CN114239162A - 一种发动机水泵叶轮建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机水泵叶轮建模方法。属于计算机辅助设计技术领域。所述方法包括以下步骤：步骤1 CATIA建模环境设定；步骤2 公式及规则定义；步骤3 生成XZ平面渐开线和YZ平面渐开线，拟合空间渐开线；步骤4 空间渐开线投影到XY平面并变换位置，拉伸生成叶轮中心面脊线，并定义基本轮廓参数生成初步的叶轮轮廓范围；步骤5 定义生成切割轮廓包络，并切割叶轮轮廓，得到初步叶轮轮廓模型；步骤6 阵列得到参数化设计叶轮模型。本发明的方法可以参数化、快速精确建立水泵叶轮模型。

Description

一种发动机水泵叶轮建模方法
技术领域
本发明涉及一种发动机水泵叶轮建模方法。属于计算机辅助设计技术领域。
背景技术
现有发动机水泵叶轮三维模型几乎来自于实物模型逆向得到，当搭载新发动机匹配全新冷却系统时，需要多次实物模型修改多次逆向才能得到理想的三维数模，开发效率低下；
逆向得到的三维模型，当需要二次开发和优化设计时又面临无法参数化修改的尴尬局面。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在CATIA中正向、参数化设计发动机水泵叶轮模型的建模方法。可以解决发动机冷却系匹配计算后，根据水泵叶轮基本参数建立带参数化设计的叶轮模型问题。
本发明一种发动机水泵叶轮建模方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1 CATIA建模环境设定 ；
步骤2 公式及规则定义；
步骤3 生成XZ平面渐开线和YZ平面渐开线，拟合空间渐开线；
步骤4 空间渐开线投影到XY平面并变换位置，拉伸生成叶轮中心面脊线，并定义基本轮廓参数生成初步的叶轮轮廓范围；
步骤5 定义生成切割轮廓包络，并切割叶轮轮廓，得到初步叶轮轮廓模型；
步骤6 阵列得到参数化设计叶轮模型。
进一步的，所述方法中步骤1具体包括：
工具选项常规；
参数和测量：参数树型视图，勾选带值、带公式；
零件基础结构：结构树中显示全部。
进一步的，所述方法中步骤2具体包括：
利用知识工程里的f(x)和fog对渐开线的参数和曲线的规则进行定义；
定义叶轮参数库：r、n、θ、a；
其中r为渐开线基圆；n为渐开线圈数，取1即可；θ为渐开线起始角；a为起始角弧度值；PI为常量π；0<=t<1。
进一步的，所述方法中步骤2还包括：
定义公式库：
公式1：k= 2*n *PI
公式2：a= `θ` *2*PI /(360*1deg )
公式3：x=r*sin((k*t+a)*1rad )-r*k*t*cos((k*t+a)*1rad )
公式4：y=r*cos((k*t+a)*1rad )+r*k*t*sin((k*t+a)*1rad )。
进一步的，所述方法中步骤2还包括：
定义空间渐开线生成规则：
x=r*sinθ- r*θ* cosθ
y= r* cosθ+ r*θ* sinθ
x2+y2=z2。
进一步的，所述方法还包括：
步骤7 整理存档形成参数化水泵叶轮模型设计数据库模板。
本发明一种发动机水泵叶轮建模方法，相比于现有技术的方案，具有以下优点：
1.建立叶轮模型正向参数化设计数据库，含变量库、公式库，以及空间渐开线生成规则；
2.应用本发明的方法，可以参数化、快速精确建立水泵叶轮模型；
3.二次开发时可以参数化修改模型。
附图说明
图1为本发明发动机水泵叶轮建模方法的流程图。
图2为 XZ平面渐开线示意图。
图3为YZ平面渐开线示意图。
图4为拟合空间渐开线示意图。
图5为叶轮轮廓范围示意图。
图6为初步轮廓模型示意图。
