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，在草圖界面根據創建規律曲線命令繪制出漸開線，利用創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，實現齒輪造型的創建，首先創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，最終完成輪齒創建之后，在圓周陣列命令下進行其它輪齒創建。最后，應用鍵槽命令創建鍵槽，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進行設計。起初在建模界面，根據圓柱體、長方體的創建命令設計泵體底座，同時，結合圓柱體一端應用孔命令指示完成回油口的創建。繼而，在底座上創建基準平面，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。進油口創建時，設計者首先必須在泵體上方創建凸臺，然后才可以在凸臺上執行孔命令，進行油口創建。注意，在進行螺紋孔和銷孔的設計時，孔、環形陣列以及鏡像的各項創建命令要依照所選螺柱、圓柱銷等標準件的參數進行設計制定。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，要嚴格參照泵體結構。依舊是在建模界面，根據凸墊、長方體以及拔模的命令設計后泵蓋輪廓，根據孔、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，可以根據上文中液壓元件三維造型的設計結構來設計齒輪泵的三維造型，同時根據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，并調整齒輪處于嚙合狀態；第四，應用中心命令，實現各種孔以及表面的配對，完成后泵蓋的裝配，創建組件陣列，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，保證內部顯現出來，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”等實現在裝配體中繼承零件,同時利用工具“rotate”或者“move”在三維關聯中實現裝配體中零部件的移動或者旋轉。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出來，常在柱塞和缸體間的容腔內加入油液。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，在缸體添加旋轉馬達，繼而點擊“Reposition Conponent”鍵，選擇主動件，當出現“class selection”對話框之后，點擊“ok”鍵，最后選擇旋轉軸以及轉動角度。第二，輸出不同旋轉角度柱塞泵的位置，并導出圖片，選出不同圖片表現其運動軌跡。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導，完成動畫制作。大致流程為：啟動程序→打開動畫向導→設置有關尺寸→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→點擊下一步→完成→保存。

3 結語

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。