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摘 要：UG（Unigraphics NX）是集CAD/CAE/CAM一体的三维参数化软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，在机械和电子工业领域得到了广泛应用。文章运用UG8.0软件实现SWC390BH型万向联轴器的虚拟建模与装配，体现CAD在产品设计中的优势。通过建模与装配实例，介绍UG软件建模、装配、运动仿真的操作步骤与方法。本文作者承接了2018年浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）项目，项目名称“虚拟现实技术在万向节結构与拆装中的应用”，以此项目为基础对UG软件虚拟建模与装配方法进行了专门的研究。
关键词：基准;几何约束;运动仿真
SWC390BH型联轴器是十字轴式万向联轴器中的标准伸缩焊接式万向联轴器其基本结构如图有连接键两个、花键轴、花键套、焊接轴叉两个、法兰轴叉两个、连接钢管、十字包组件两个，其他零件若干，其中花键轴与一个焊接轴叉焊接形成花键轴叉组件、花键套与连接钢管及一个焊接轴叉焊接形成花键套轴叉组件。SWC390BH型联轴器轴承固定不用螺栓，避免了因螺栓剪断而破坏的薄弱环节，延长了使用寿命，便于维护。适用于轧钢机械、起重运输机械及其他重型机械，联接两个不同轴线的传动轴系，回转直径390mm;伸缩量170mm;传递公称转矩320KN.m;轴线折角≤15°。
1.SWC390BH型十字轴式万向联轴器建模
此联轴器中与十字包组件连接轴叉结构较复杂，以下为法兰轴叉零件基本建模过程。
2.SWC390BH型十字轴式万向联轴器装配
装配技术要求：
1）轴承内的调整垫应按实测尺寸选配，保证十字轴的轴向间隙为0.1-0.15mm。
2）花键轴叉与花键套轴叉的两轴承孔轴线应位于同一平面内，其偏差不得超过1°。
3）万向节应转动灵活，无卡滞现象。
4）万向联轴器组装后，花键轴应伸缩灵活，无卡滞现象。
5）法兰结合面不得有碰伤、划痕、黑斑等现象。
6）轴承和花键用2号工业锂基润滑脂润滑。
7）当万向联轴器的工作转数n≥300r/min时应进行动平衡，其平衡精度等级为G16。
8）万向联轴器在包装前应清洗干净，结合面涂防锈剂，非结合面涂油漆。
为简化装配过程明确各零件之间的相互位置关系，将SWC390BH型十字轴式万向联轴器装配分为四个部装一个总装，四个部装分别为法兰轴叉组件装配、十字包组件装配、花键轴叉组件装配、花键套轴叉组件装配，总装为四个组件的装配。部装与总装过程中关注装配要求的2、3、4项要求合理选择装配过程中的几何约束，方便装配过程中各零件及组件的位置调整，装配后结果如图。
3.SWC390BH型十字轴式万向联轴器运动仿真
为进行联轴器运动仿真，设计连接法兰轴及支架并进行装配，形成可进行运动仿真模型如图。运动仿真连杆与运动副定义。支架定义为固定连杆，连接法兰轴与法兰轴叉组件刚性连接可视为一个连杆前后各一个共两个连杆，十字包组件前后各一个共两个连杆，花键轴叉组件为一个连杆，花键套轴叉组件为一个连杆共7个连杆。支架为固定副无需定义在定义固定连杆时可自动生成，支架前侧与连接法兰轴之间定义驱动旋转副，其他运动副均为非驱动，支架后侧与后侧连接法兰之间定义旋转副，十字包组件与法兰轴叉组件两处连接定义旋转副两个，十字包组件与花键套轴叉组件两处连接定义旋转副两个，一个十包定义四个旋转副，两个十字包共定义旋转副八个，花键轴叉组件与花键套轴叉组件之间连接为滑动连接，在一个花键的两个垂直平面上分别定义一个滑动副共两个滑动副，共定义运动副13个。定义解算方案，分析类型运动学/动力学，时间50s，步数6000，包含静态分析，重力常数9.8，求解后可进行运动学仿真。
4.结论
UG（Unigraphics NX）软件功能强大，建模过程中的核心问题在于对基准的理解、创建、选择与应用，装配过程中应以实际装配的技术要求为基础确定虚拟装配的关键问题，通过虚拟装配检验设计的合理性，进一步优化设计与装配工艺，运动仿真实现的前题是对连杆和运动副的合理定义，进而为模型的动力学仿真提供可能，通过UG软件进行机械设计可以进一步缩短产品设计周期，减少设计成本，达到产品最优。
