基于UGNX的数字化设计与制造技术的应用

0 引言

    数字化设计与制造技术是指利用计算机软硬件及网络环境，实现产品开发全过程的一种技术，即全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计技术是以计算机辅助设计为主的技术。对于一个工程设计对象，不仅仅要描述它的几何图形，还要描述它的装配关系、材料特征、功能特征等，这些信息在计算机中即为数字信息，用数字信息描述的工程对象称为对象的数字化模型。数字化设计的基本概念就是数字模型加上数字化处理方法。它是先进制造技术的核心技术。

    数字化设计与制造技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术，是制造企业提高产品竞争力的先进手段。在数字状态下对产品进行设计制造，对提高产品的精度、提高生产效率和降低成本越来越重要。在计算机上完成产品的开发，从概念设计到制造完成，所需时间仅为传统方法的1/3左右，而成本也仅为传统方法的1/4左右。

    在数字化设计与制造环境下，在广域内形成了一个由数字和信息织成的网，个人、企业、车间、设备、产品、经销商和市场都将成为数字网中的一个结点，产品在设计、制造、销售、维护过程中所赋予的数字制造信息和技术成为主宰制造业最活跃的驱动因素，数字化设计与制造科学也就成为21世纪制造科学的核心。

1 数字化设计与制造技术的应用

    随着计算机技术的不断发展，数字化设计与制造技术应用的广度和深度都不断加大。不但可以实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造进而快速制造出满足要求的产品，还可以减少样机的数量，从而降低成本，缩短生产周期。这里将数字化设计与制造技术应用于潜油螺杆泵的零齿差机构齿轮的设计制造中，选用NX软件，实现潜油螺杆泵联轴节中关键部件的设计。

    1.1 应用背景

    电动潜油螺杆泵采油系统是一种井下电动机驱动的无杆采油设备。系统利用动力电缆将电力传送至潜油电动机，通过减速器减速和联轴节将运动形式转换后，带动螺杆泵转子在低速下做往复直线运动，井液经过螺杆泵增压后，通过油管被举升到地面。潜油螺杆泵由转子和定子（橡胶材料）组成，转子和定子啮合形成一个个连续的密封腔室。当转子在定子内转动时，由于密封腔室的不断形成、推移和消失，使油液通过一个个密封腔室从吸入端被推进至排出端，直至送达地面，从而起到泵送作用。

    联轴节(图1)连接减速器输出轴与螺杆泵转子(螺杆)，根据潜油螺杆泵采油系统的工况要求和螺杆泵的偏心量要求考虑到电动机、减速器和螺杆泵已标准化、系列化和通用化，所需的联轴节必须具备以下3个功能：1)传递输入轴和输出轴之间的扭矩；2)保证输出轴相对于输入轴有一定的偏心量并且其轴心线绕输入轴的轴心线作行星偏摆运动；3)传递输出轴的反向力作用(轴向压力)。