・产品与市场・
收稿日期
:
2006- 10- 10
作 者 简 介
: 田彧 (
1972-
) , 女, 辽宁人, 讲 师 , 硕 士 。主 要
从事
CAD
方面的研究。
电梯轿厢结构模块化和参数化设计研究
田
彧
1
, 王大军
2
(
1.
北京建筑工程学院 机电系
, 北京
100044
;
2.
北京外企服务总公司
, 北京
100020
)
摘
要
: 模块化设计是机械产品设计的必然趋势, 参数化
CAD
是机械产品
CAD
的高效快捷方法。针对
传统机械设计方法设计周期长、产品形式单一的问题
, 本文以电梯轿厢结构设计系统为例, 提
出了基于模块化和参数化设计的机械产品
CAD
方法。
关键词
:
CAD
; 模块化设计; 参数化设计; 电梯
中图分类号
:
TP319
文献标识码
:
A
文章编号
:
1002- 6673
(
2006
)
06- 029- 02
0 引言
随着社会的发展和人民生活的改善
, 电梯的使用越
来越普遍
, 给人们的工作和生活带来极大便利。目前各
类电梯中使用最为普遍的是曳引式电梯
, 这类电梯由曳
引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电
力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统等组成。在
电梯的机械系统中
, 电梯生产厂家一般主要设计轿厢、
配重等部件
, 而曳引机、缓冲器、门系统中的门机等,
主要根据电梯的速度、载重量、功率等参数选配。
当电梯载重量、井道结构形式、轿厢有效面积和使
用 场 合 等 要 求 不 同 时
, 给 标 准 化 电 梯 的 使 用 带 来 局 限
性 。 为 方 便 用 户 的 使 用
, 许 多 电 梯 生 产 厂 生 产 非 标 电
梯
, 非标电梯仍有一定市场。非标电梯的机械结构中轿
厢的结构和尺寸变化较大
, 因此电梯结构设计的关键是
轿厢的设计。
针对上述问题
, 笔者应用结构模块化与参数化设计方
法
, 在三维参数化
CAD/CAM
软件
Pro/E
的基础上
, 研制出
电梯轿厢结构模块化和参数化设计系统。其特点是
:
①
结
构模块可重复使用
, 设计师不必从零开始构思产品草图;
②
能快速建立产品的概念形状
;
③
能在短时间内试验多种
不同的外形构思。对于特定种类的机械产品
, 由于其组成
部分通常较为明确且相对稳定
, 结构模块的划分比较容
易
, 因此适宜采用结构模块化与参数化设计方法。
1 模块化设计
作为一种满足用户需求多样化的设计方法
, 模块化
设计在许多领域得到广泛应用。模块化是指为了取得最
佳经济效益
, 从系统观点出发, 研究产品的构成形式,
用分解和组合的方法
, 建立模块体系, 并运用模块组合
成产品的全过程。模块化过程以目的性、综合性、动态
性和超前性为特点。模块化设计与传统设计有原则的区
别
: 模块化设计不是面向某一个产品, 而是面向整个产
品 系 统
; 模块化设计是一种标准化设计, 组合 化 设 计 。
在模块化设计中
, 产品的设计过程就被归结为模块的拼
装过程
, 即: 新产品
=
通用模块
+
专用模块。模块化是一
种能适应新产业革命和信息社会特点
, 面向未来的、极
有生命力的新标准化形式
, 新设计方法, 新思维方法。
1.1
模块的分解
产品的分解方法有三种
:
①
根据功能分解。视产品
某种功能的实现为一个结构模块
, 一个实体通常可以实
现 若 干 种 功 能
, 一种功能往往又可通过多种实体 实 现 ;
②
根据产品的拆卸、安装要求分解
;
③
根据产品的设计
要求分解
, 如要求产品的某一子系统为一个整体。在分
解产品时
, 常结合使用上述三种方法。分解得到的零部
件 应 具 有 以 下 特 点
: 一 是 功 能 完 整 性 ; 二 是 功 能 单 一
性
; 三是可替换性, 即功能的外形载体多样性; 四是可
用 三 维 图 形 抽 象 描 述
; 五是包含产品的关键外形 尺 寸 ,
并可参数化。
根据以上原则
, 将电梯轿厢分解为九个模块, 如图
1
所示。
1.2
模块的集成
在机械模块划分及独
立设计完成后
, 要进行模
块 的 有 机 组 合 —模 块 集
成
, 这种集成必须遵守以
下规则
:
①
每个模块的选
择必须满足设计要求
;
②
模块组合必须满足各模块
间的配合要求。
模块集成是指通过选
机电产品开发与创新
Development & Innovation of Machinery & Electrical Products
Vol.19,No.6
Nov.,2006
第
19 卷第 6 期
2006 年 11 月
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