参考文献
[1]文斌.联轴器设计选用手册.北京：机械工业出版社.2008.10
[2]章兆亮.UGNX8.0快速入门、进阶与精通.北京：电子工业出版社.2014.3
[3]秦大同，谢里阳.现代机械设计手册.北京：化学工业出版社.2011.3
关键词：基准;几何约束;运动仿真
SWC390BH型联轴器是十字轴式万向联轴器中的标准伸缩焊接式万向联轴器其基本结构如图有连接键两个、花键轴、花键套、焊接轴叉两个、法兰轴叉两个、连接钢管、十字包组件两个，其他零件若干，其中花键轴与一个焊接轴叉焊接形成花键轴叉组件、花键套与连接钢管及一个焊接轴叉焊接形成花键套轴叉组件。SWC390BH型联轴器轴承固定不用螺栓，避免了因螺栓剪断而破坏的薄弱环节，延长了使用寿命，便于维护。适用于轧钢机械、起重运输机械及其他重型机械，联接两个不同轴线的传动轴系，回转直径390mm;伸缩量170mm;传递公称转矩320KN.m;轴线折角≤15°。
1.SWC390BH型十字轴式万向联轴器建模
此联轴器中与十字包组件连接轴叉结构较复杂，以下为法兰轴叉零件基本建模过程。
2.SWC390BH型十字轴式万向联轴器装配
装配技术要求：
1）轴承内的调整垫应按实测尺寸选配，保证十字轴的轴向间隙为0.1-0.15mm。
2）花键轴叉与花键套轴叉的两轴承孔轴线应位于同一平面内，其偏差不得超过1°。
3）万向节应转动灵活，无卡滞现象。
4）万向联轴器组装后，花键轴应伸缩灵活，无卡滞现象。
5）法兰结合面不得有碰伤、划痕、黑斑等现象。
6）轴承和花键用2号工业锂基润滑脂润滑。
7）当万向联轴器的工作转数n≥300r/min时应进行动平衡，其平衡精度等级为G16。
8）万向联轴器在包装前应清洗干净，结合面涂防锈剂，非结合面涂油漆。
为简化装配过程明确各零件之间的相互位置关系，将SWC390BH型十字轴式万向联轴器装配分为四个部装一个总装，四个部装分别为法兰轴叉组件装配、十字包组件装配、花键轴叉组件装配、花键套轴叉组件装配，总装为四个组件的装配。部装与总装过程中关注装配要求的2、3、4项要求合理选择装配过程中的几何约束，方便装配过程中各零件及组件的位置调整，装配后结果如图。
3.SWC390BH型十字轴式万向联轴器运动仿真
为进行联轴器运动仿真，设计连接法兰轴及支架并进行装配，形成可进行运动仿真模型如图。运动仿真连杆与运动副定义。支架定义为固定连杆，连接法兰轴与法兰轴叉组件刚性连接可视为一个连杆前后各一个共两个连杆，十字包组件前后各一个共两个连杆，花键轴叉组件为一个连杆，花键套轴叉组件为一个连杆共7个连杆。支架为固定副无需定义在定义固定连杆时可自动生成，支架前侧与连接法兰轴之间定义驱动旋转副，其他运动副均为非驱动，支架后侧与后侧连接法兰之间定义旋转副，十字包组件与法兰轴叉组件两处连接定义旋转副两个，十字包组件与花键套轴叉组件两处连接定义旋转副两个，一个十包定义四个旋转副，两个十字包共定义旋转副八个，花键轴叉组件与花键套轴叉组件之间连接为滑动连接，在一个花键的两个垂直平面上分别定义一个滑动副共两个滑动副，共定义运动副13个。定义解算方案，分析类型运动学/动力学，时间50s，步数6000，包含静态分析，重力常数9.8，求解后可进行运动学仿真。
4.结论
UG（Unigraphics NX）软件功能强大，建模过程中的核心问题在于对基准的理解、创建、选择与应用，装配过程中应以实际装配的技术要求为基础确定虚拟装配的关键问题，通过虚拟装配检验设计的合理性，进一步优化设计与装配工艺，运动仿真实现的前题是对连杆和运动副的合理定义，进而为模型的动力学仿真提供可能，通过UG软件进行机械设计可以进一步缩短产品设计周期，减少设计成本，达到产品最优。
参考文献
[1]文斌.联轴器设计选用手册.北京：机械工业出版社.2008.10
[2]章兆亮.UGNX8.0快速入门、进阶与精通.北京：电子工业出版社.2014.3
[3]秦大同，谢里阳.现代机械设计手册.北京：化学工业出版社.2011.3