液壓元件三維動畫制作中UG軟件的運用

馮 喆，唐方文，梁 策

（1.廣西大學 機械工程學院，廣西 南寧 530004；2.廣西大學 新聞傳播學院，廣西 南寧 530004，3.廣西大學 機械工程學院，廣西 南寧 530004）

1 UG軟件在液壓元件三維造型中的運用

（1）齒輪的三維造型設計。起初，在草圖界面根據(jù)創(chuàng)建規(guī)律曲線命令繪制出漸開線，利用創(chuàng)建圓命令繪制齒頂圓、齒根圓等，并且在鏡像、修剪曲線等命令的指示下，完成齒槽截面曲線的繪制。繼而設計者通過切換界面到建模界面，實現(xiàn)齒輪造型的創(chuàng)建，首先創(chuàng)建和齒輪寬度等高的圓柱，并把齒槽截面曲線拉伸，然后進行求差操作，最終完成輪齒創(chuàng)建之后，在圓周陣列命令下進行其它輪齒創(chuàng)建。最后，應用鍵槽命令創(chuàng)建鍵槽，并對齒槽進行邊倒圓，最終完成齒輪的三維造型設計。

（2）泵體的三維造型設計。關于泵體的三維造型要參照齒輪參數(shù)進行設計。起初在建模界面，根據(jù)圓柱體、長方體的創(chuàng)建命令設計泵體底座，同時，結(jié)合圓柱體一端應用孔命令指示完成回油口的創(chuàng)建。繼而，在底座上創(chuàng)建基準平面，并切換到草圖界面進行泵體草圖繪制，且在拉伸命令的指示下完成泵體的實體造型。進油口創(chuàng)建時，設計者首先必須在泵體上方創(chuàng)建凸臺，然后才可以在凸臺上執(zhí)行孔命令，進行油口創(chuàng)建。注意，在進行螺紋孔和銷孔的設計時，孔、環(huán)形陣列以及鏡像的各項創(chuàng)建命令要依照所選螺柱、圓柱銷等標準件的參數(shù)進行設計制定。最后，利用倒圓角等命令修飾泵體，泵體的三維造型設計完成。

（3）壓蓋和后泵蓋的三維造型設計。在進行后泵蓋及壓蓋的三維造型設計時，要嚴格參照泵體結(jié)構(gòu)。依舊是在建模界面，根據(jù)凸墊、長方體以及拔模的命令設計后泵蓋輪廓，根據(jù)孔、陣列、鏡像等命令設計后泵蓋上各孔。最后，利用倒圓角等命令修飾，完成壓蓋和后泵蓋的三維造型設計。

（4）齒輪泵的裝配。關于齒輪泵的裝配，首先，可以根據(jù)上文中液壓元件三維造型的設計結(jié)構(gòu)來設計齒輪泵的三維造型，同時根據(jù)選擇型號來設計螺母、螺柱等標準件的三維造型。然后利用UG軟件的裝配功能界面進行零件的裝配。大致流程如下：第一，利用配對條件進行鍵與傳動軸鍵槽的裝配，并且要把主動齒輪裝入傳動軸；第二，把完成的組件裝入泵體；第三，使用同樣的方法，完成動齒輪和從動軸的裝配，并調(diào)整齒輪處于嚙合狀態(tài)；第四，應用中心命令，實現(xiàn)各種孔以及表面的配對，完成后泵蓋的裝配，創(chuàng)建組件陣列，進行螺柱等裝配；第五，填料，添加螺柱、墊片以及螺母。齒輪泵裝配完成。

2 液壓元件三維動畫制作中UG軟件的具體運用

（1）按照上文第一部分所述，在UG軟件中進行所有元件的三維模型單獨制作。點擊UG軟件中“application”，利用“modeling”進行模塊建模。在不同部件的制作過程中，設計者通過工具欄curve實現(xiàn)模塊基本圖形繪畫,接著點擊“extruded body”鍵進行繪畫圖形拉伸，與此同時設計者還要確定拉伸起點和終點，并對不需要的部分進行剪切。需要注意的是，在制作缸體的過程中，為了改變面透明度，保證內(nèi)部顯現(xiàn)出來，就要對不同的面各自進行面屬性設置。如下圖1所示，為柱塞泵總裝圖。

（2）在UG軟件中進行裝配體制作。在《液壓傳動》中斜盤式軸向柱塞泵的裝配體通常被保存在單個UG文檔文件中，它是一些零件的集合。在制作過程中，UG軟件可以生成一些由零部件構(gòu)成的復雜裝配體,其中，這些零部件有的是獨立的零件，有的屬于其它裝配體，常被成為復雜裝配體的子裝配體，且零部件和裝配體文件相鏈接。在制作裝配體的過程中，利用配合工具“Center”、“Perpendicular”以及“Paralle”等實現(xiàn)在裝配體中繼承零件,同時利用工具“rotate”或者“move”在三維關聯(lián)中實現(xiàn)裝配體中零部件的移動或者旋轉(zhuǎn)。需要注意的是，在進行裝配之前，所有單獨元件要被存放在同一個文件夾之中，點擊添加鍵進行添加，繼而點擊“mate component”對這些元件進行約束。其中，關于所有元件約束裝配的要求如下：第一，柱塞。柱體要和缸體對心,保證其能夠伴隨缸體進行轉(zhuǎn)動；球體要和斜盤相切。第二，缸體和配油盤保持在同一軸線上，且兩者的表面要保持對齊。第三，斜盤和缸體之間控制一段距離，且兩者要保持在同一軸線上。注意，組裝零件，必須要熟悉零件之間的配合約束關系。另外，設計者為了使得當柱塞發(fā)生往復運動時，油液流動方向以及吸壓油時不同的壓力能夠明顯的顯現(xiàn)出來，常在柱塞和缸體間的容腔內(nèi)加入油液。通常情況下，高壓油為深藍色，低壓油為淺藍色。

（3）在UG軟件中進行軸向柱塞泵運動效果制作。其中，UG軟件只能實現(xiàn)動畫制作的前期部分,完成仿真運動的制作，卻不能夠直接導出動畫文件，在連成動畫時，常借助于GifAnmi ator軟件進行編輯。具體制作步驟如下：第一，在缸體添加旋轉(zhuǎn)馬達，繼而點擊“Reposition Conponent”鍵，選擇主動件，當出現(xiàn)“class selection”對話框之后，點擊“ok”鍵，最后選擇旋轉(zhuǎn)軸以及轉(zhuǎn)動角度。第二，輸出不同旋轉(zhuǎn)角度柱塞泵的位置，并導出圖片，選出不同圖片表現(xiàn)其運動軌跡。注意，在導出圖片時，其格式為“gif”。

（4）利用GifAnmi ator軟件通過使用動畫向?qū)?，完成動畫制作。大致流程為：啟動程序→打開動畫向?qū)АO置有關尺寸→點擊下一步→設置素材→點擊Add mi age10→引入素材→點擊下一步→進入設置對話框，設置各項參數(shù)→點擊下一步→完成→保存。

3 結(jié)語

綜上所述，UG軟件在進行建造模型、生成工程圖、零件運動動畫等的制作時，方便、快捷，且功能龐大，和其他的軟件相比，縮短工作時間，提升工作效率。