基于CATIA通用滚动轴承数字化设计系统开发

作     者：张建 

作者单位：西安工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚慧;吴志斌

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：滚动轴承选型 数据库设计 AHP CATIA 

摘      要：滚动轴承作为机械行业的基础部件,以其高效、可靠的特性,在各种机械设备中发挥着至关重要的作用。无论是在汽车、铁路,还是在航空航天、工业机械等领域,滚动轴承都承担着支撑、减少摩擦、提高运动效率等关键任务。因此,滚动轴承的选型和设计工作成为机械设计流程中的一个关键环节。目前,传统的滚动轴承选型设计依赖于工程技术人员的经验和主观判断,具有一定的随意性;在滚动轴承选型过程中需要反复查阅机械设计手册相关书籍,费时费力,且校核计算过程繁琐易出错。为解决以上问题,本文提出基于CATIA通用滚动轴承数字化系统开发的研究,系统主要包括两个功能,选型功能和查询功能。主要研究内容和成果如下: (1)数据库设计。本文采用SQL Server数据库储存了轴承类型、基本尺寸性能参数、一般特性和二维示意图的数据信息。完成了滚动轴承知识信息的数字化,为之后提高信息检索效率做铺垫。 (2)滚动轴承选型算法的设计与实现。为解决个人主观“猜算的方式选择滚动轴承类型缺乏全面性和可靠性的问题,本文采用层次分析法(AHP)综合评价模型,对滚动轴承选型问题建立层次结构,把同一层级所有元素基于上一层某一元素下进行两两成对比较,用AHP自带的标度系统实现赋值,最后通过加权权重方法实现轴承类型的选择,实现了本系统的类型选择模块。为解决反复查阅书籍耗时耗力和校核计算过程繁琐易出错的问题,本文对滚动轴承的校核流程进行了解析,首先通过Python提供的Pymssql模块与数据库建立连接,通过游标对象结合SQL查询语句,实现轴承数据信息的检索,完成本系统的查询模块。其次采用结构化编程的思想,将寿命校核问题分为若干个单独的小问题,先实现这些小问题并放在算法库中,通过主程序调用子模块来实现不同轴承类型的寿命校核,完成了本系统的寿命校核模块。 (3)交互界面的设计与实现。为实现本系统与设计人员的交互,通过QT Designer建立系统的前端界面,并通过Python提供的Pyside2模块,完成了界面的加载、初始化和定义控件行为等系统的驱动程序设计,实现系统前端与后端的连接。 (4)系统集成。为实现滚动轴承数字化系统与CATIA的功能集成,在CATIA中通过VBA宏命令来执行外部的轴承数字化系统文件,将VBA宏命令与自定义的菜单项连接,形成一个功能性菜单,实现了轴承数字化系统与CATIA的集成。 经工程实例验证,本文研究的轴承数字化系统能够与设计人员进行交互,实现滚动轴承的选型与查询,提高了设计人员的选型质量和工作效率。