UG在玩具设计中的应用

时间:2016年04月25日

摘要:工业产品设计是一门古老而又年轻的学科,近年,计算机辅助技术飞速发展,计算机辅助工业产品造型设计就是这两个学科的结合、统一。我们在该论文中用两个案例阐述了使用UG软件做工业产品——玩具结构及外形设计的设计流程和技巧。

关键词:UG 玩具设计 结构设计  外形设计  人机工程 1  引言     UG软件是由美国著名航空公司麦道开发的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统,它覆盖产品的整个开发过程,包括概念设计、详细设计、工程分析、模拟仿真以及制造等,而玩具在工业产品中占有相当比重,尤其是在泛珠三角地区,中国现有8000多家玩具企业,其中广东占有5000多家,占到全国市场的一半以上,但大部分以出口为主。在去年,国家劳动和社会保障部正式向社会发布了玩具设计师的个新职业,这是我们中国玩具设计行业的一个新的开端。因此,对于中国的玩具设计师这一新兴行业,要求在玩具设计过程中设计师们的专业技能越来越高,新的技术给我们的设计带来了方便,同时也要求设计师们的计算机辅助技术的专业技能要更加熟练。 2  UG在玩具结构设计中的应用      在玩具结构设计中,牙箱的设计是非常重要的,玩具的各种动作依靠牙箱来完成,因此掌握牙箱的设计是进行玩具结构设计的基础。牙箱的构成主要是由各种齿轮、凸轮、曲轴、马达等组合,在进行牙箱设计的具体工作前,有必要完成齿轮这个最基本零件的设计。玩具结构中的齿轮一般选用模数为0.4~1的小模数齿轮,其材料多选用赛钢(POM)、尼龙、合金等。     下面我们来看看使用UG来进行玩具结构设计中最常用的标准直齿圆柱齿轮的创建方法。      我们新建一个文件,进入相应的应用模块Modeling三维建模模块。      现在,我们来看看在UG中建立圆柱直齿轮的过程:      首先,我们要建立圆柱齿轮齿形渐开线表达式。大家知道,齿轮零件有几个基本的参数:模数(m)、齿数(z)、压力角(α),我们要通过齿轮的这些参数来确定齿形渐开线方程,这个过程我们需要通过UG的表达式菜单来建立,在主菜单选择Tools→Expressions创建以下表达式: a =0 b =360 m =0.75 (模数) z =36 (齿数) a =20(压力角) r =m*z*cos(α)/2 s =(1-t)*a+ t*b t =1 xt =r*cos(s)+r*rad(s)*sin(s) yt =r*sin(s)+r*rad(s)*cos(s) Zt =0 注:d=m*z=工作节圆( 分度圆) 齿顶圆d1=d+2*m 齿底圆d2=d-2.5*m(hh) 齿厚 (pi*m)/2 pi 齿高=2.25*m 啮合间隙=0.25*m 接下来,使用UG的法则曲线建立齿轮齿形渐开线。在主菜单选择Insert→Curve→Law Curve→By Equation,生成渐开线如下图(1)所示: UG在玩具设计中的应用 图(1) 最后,生成齿轮实体,并阵列如图(2)、图(3) UG在玩具设计中的应用                UG在玩具设计中的应用 图(2)                 图(3) 3  UG在玩具外形设计中的应用     下面,我们再来看一个UG在玩具外形设计中的应用实例:     这款儿童娱乐休闲椅如图(4)所示:这款儿童休闲座椅是我们为在公共场所休闲娱乐的7~12岁儿童所设计的产品。 UG在玩具设计中的应用 图(4)     它的外观设计构思来自鲜花的花辨,此椅颜色设计方面运用多种颜色配搭,犹如鲜花盛开的形状,寓意花儿一样幸福的童年。     首先,在做这款儿童休闲椅的设计过程中,我们需要综合考虑外观的造型与人机工程的因素,另外,就是增强它的功能性。     设计座椅在某种意义上来说就是设计一种新的生活方式、工作方式、休闲方式、娱乐方式,对“座椅的功能不仅是物质的,也是精神的”有更多、更深的理解。     座椅设计会更重视“保护式”设计,不仅环保,而且更体贴,更加照顾人的情感。      在人们休闲时,座椅舒适程度成为人们首先考虑的因素,科技因素在座椅设计和制造中的含量越来越高 。     我们来看一组设计的人机数据: 图(5)为人站立时的脊椎形态:其中腰部脊椎形状为向内凸起的。 图(6)为人坐着时的脊椎形态:腰部脊椎形状为向外的弓型。     其中两图中的阴影区域为脊椎承力部位,也是脊椎最容易劳损的部位,所以对于现在长时间呆在办公室坐班的白领来说都或多或少患有腰部病痛。 UG在玩具设计中的应用 图(5)     图(6) 坐姿情况下,支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚。 良好坐姿情况下,压力适当地分布在
文章热词:玩具,设计,中的,应用
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