| 圓柱-槽輪導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
圓柱形導(dǎo)軌，槽輪形支撐，完成輕載類型導(dǎo)軌副的設(shè)計(jì)，其樣式如圖1所示。在設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到的問題是，怎樣在裝配中根據(jù)槽輪的空間位置，精確定位并關(guān)聯(lián)槽輪安裝軸孔的位置。
為了方便討論，本文將這個(gè)實(shí)際問題簡化為僅求解槽輪軸線和端面位置兩個(gè)參數(shù)。
一、基于裝配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)
這種設(shè)計(jì)需要基于裝配關(guān)系的約束，否則在方案調(diào)整后將不能自動(dòng)更新相關(guān)的參數(shù)，并且槽輪的具體形狀尺寸，也需要基于裝配關(guān)連才能被確定。
但基于裝配關(guān)連并非只有裝配約束一種機(jī)制，尤其是槽輪上導(dǎo)槽的設(shè)計(jì)，需要直接的關(guān)聯(lián)才好做。下面筆者所介紹的，是一種即能綜合發(fā)揮Inventor基于裝配關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)能力，又可以充分符合工程師原始設(shè)思維的方法。
簡化設(shè)計(jì)的前提條件是：
◎圓柱導(dǎo)軌直徑為30mm，可能在20~40mm之間變動(dòng)；
◎槽輪導(dǎo)軌成圓弧點(diǎn)接觸，接觸角45'，導(dǎo)槽圓弧半徑約為1.25倍導(dǎo)軌半徑；
◎?qū)Р蹐A弧面包含角大約為75'；
◎槽輪端面離開圓柱導(dǎo)軌外圓大于10mm；
◎槽輪安裝孔不作要求，僅求解中心線位置。
目前的主要問題不僅在于怎樣完成兩個(gè)模型之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，在Inventor中有多種方法可以解決，問題的關(guān)鍵是如何把兩者正確地、簡捷地安裝在一起，并取得下一步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件。
以下所討論的內(nèi)容均基于Inventor R10。
二、圓柱導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)模型
圓柱導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)模型是很簡單的一根圓柱。如圖1所示。
圖1 圓柱-槽輪結(jié)構(gòu)
在Fx表中，將直徑參數(shù)設(shè)置成“可輸出”，為將來設(shè)計(jì)槽輪做好鋪墊。
三、槽輪設(shè)計(jì)模型
槽輪設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的一步，在整個(gè)設(shè)計(jì)中起到承上啟下的作用，具體操作方法如下。
 1.衍生導(dǎo)軌參數(shù)
創(chuàng)建新零件，在建模之前，首先衍生導(dǎo)軌的直徑參數(shù)以做備用。這樣就可以造成兩者之間在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)上的直接關(guān)聯(lián)。
 2.以原始坐標(biāo)系的圓點(diǎn)為基準(zhǔn)的草圖結(jié)構(gòu)
在創(chuàng)建草圖的時(shí)候，先投影零件原始坐標(biāo)系的原點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，并繪制參考線的導(dǎo)軌圓；標(biāo)注驅(qū)動(dòng)尺寸時(shí)引用衍生來的參數(shù)。如圖2所示。在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建槽輪的半個(gè)輪廓，如圖3所示。
圖2 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)
這樣做的好處，是在零件設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以利用本零件的Z軸充當(dāng)未來裝配下導(dǎo)軌的軸線。完成草圖后的結(jié)果如圖3所示。
圖3 草圖結(jié)果
 3.將Z軸可見
完成零件后， 將Z 軸可見，這樣才可能在裝配中方便地使用它�，F(xiàn)在，Z軸就是未來的裝配基準(zhǔn)了。
四、裝配
上述鋪墊完成，裝配就很簡單了，先約束槽輪模型的Z軸與導(dǎo)軌軸線重合，再給槽輪本身軸線角度約束。因?yàn)閮烧呦嗲�，是在草圖級(jí)別就已經(jīng)被確認(rèn)了，不必在裝配中考慮。
試改變導(dǎo)軌的直徑，可見槽輪與裝配關(guān)系能夠保持設(shè)計(jì)的想法而關(guān)聯(lián)改變。
五、其余結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
如果想更充分地利用Inventor現(xiàn)有功能，就應(yīng)該繼續(xù)完成設(shè)計(jì)中的其他內(nèi)容，只有這樣才能更大程度地體現(xiàn)出CAD的作用。
 1.選用軸承
在這個(gè)設(shè)計(jì)中，槽輪的支撐軸承是“死的”，也就是說，軸承的幾何參數(shù)不能改變。在涉及加速器中選擇合適的軸承是很容易完成的。
將軸承裝配到前邊介紹的草圖中，并約束好位置，結(jié)果如圖4所示。
圖4 虛實(shí)結(jié)合的概念草圖
 2.完成其他結(jié)構(gòu)的草圖
這是個(gè)虛實(shí)結(jié)合的概念草圖，用簡單的虛裝配完成各部分的位置約束，接著創(chuàng)建槽輪孔結(jié)構(gòu)，然后創(chuàng)建芯軸、墊圈、隔套等零件草圖。這樣，3-base.IPT就成為所有相關(guān)零件的概念草圖攜帶者，而這些東西又是基于虛裝配和實(shí)際軸承所關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)而成的。
 3.完成其他零件
衍生3-base.IPT后，先選擇合適的輪廓，用旋轉(zhuǎn)特創(chuàng)建關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，然后再添加其他必要結(jié)構(gòu)，這樣零件就可以存盤了。
 4.完成裝配
這就很簡單了，只要把各自的原始坐標(biāo)系的成員添加必要的約束就行了，因?yàn)樗辛慵际腔谕粋�(gè)坐標(biāo)系完成位置描述的。
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