螺栓螺母的建模方法及建模系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910220621.3 (22)申请日 2019.03.21 (71)申请人 广州华立科技职业学院 地址 510000 广东省广州市增城广州华立 科技园华立路7号 (72)发明人 詹建新 (74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限 公司 44202 代理人 颜希文郝传鑫 (51)Int.Cl. G06F 17/50(2006.01) (54)发明名称 螺栓螺母的建模方法及建模系统 (57)摘要 本发明涉及建模技术领域， 具体涉及了一种 螺栓螺母的建模方法及建模系统， 包。

2、括以下步 骤： S1： 构建螺栓的三维模型结构件， 所述螺栓的 三维模型结构件包括设置有螺纹的螺柱； S2： 构 建与螺柱同轴心且部分重合的实体圆柱模型； S3： 以螺柱的外螺纹为界限， 将实体圆柱模型内 与螺柱重合的部分模型减去， 即为螺母的模型。 本发明的建模方法建立的螺栓螺母的三维模型 的装配精度高， 在三维装配图中能够相匹配的装 配到一起， 并且能够生成尺寸精度高加工图纸， 以提高螺栓螺母的加工精度。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 109992862 A 2019.07.09 CN 109992862 A 1.一种螺栓螺母的建模方法， 其特征在于， 包括： S1： 构建螺。

3、栓的三维模型结构件， 所述螺栓的三维模型结构件包括设置有螺纹的螺柱； S2： 构建与螺柱同轴心且部分重合的实体圆柱模型； S3： 以螺柱的外螺纹为界限， 将实体圆柱模型内与螺柱重合的部分模型减去， 即为螺母 的模型。 2.根据权利要求1所述的建模方法， 其特征在于， 所述构建螺栓的三维模型结构件的步 骤包括： 首先在建模软件环境内构建螺柱， 其次在螺柱的一端构建直径尺寸大于螺柱直径 的螺帽， 且螺柱与螺帽的布尔运算为求和； 最后在螺柱的表面创建螺纹。 3.根据权利要求2所述的建模方法， 其特征在于， 所述的建模软件为UG NX或者Pro/e或 者SolidWorks。 4.根据权利要求1所述的。

4、建模方法， 其特征在于： 所述步骤S3之后， 将所述的螺栓螺母 配合件的三维模型分解为两个单独的三维模型。 5.根据权利要求1所述的建模方法， 其特征在于： 所述步骤S1中， 螺栓的三维模型建立 步骤依次包括： 确定定位中心坐标、 输入螺栓的直径和高度数据以成型圆柱体、 以及在圆柱 体的表面构建螺纹的模型。 6.根据权利要求1所述的建模方法， 其特征在于： 所述步骤S2中构建与螺柱同轴心且部 分重合的实体圆柱模型的步骤包括： 从螺柱的构建有螺纹的部分模型的中心线上选取一点 作为实体圆柱模型的端面中心点； 输入实体圆柱模型的直径和高度数据以成型实体圆柱模 型， 其中所述实体圆柱模型的直径大于圆柱。

5、体的直径。 7.根据权利要求1所述的建模方法， 其特征在于： 所述步骤S3中， 减去实体圆柱模型内 与螺柱重合的部分模型的步骤包括： 在建模软件中， 分别选取螺栓和实体圆柱模型， 采用建 模软件的计算模块以减去与螺栓重合的实体圆柱模型的部分实体， 得到相互配合的螺栓和 螺母模型。 8.一种建模系统， 其特征在于， 包括： 获取模块， 用于获取螺栓的三维模型数据和实体圆柱模型的数据； 构建模块， 用于构建螺栓的三维模型和实体圆柱模型； 计算模块， 用于将实体圆柱模型内与所述螺栓的三维模型重合的模型减去。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109992862 A 2 螺栓螺母的建模方法及建模系统 。

