基于Pro/Intralink的齿轮减速器的三维并行设计

0 引言

    齿轮减速器具有效率高、寿命长、维护简便等特点，因而是机械传动中应用极为广泛的一种传动机械，而其复杂繁琐的设计过程让生产厂家不能高效率地生产和更新。随着减速器在工业中需要的提升，对减速器的高效率设计及分析越来越成为社会的需要。为了满足市场需求，目前各生产企业都采用三维设计软件和仿真模拟软件，不仅可以缩短产品生产周期，还能提高产品质量。但是，传统的三维设计方法是遵循用二维软件确定方案一二维零件图一三维模型一装配整机一检验设计方案的基本流程，这样的串行设计方法并不是真正有效的三维设计方法，不能在设计早期全面考虑下游的设计状况，如果产品设计有缺陷，需要反复修改，生产效率很难适应市场的需求。

    本文采用美国参数技术公司开发的数据库管理系统Pro/Intralink软件，与Pro/E实现无缝集成和三维管理功能，从而实现齿轮减速器的三维并行设计。

1 并行设计与Pro/Intralink

    并行设计是一种对产品及其相关过程（包括设计制造和相关的支持过程）进行并行和集成设计的系统化工作模式。其基本思想就是打破传统的串行开发中各部门一条线作业的工作模式，将设计任务进行多元化分解，再通过计算机支持的协同工作模式，将任务分配给多人来完成，其中可以是企业中不同部门的人员，也可以是同一项目中不同企业的人员。这种跨专业、跨领域的基于网络的并行设计可以极大地降低设计难度，提高产品质量。

    Pro/Intralink是由美国PTC公司研制开发的一个基于Web的协同平台，它能无缝管理所有的Pro/Engineer数据关系。通过注册Pro/Intralink，建立Pro/Engineer和Pro/Intralink的连接，并在Pro/I内设定一个标准环境，在这个标准环境下每个Pro/E用户可以创建个人工作区间，并且可以在自己的工作区间内进行创作。所有的创作都在这个统一规范下进行，由Pro/I数据库统一存放，允许非Pro/I用户查看，但不能修改。所有设计师在使用Pro/E工作时必须在Pro/I中启动，所有的设计过程都受Pro/I的控制，同时，在Pro/E或者Pro/I中有任何的改动，都会自动地在两个环境中更新。这种透明的数据管理系统不仅能应对日益加剧的市场竞争力，而且确保了数据的安全访问。因此，众多用户使用Pro/I来实现产品的数据管理和信息共享。

2 基于Pro/I的并行设计原理

    2.1 基于Pro/I的设计特点

    Pro/I是基于Web的协同设计平台，它能够支持多个CAD用户同时进行设计，能够保证数据的唯一性、及时性和正确性。通过注册Pro/I，让Pro/E与Pro/I进行连接，并且建立个人工作区，每个用户可以通过个人工作区访问公共空间的信息和数据，也可以将设计完成后的数据重新检入到公共空间。注册Pro/E的过程也是Pro/E用户登陆到个人工作空间的过程，它用密码进行了用户验证，保证了数据的安全性。因此，基于Pro/I的并行设计具有高效率、高准确和保密等特点。

    Pro/I并行设计主要思想如下：(1)建立一个合适的设计流程。在标准完全相同的情况下，在产品开发初期，按照功能策划出整体的模型，对于比较复杂的整体模型，为了节约工作时间，提供工作效率，可以按照功能或形状的分段方法将整体拆分成不同小段，分配给不同设计者进行同步设计。(2)协同人员的有效管理。产品开发的过程是各跨学科群组在异构环境下，通过规划合理的信息流协调组织、资源和逻辑制约关系，实现动态可变的开发任务流程。在基于Pro/I的并行设计中，可以将所有相关工作人员划分到不同的组，并且所有的组都是并行的，通常我们按照项目来分组，对不同的项目赋予不同的角色，不同的角色赋予不同的使用者，不同的使用者有不同的使用权限，按照这样细细地划分任务，不仅能够令设计流程清晰明了，设计效率大大提高，并且保证了数据的安全。在Pro/I中并行设计流程如图1所示。

图1 基于在Pro/I的并行设计流程图

    2.2 并行设计公共区和个人工作区的建立

    Pro/I上的公共区是一个实现数据共享和数据传递的公用数据库，可以包括设计减速器所必须的基本数据、基准平面、基准轴、坐标系和定位信息等，以及所有模型对象及其信息。它以文件夹的形式提供给设计者所需要的数据，并且向设计者传达相关的设计任务，实现共享和统一。当需要表达的信息较多时，可以将信息分类，分别装进不同的文件夹。

    Pro/I除了可以为用户提供信息共享以外，还可以保证每个用户的设计数据安全。即为每个设计者提供一个个人工作空间，这个工作空间为本机数据库，它为设计者提供独立操作的空间，同时可以单独管理他们的设计方案和计划变更。在此并行设计中，我们设定了多个个人工作区，以便让减速器的许多不同零件可以同时进行设计，提高效率，其实现原理如图2所示。

图2 并行设计原理图

    如图2所示，公共数据库为设计者提供所有模型的数据及相关信息活动，设计者可以以服务器工作区为中介，将数据和信息检入到个人工作区进行存储、查询和修改，一旦设计者工作完成之后又可将其检入到公共区。因此，公共区数据库包含了所有模型的数据信息，分配给各设计者的任务完成后，管理者只需在公共区将其组合成一个整体。