基于Pro/E的变速箱壳体3D建模方法

董辉，丁兆福（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于Pro/E的变速箱壳体3D建模方法

董辉，丁兆福
（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章引入模型特征分解整合的思路，通过使用Pro/E制图软件，对变速箱壳体实现由繁到简、由简到繁的模型搭建。此建模思路同样适用于其他表面结构复杂的零部件。

关键词：变速箱壳体；设计开发；Pro/E；建模

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.004

CLC NO.: U463.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-08-02

引言

变速箱壳体是变速箱所有部件中体积最大，结构最复杂的零部件。若按照在一个模型中进行所有相关特征的绘制设计方法，建模程度复杂，难以实现。即使实现，模型中也会有上万个甚至几十万个特征指令，指令繁多冗杂。此时模型中的任何一处修改，均可能导致模型后续众多特征再生失败的情况发生。

本文以某型号自动变速箱壳体为例，利用Pro/E 5.0 （CREO2.0），通过在不同维度构建不同的模型再进行组合的方式，实现对壳体的建模，且通过该种建模方式，也可以同时对铸造及加工的可行性做出适当有效地分析。

1、模型框架的建立

模型框架即为模型的骨架，所有的特征将在框架中进行搭建。

在建模前需对所有已经确定的接口及边界进行收集整理，并在新建的skel文件中将已有的接口数据转化为空间位置曲线或封闭曲面。

接口边界包括但不限于以下几点：

各轴轴心的空间位置；

发动机连接面的位置及形状；

轴承安装孔位置及大小；

差速器安装孔位置及大小；

拨叉安装孔位置及大小；

油泵安装位置及接口形状；

液压模块安装位置及接口形状；

油道的位置及大小；

空间布置边界限制范围等。

框架设计最常用到的命令为草绘，草绘尺寸需选择稳定不易更改的特征来约束，如输入轴轴心、发动机连接面位置等。

在确定的接口搭建转化完毕后，

可在骨架文件中对新接口进行设计，亦转化为空间曲线或封闭曲面。

2、内表面和外表面的模型设计

内表面即是模型内部包罗面，外表面即是模型外部轮廓面。用复制几何将框架中涉及到相应面的骨架内容导入，然后进行内表面或外表面的相关特征的设计，包括螺栓安装特征，轴承安装特征，导油润滑特征等。

因变速箱壳体是通过压铸成型毛坯，在进行机加工。所以在模型设计时，必须考虑铸造的工艺性，包括拔模方向和拔模角度，便于铸造时内模脱模，铝质变速箱壳体常选取的拔模角为1.5°±1°。模型设计需同时考虑加工留取加工余量。

在对内表面及外表面进行设计时，常用且关键的命令便是外部复制几何和斜度。外部复制几何的作用是将其他文件中的内容，包括形状的空间位置，导入新文件中。斜度的作用是形成模型的拔模角度。

3、铸造毛坯的模型生成

用复制几何将内外表面中的全部内容导入新文件中，利用合并、实体化来生成铸造模型。合并指令是将两个曲面或两个实体合并，并可选择保留的内容类型。实体化是将壳生成实体，也可以将壳进行实体切除。

4、加工特征的设计

变速箱壳体的加工特征设计是指通过机加工的方式在毛坯进行最终成型的部分，其中包括孔及面的加工。

常用到的命令有外部复制几何、草绘、拉伸、旋转。机加工特征最好设计为封闭曲面，便于最终模型的设计生成。

5、最终的设计成型

将毛坯外轮廓全部导入，实体化后导入机加工特征实体化切除，此时便生成了变速箱壳体的最终模型。

6、结论

变速箱壳体形状复杂，若由一人设计，设计过程往往需要几个月甚至几年来进行模型搭建。此建模方法的好处是可由几个人来共同参与设计不同的模型Part，最后再汇总生成最终版模型，这样可大大提高设计效率，缩短模型设计周期。

参考文献

[1] 陈修龙等.机械设计基础[M].北京:中国电力出版社,2011(06).

[2] 陈志民. Creo2.0完全学习手册[M].北京:清华大学出版社,2014 (08).

[3] 齐卫东.压铸工艺与模具设计[M].北京:北京理工大学出版社,2007 (07).

Modeling Design of clutch housing with the Pro/E Software

Dong Hui, Ding Zhaofu
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstract:This article introduced the thinking of integrated model characteristic decomposition, through the use of Pro/E drawing software, to achieve gearbox shell by numerous to Jane, by Jane to numerous model is set up. This modeling ideas also apply to other surface structure of complex components.

Keywords:transmission housing; design and development; Pro/E; modeling

作者简介：董辉，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心变速箱研究院。

中图分类号：U463.2

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2015)10-08-02