图7为叶轮模型示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明发动机水泵叶轮建模方法，为解决现有发动机水泵叶轮三维模型几乎来自于实物模型逆向得到的问题而设计。
具体步骤如下：
1.CATIA建模环境设定
工具选项常规；
参数和测量：参数树型视图，勾选带值、带公式；
零件基础结构：结构树中显示全部；
2.公式及规则定义
利用知识工程里的f(x)和fog对渐开线的参数和曲线的规则进行定义；
定义叶轮参数库：r、n、θ、a
（其中r为渐开线基圆；n为渐开线圈数，取1即可；θ为渐开线起始角；a为起始角弧度值；PI为常量π；0<=t<1）
定义公式库：
公式1：k= 2*n *PI
公式2：a= `θ` *2*PI /(360*1deg )
公式3：x=r*sin((k*t+a)*1rad )-r*k*t*cos((k*t+a)*1rad )
公式4：y=r*cos((k*t+a)*1rad )+r*k*t*sin((k*t+a)*1rad )
定义空间渐开线生成规则：
x=r*sinθ- r*θ* cosθ
y= r* cosθ+ r*θ* sinθ
x2+y2=z2；
3.生成XZ平面渐开线（图2所示）和YZ平面渐开线（图3所示），拟合空间渐开线（图4所示）；
4.空间渐开线投影到XY平面并变换位置，拉伸生成叶轮中心面脊线，并定义基本轮廓参数生成初步的叶轮轮廓范围，如图5所示；
5.定义生成切割轮廓包络，并切割叶轮轮廓，得到初步叶轮轮廓模型，如图6所示；
6.阵列得到参数化设计叶轮模型，如图7所示，模型后期处理；
7.整理存档形成参数化水泵叶轮模型设计数据库模板。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种发动机水泵叶轮建模方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1 CATIA建模环境设定 ；
步骤2 公式及规则定义；
步骤3 生成XZ平面渐开线和YZ平面渐开线，拟合空间渐开线；
步骤4 空间渐开线投影到XY平面并变换位置，拉伸生成叶轮中心面脊线，并定义基本轮廓参数生成初步的叶轮轮廓范围；
步骤5 定义生成切割轮廓包络，并切割叶轮轮廓，得到初步叶轮轮廓模型；
步骤6 阵列得到参数化设计叶轮模型。
2.根据权利要求1所述的发动机水泵叶轮建模方法，其特征在于：所述方法中步骤1具体包括：
工具选项常规；
参数和测量：参数树型视图，勾选带值、带公式；
零件基础结构：结构树中显示全部。
3.根据权利要求1所述的发动机水泵叶轮建模方法，其特征在于：所述方法中步骤2具体包括：
利用知识工程里的f(x)和fog对渐开线的参数和曲线的规则进行定义；
定义叶轮参数库：r、n、θ、a；
其中r为渐开线基圆；n为渐开线圈数，取1即可；θ为渐开线起始角；a为起始角弧度值；PI为常量π；0<=t<1。
4.根据权利要求3所述的发动机水泵叶轮建模方法，其特征在于：所述方法中步骤2还包括：
定义公式库：
公式1： k= 2*n *PI
公式2：a= `θ` *2*PI /(360*1deg )
公式3：x=r*sin((k*t+a)*1rad )-r*k*t*cos((k*t+a)*1rad )
公式4：y=r*cos((k*t+a)*1rad )+r*k*t*sin((k*t+a)*1rad )。
5.根据权利要求4所述的发动机水泵叶轮建模方法，其特征在于：所述方法中步骤2还包括：
定义空间渐开线生成规则：
x=r*sinθ- r*θ* cosθ
y= r* cosθ+ r*θ* sinθ
x2+y2=z2。
6.根据权利要求1所述的发动机水泵叶轮建模方法，其特征在于：所述方法还包括：
步骤7 整理存档形成参数化水泵叶轮模型设计数据库模板。
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