[發明專利]旋轉機器

在審

• 申請號: 201210487862.2
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN103093025A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: B·詹姆斯
• 申請（專利權）人: 諾邁士科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

技術領域

本發明涉及一種采用計算機輔助工程的傳輸系統和傳動系的設計，特別是那些包括由齒輪、發電機、馬達、轉子、定子、離合器、軸以及軸承組成的旋轉機器組件的傳輸系統和傳動系的設計。在本發明的全文中，應當理解的是術語傳動裝置指整個傳動系，其可以包括輸入軸、齒輪箱、離合器、軸、傳動軸、電動馬達、發電機、半軸、分線箱、差速齒輪、動力輸出單元、輔助動力單元、輪轂減速單元、轉向系統、正時齒輪系和輸出軸。

背景技術

設計旋轉機器(例如復雜的傳動裝置或齒輪箱布置)是復雜的并且是需要耗費時間的。設計者在最初的設計階段通常采用概念模型，例如，“符號圖”，這些概念模型提供了一種觀看部件之間的功能關系的簡單的方式。這樣的圖幫助旋轉機器的設計者使他們的設計概念化而不用返回到深度的結構分析或詳細的工程圖中。最初，他們能限定這些功能關系而不需要限定關于部件的尺寸和包裝的信息。

一旦針對給定的旋轉機器布置的一個或多個概念的基本功能已經建立，該布置要經過更詳細的結構分析，通常由很多專門的后臺工程人員執行，以限定動力流、確定部件的尺寸、部件的包裝、負荷、動力、性能等等。這些信息從旋轉機器的詳細結構分析和仿真中獲得。這常常導致在原始概念中識別出缺陷，并且常常需要改變布局。這就意味著用于復雜機器的設計過程是反復的、耗時的并且因此是昂貴的。

這就需要一種簡單而有效的布局途徑來設計組件，其針對多種分析方法提供布局信息，并且其允許進一步的技術細節隨著組件設計的演變而被添加到布局中。

發明內容

本發明提供了一種方案以解決這個問題，通過提供一種關聯概念方法的途徑，允許設計者利用設計元素的特性和屬性建模旋轉機器而簡單地布局設計。這就減少了獲得現在出現了多個以前未知的特征的設計所花的時間。

因此，傳動裝置的設計者可將傳動構造勾勒為“符號圖”以不只代表所給定設計的結構還可以代表它的功能。

本發明的方法通過CAE程序包實施。下面是本發明的功能和“感覺”的關鍵特征。

本發明提供一種用于設計旋轉機器組件的計算機輔助工程的方法。該方法包括以下步驟：在計算機系統的圖形用戶界面中構建所述旋轉機器組件的布局，并且根據該布局形成旋轉機器組件的功能模型。該布局通過以下步驟構建：接收用于旋轉機器的部件的用戶選擇；定位所選的部件；并且構建所選部件之間的關聯。該功能模型基于所述關聯、所選部件的相對位置、所選部件的特性和該關聯的特性中的一項或多項。這就允許，例如，在CAE程序包中對完整的傳動系統進行符號圖類型的建模。傳動裝置設計者將傳動構造勾勒為“符號圖”并且這被用于表示該給定設計的結構和功能。在本發明中，這在CAE(Computer-Aided?Engineering)程序包中實施。

優選地，該方法還包括預測旋轉機器組件的性能。該性能的預測在圖形用戶界面中執行，通過連接至集成用戶界面或通過向第三方程序包輸出數據。該符號圖是傳動裝置的功能或“工作”模型，可以對其執行計算。因此它不僅僅是傳動裝置的圖形表示，還是傳動裝置的功能模型；它是一種產品定義，其上可以執行運算以預測傳動裝置的功能和性能。符號圖生成傳動裝置的3D模型，其能被輸出給CAD以在它的環境下檢查傳動裝置的包裝。雖然，該圖形用戶界面是2D的，正交視圖允許該傳動裝置被定義為3D表示。這作為實體幾何被輸出給CAD程序包，這樣該傳動裝置的尺寸和形狀可以相對于其最終被裝配的空間被檢查。所有這些只需通過已經完成的設計的最少的細節獲得。

優選地，預測的步驟包括報告旋轉機器組件的性能。性能標準包括：通過旋轉機器組件或所選部件的動力流；齒輪尺寸；齒輪轉矩容量和中心距安全系數；離合器轉矩容量；包裝空間；軸承負荷；對應于滾動軸承的最小所需動態容量的合適動態負荷系數；殼體或箱體上的負荷；部件和組件的重量；和/或成本的估計。

優選地，該方法包括修改模型以達到提高的產品性能。這可以通過根據以下步驟修改布局而實現：接收用戶對旋轉機器的一個或多個新的或已有的部件的選擇；定位所選擇的新的或已有的部件；創建所選的新的或已有的部件之間的關聯；并且更新該功能模型。它也可以通過根據以下步驟修改一個或多個特性而實現：接收用戶對部件或關聯的選擇；根據用戶的需求設定或修改所選部件或所選關聯的特性；并且更新所述功能模型。該過程可以被執行多次以形成越來越復雜的功能模型。優選地，設定或修改特性的步驟包括點-和-拖的動作。