6、技术领域 0001 本发明涉及建模技术领域， 特别是涉及一种螺栓螺母的建模方法及建模系统。 背景技术 0002 在机械结构的制图加工中， 螺栓螺母需要较高的装配精度来相互匹配传动， 机械 制图的过程中， 一般采用近似地将螺栓和螺母画在一起， 忽略了两者螺纹的装配关系。 在现 有的机械三维建模与装配的过程中， 两个三维零件组装在一起， 至少需要3个以上的约束条 件， 而现有技术中设计的螺栓螺母装配时， 只有两个约束条件可以使用： 螺栓和螺母的中心 线共线， 以及已知螺母端面与螺栓端面的距离约束， 壮阳装配的时候缺少第3个条件， 即旋 转的角度， 故在对螺栓螺母进行装配的时候并不能达到精确的装配精。

7、度， 致使其装配精度 达不到指定的要求， 这样， 在后续的是使用过程中， 例如对装配体的动力学分析， 由于动力 学仿真分析对模型的尺寸精度要求高， 若不然方针分析结果与实际相差较大， 并不能作为 可参考的分析结果， 致使分析失败， 或者将三维模型生成相应的加工图纸， 图纸的尺寸精度 低， 加工出螺栓螺母的装配精度低， 产生后续一系列的使用问题， 甚至不能达到基本的使用 需求， 浪费大量的人力物力和时间， 例如虎钳的传动， 有时必须将螺纹完整地装配在一起， 才能进行传动， 否动， 传动无法进行 发明内容 0003 为了解决上述问题， 本发明的目的是提供一种螺栓螺母的装配精度高的螺栓螺母 的建模方。

8、法， 本发明的另外一个目的是提供一种建模系统。 0004 基于此， 本发明提供了一种螺栓螺母的建模方法， 其特征在于， 包括： 0005 S1： 构建螺栓的三维模型结构件， 所述螺栓的三维模型结构件包括设置有螺纹的 螺柱； 0006 S2： 构建与螺柱同轴心且部分重合的实体圆柱模型； 0007 S3： 以螺柱的外螺纹为界限， 将实体圆柱模型内与螺柱重合的部分模型减去， 即为 螺母的模型。 0008 有益效果： 本发明的建模方法首先建立螺栓的三维模型， 在螺栓的模型的基础上 以螺栓的外螺纹作为分界面建立螺母的模型， 这样建立的螺栓螺母之间的装配精度较高， 螺栓螺母能够完全行对应的装配到一起， 能。

9、够满足后续模型的使用要求， 例如， 做仿真分 析、 应力分析以及用作加工图纸等使用要求， 均能得到较精确的结果。 0009 优选的， 所述构建螺栓的三维模型结构件的步骤包括： 首先在建模软件环境内构 建螺柱， 其次在螺柱的一端构建直径尺寸大于螺柱直径的螺帽， 且螺柱与螺帽的布尔运算 为求和； 最后在螺柱的表面创建螺纹。 0010 优选的， 所述步骤S3之后， 将所述的螺栓螺母配合件的三维模型分解为两个单独 的三维模型。 这两个单独的三维模型能够作为后续的螺栓的使用。 0011 优选的， 所述步骤S1中， 螺栓的三维模型建立步骤依次包括： 确定定位中心坐标、 说明书 1/4 页 3 CN 109。

10、992862 A 3 输入螺栓的直径和高度数据以成型圆柱体、 以及在圆柱体的表面构建螺纹的模型。 0012 优选的， 所述步骤S2中构建与螺柱同轴心且部分重合的实体圆柱模型的步骤包 括： 从螺柱的构建有螺纹的中心线上选取一点作为实体圆柱模型的端面中心点； 输入实体 圆柱模型的直径和高度数据以成型实体圆柱模型， 其中所述实体圆柱模型的直径大于圆柱 体的直径。 0013 优选的， 所述步骤S3中， 减去实体圆柱模型内与螺柱重合的部分模型的步骤包括： 在建模软件中， 分别选取螺栓和实体圆柱模型， 采用建模软件的计算模块以减去与螺栓重 合的实体圆柱模型的部分实体， 得到相互配合的螺栓和螺母模型。 00。

