基于Solidworks的小车架参数模块化设计

    0 引言

    小车架是桥式起重机上的重要组成部分，但由于其通用性不高，设计工作量较大，其更新设计一直是桥式起重机产品开发的瓶颈之一。本文提出了一种基于SolidWorks二次开发功能的小车架参数——模块化设计方法。该方法将机械设计方法中的模块化设计和CAD技术中的参数化设计结合起来，在SolidWorks中建立小车架各组成模块的模块库，并对各模块的设计参数进行定义，进而通过软件开发，将模块组合与参数化设计结合起来，达到进行小车架的变异设计、开发出新产品的目的。

    1 小车架参数——模块化设计系统的建立

    小车架参数——模块化设计系统的基本开发研究思路是：首先研究产品功能模块和结构模块的划分方法，在此基础上结合CAD技术，研究功能模块的参数化定义方法，实现功能模块的变异，以支持这个产品的创新设计。为此，本文将小车架参数——模块化设计系统的开发过程分成两部分工作进行：即功能模块建立和参数化基本模块建立。具体的设计开发过程如图1所示。

    图1 设计开发过程图

    1.1 小车架的模块划分

    目前模块化设计方法主要有结构分析法和功能分析法两种。前者适用于零部件结构特征相对明显的产品，而后者适用于零部件功能相对独立的产品，属于较高的层次。对于小车架这种功能独立，本身有层次的产品而言，比较适合采用功能分析法对其进行产品模块族的划分以及产品功能模块模型的建立。通过与用户的多次交流，确定了小车架的模块划分原则是：①保持各个模块在功能和结构方面有一定的独立性和完整性；②各个模块间的接口要素便于联接和分离；③模块与模块之间的相关尽量的少；④模块分解的粒度要适中。

    起重机小车架的功能结构如图2所示。其中梁是小车架中主要的承重件，主要承担起升机构和运行机构传递给小车架的主要载荷；平台是小车架中的主要支承件，允许设备使用或维护人员在上面走动；底座是指起升机构与运行机构中的电机、减速器、制动器等与小车架的联接件，即电机、减速器、制动器等通过底座固定在小车架的梁或平台上；梯子是允许设备使用或维护人员上下设备的通道；栏杆主要是保证设备使用或维护人员工作的安全性。

    图2 车架功能结构图

    基于以上原则本系统把小车架划分成了主梁，端梁，平台，减速机座，卷桶底座，制动器底座，支腿及附属板等几个功能模块其中主梁和端梁作为主要模块，将决定着小车架的主要形状和载荷，如图3所示。

    图3 小车架的模块划分图