僅需要齒圈(或太陽輪)直徑和傳動比。進一歩，以這種方式定義的所有齒輪具有分配給它們作為其中ー個特性的傳動比。小齒輪直徑能夠由中心距和傳動比直接計算得出；因此，相同的方法在小齒輪直徑代替中心距的形式中也是可用的。用于這些簡單定尺寸方法的常數可以由采用相同包裝的已有傳動裝置的分析中獲得。這樣的定尺寸方法需要與應用和所使用的材料有關的“常數”，其可以通過采用相同簡單分析方法分析已有傳動裝置而獲得。在本專利技術中，相同的工具可以被用于分析已有的傳動裝置，數據被存儲到數據庫中并且可以在新傳動裝置的建立中被再次使用。優選地，當部件是其中形成有臺階以允許不同部分采用不同外直徑的軸，并且特性是軸的外直徑時,修改外直徑的步驟自動地修改軸的內直徑以保持內直徑和外直徑之間的關系，而不需要任何進ー步的用戶交互。優選地，當ー個部分的內直徑變得比相鄰部分的外直徑大時，修改步驟限定兩個臺階，其由軸的內直徑和外直徑之間的默認厚度軸向分離并且作為軸部分之間的過渡。該過渡臺階的建立和操縱被自動執行。優選地，所選的部件是拉威挪行星齒輪組，其中所述的拉威挪的每個行星組是正行星或者是負行星并且所述特性是齒輪傳動比符號，其中修改所述拉威挪的步驟包括選擇齒輪組的傳動比符號。拉威挪行星齒輪組在單個用戶動作中被創建作為單個物體。拉威挪齒輪組是復雜的齒輪配置，但是在汽車エ業中通常用于自動變速器。在這個軟件程序包中，它們被減少到它們的最精簡的水平，從而最初的基本模型通過限定拉威挪行星組的兩個基本傳動比和基本結構(兩個太陽輪和一個齒圈或兩個齒圈和ー個太陽輪)而被創建。即使具有這個簡單的限定，該拉威挪可以被連接至其他行星組和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于設計旋轉機器組件的計算機輔助工程方法，該方法包括步驟：根據以下步驟在計算機系統的圖形用戶界面內創建所述旋轉機器組件的布局：接收所述旋轉機器的部件的用戶選擇；定位所述被選部件；在所述被選部件之間創建關聯；和基于所述關聯、所述被選部件的相對位置、所述被選部件的特性和所述關聯的特性中的一項或多項，從所述布局形成所述旋轉機器組件的功能模型。

【技術特征摘要】
2011.09.29 GB 1116797.01.一種用于設計旋轉機器組件的計算機輔助工程方法，該方法包括步驟: 根據以下步驟在計算機系統的圖形用戶界面內創建所述旋轉機器組件的布局: 接收所述旋轉機器的部件的用戶選擇； 定位所述被選部件； 在所述被選部件之間創建關聯；和 基于所述關聯、所述被選部件的相對位置、所述被選部件的特性和所述關聯的特性中的ー項或多項，從所述布局形成所述旋轉機器組件的功能模型。2.根據權利要求1所述的方法，包括步驟: 預測所述旋轉機器組件的性能； 其中預測性能的所述步驟包括在所述圖形用戶界面內進行預測、連接到集成的用戶界面或向ー個或多個CAD/CAE程序包輸出數據。3.根據權利要求2所述的方法，其中所述預測步驟包括ー個或多個以下的步驟: 報告所述旋轉機器組件的所述性能； 報告通過所述旋轉機器組件或所述被選部件的動カ流； 報告齒輪尺寸； 報告齒輪轉矩容量和中心距安全系數； 報告包裝空間； 報告軸承負載； 報告對應于滾動軸承的最小所需動態容量的合適動態負載系數；和/或 報告殼體或箱體上的負載； 報告部件和組件的重量； 報告成本估算。4.根據權利要求3所述的方法，包括根據以下的一個或多個步驟修改所述模型以實現増加的產品性能的步驟: 根據以下步驟修改所述布局: 接收用戶對所述旋轉機器的一個或多個新的或已有的部件的選擇； 定位所述被選的新的或已有的部件； 在所述被選的新的或已有的部件之間創建關聯；和 更新所述功能模型； 根據以下步驟修改一個或多個所述特性: 接收部件或關聯的用戶選擇； 根據用戶請求，設置或修改所述被選部件或所述被選關聯的特性；和 更新所述功能模型； 和多次執行形成越來越復雜的功能模型的所述步驟。5.根據權利要求4所述的方法，其中修改特性的所述步驟包括點-和-拖動作。6.根據權利要求5所述的方法，其中所述被選部件是齒輪組且所述特性是齒輪傳動比，修改所述齒輪傳動比的所述步驟自動地修改對應齒輪的直徑，而不需要任何進ー步的用戶交互。7.根據權利要求5所述的方法，其中所述被選部件是軸或是同心軸的組件并且所述特性是其相對于其他平行軸的徑向距離，該徑向距離限定安裝在軸上的齒輪組的中心距，修改所述中心距的所述步驟自動地修改對應齒輪的直徑，而不需要任何進ー步的用戶交互。8.根據權利要求5所述的方法，所述被選部件是齒輪且所述特性是齒面寬，修改所述齒面寬的所述步驟自動修改所述齒輪的包裝空間或轉矩容量，而不需要任何進ー步的用戶交互。9.根據權利要求5所述的方法，其中所述部件是其中形成有臺階以允許不同的部分具有不同的外直徑的軸，并且所述特性是所述軸的外直徑，修改所述外直徑的所述步驟自動地修改所述軸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·詹姆斯，
申請(專利權)人：諾邁士科技有限公司，
類型：發明
國別省市：