11、14 优选的， 所述的建模软件为UG NX或者Pro/e或者SolidWorks。 0015 一种建模系统， 其特征在于， 包括： 0016 获取模块， 用于获取螺栓的三维模型数据和实体圆柱模型的数据； 0017 构建模块， 用于构建螺栓的三维模型和实体圆柱模型； 0018 计算模块， 用于将实体圆柱模型内与所述螺栓的三维模型重合的模型减去。 附图说明 0019 图1是本发明螺栓螺母的建模方法的实施例1的示意图； 0020 图2是本发明的建模方法的构建螺栓模型的示意图一； 0021 图3是本发明的建模方法的构建螺栓模型的示意图二； 0022 图4是本发明的建模方法的构建螺栓模型的示意图三； 0。

12、023 图5是本发明的建模方法的构建螺栓模型的示意图四； 0024 图6是本发明的建模方法的构建螺母模型的示意图一； 0025 图7是本发明的建模方法的构建螺母模型的示意图二； 0026 图8是本发明的建模方法建立的螺栓螺母的模型。 具体实施方式 0027 下面结合附图和实施例， 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实施 例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 0028 实施例1： 本实施例提供一种螺栓螺母的建模方法， 如图1所示， 包括： 0029 S1： 构建螺栓的三维模型结构件， 所述螺栓的三维模型结构件包括设置有螺纹的 螺柱； 0030 S2： 构建与螺柱同轴心且部分。

13、重合的实体圆柱模型； 0031 S3： 以螺柱的外螺纹为界限， 将实体圆柱模型内与螺柱重合的部分模型减去， 即为 螺母的模型。 0032 本发明的建模方法首先建立螺栓的三维模型， 在螺栓的模型的基础上以螺栓的外 螺纹作为分界面建立螺母的模型， 这样建立的螺栓螺母之间的装配精度较高， 螺栓螺母能 够完全行对应的装配到一起， 能够满足后续模型的使用要求， 例如， 做仿真分析、 应力分析 以及用作加工图纸等使用要求， 均能得到较精确的结果。 0033 所述构建螺栓的三维模型结构件的步骤包括： 首先在建模软件环境内构建螺柱， 其次在螺柱的一端构建直径尺寸大于螺柱直径的螺帽， 且螺柱与螺帽的布尔运算为求。

14、和； 说明书 2/4 页 4 CN 109992862 A 4 最后在螺柱的表面创建螺纹。 0034 所述步骤S3之后， 将所述的螺栓螺母配合件的三维模型分解为两个单独的三维模 型。 这两个单独的三维模型能够作为后续的螺栓的使用。 0035 所述步骤S1中， 螺栓的三维模型建立步骤依次包括： 确定定位中心坐标、 输入螺栓 的直径和高度数据以成型圆柱体、 以及在圆柱体的表面构建螺纹的模型。 0036 所述步骤S2中构建与螺柱同轴心且部分重合的实体圆柱模型的步骤包括： 从螺柱 的构建有螺纹的中心线上选取一点作为实体圆柱模型的端面中心点； 输入实体圆柱模型的 直径和高度数据以成型实体圆柱模型， 其中。

15、所述实体圆柱模型的直径大于圆柱体的直径。 0037 所述步骤S3中， 减去实体圆柱模型内与螺柱重合的部分模型的步骤包括： 在建模 软件中， 分别选取螺栓和实体圆柱模型， 采用建模软件的计算模块以减去与螺栓重合的实 体圆柱模型的部分实体， 得到相互配合的螺栓和螺母模型。 0038 螺栓或者圆柱体的建模方法也可以采用拉伸以及旋转等方法， 建模的软件可以采 用SolidWorks或者Pro/e等一些三维软件进行建模， 采用拉伸建模的时候可以首先构建圆 柱的截面， 然后拉伸该截面得到圆柱， 或者构建一个长方形以及以长方形的一侧面作为旋 转中心， 然后旋转得到相应的圆柱体。 0039 所述的建模软件为U。

16、G NX12.0。 0040 例如， 采用上述的建模方法具体建立螺栓螺母的模型的步骤如下： 采用UG NX12.0 作为建模软件， 具体的建模步骤为:(1)、 启动UG NX12.0，“新建” 名称为 “螺栓螺母机构 .prt” 的文件夹， 设定模型单位为毫米； (2)、 如图2所示， 依次选取 “菜单、 插入、 设计特征、 圆 柱体” 命令， 设置输入圆柱体的 “轴、 直径和高度” ，“指定矢量” 选取 “XC ” ， 单击 “指定点” ， 在 【点】 对话框中输入(0， 0， 0)，“直径” 设为20mm，“高度” 设为5mm， 并单击确定建立第一圆柱体 模型； 如图2所示； (3)、 建。

17、立螺帽模型， 以圆柱体的一端面为基准面， 以步骤2所述的方法建 立第二圆柱体并求和得到两个螺栓柱的模型， 如图2所示； 其中， 对第一圆柱体和第二圆柱 体的连接部分进行倒斜角操作， 斜角特征为1mm*1mm， 如图3所示； (4)、 如图4-5所示， 依次选 取 “菜单、 插入、 设计特征、 螺纹” 命令， 并在话框中选 “右旋” ， 然后再选取螺栓柱， 设定 “小 径” 为8.5mm，“长度” 为90mm，“螺距” 为2mm，“角度” 为60 ， 确定之后得到螺栓的三维模型。 0041 (5)建立实体圆柱模型， 如图6所示， 其步骤包括： 依次选取所述建模软件的 “菜单、 插入、 设计特征、。

18、 圆柱体” 命令， 其中所述圆柱体建模方法为 “轴、 直径和高度” ， 直径为20mm， 高度10mm； 输入所述的 “圆柱体” 的一端截面圆的中心点坐标为(50,0,0)， 输入 “圆柱体” 的 直径数据和高度数据， 其中所述的布尔运算为 “无” ； 输入确定建模指令构建为所述的实体 圆柱模型。 0042 (6)所述将实体圆柱模型内与螺柱重合的部分模型减去的步骤包括： 如图7所示， 选取所述的建模软件上的 “菜单、 插入、 组合、 减去” 命令， 在所述的 “求差” 命令框中， 所述目 标体选择实体圆柱模型， 所述的工具体选择螺栓， 并同时选择保存工具； 输入确定指令构建 所述的螺母的模型，。

19、 如图8所示为建立的螺栓与螺母的模型。 0043 在发明的其他实施例中， 例如台虎钳结构、 涡轮蜗杆结构或者齿轮齿条等具有相 互螺纹结构中， 可以采用本发明的技术方案， 其步骤包括首先建立第一配合体的模型， 其次 在第一配合体模型的基础上建立第二配合体， 最后以第一配合体与第二配合体相匹配接触 的接触面为分界面， 减去相应的多余部分模型即可得到相互匹配的第一配合体和第二配合 说明书 3/4 页 5 CN 109992862 A 5 体， 使用该方法得到的迷行的配合精度高。 0044 一种建模系统的实施例， 包括： 获取模块， 用于获取螺栓的三维模型数据和实体圆 柱模型的数据； 构建模块， 用于。

20、构建螺栓的三维模型和实体圆柱模型； 计算模块， 用于将实 体圆柱模型内与所述螺栓的三维模型重合的模型减去。 0045 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以做出若干改进和替换， 这些改进和替换 也应视为本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 109992862 A 6 图1 图2 说明书附图 1/4 页 7 CN 109992862 A 7 图3 图4 图5 说明书附图 2/4 页 8 CN 109992862 A 8 图6 图7 说明书附图 3/4 页 9 CN 109992862 A 9 图8 说明书附图 4/4 页 10 CN 109992862 A 10 。