基于Creo/Windchill的变速器数模管理系统的创建和应用

陈勇　任耀东

摘 要：本文通过Creo/Windchill对某款12挡机械式手动变速器三维数模进行模块化处理，将数个不同技术状态的变速器归一到一个三维模型中进行统一管理，便于数据的存储和技术状态的管理。在此基础上，对不同技术状态的变速器展开爆炸图制作、质量、重心和转动惯量等参数的计算分析等应用。

关键词：Creo4.0;变速器;模块化;简化表示;应用

0 引言

Creo作为CAD/CAM/CAE一体化的三维设计软件，是产品数据的来源，为下游提供数据信息。Windchill是产品信息的集中来源，提供了有关整个产品和服务生命周期中的所有产品内容和业务过程的完整信息。作为所有产品信息的中央存储库，Windchill会集中管理使用CAD应用程序创建的模型，通过从单一受控的位置管理多个CAD系统中的数据，消除因使用重复或不完整的数据所产生的错误，使所有数据都有一个“单一数据来源”[1]。

作为PTC公司旗下的两套应用软件，Creo能与Windchill系统进行无缝集成应用。Windchill与Creo集成应用要充分發挥Windchill的数据管控功能及CREO的数据建模功能，以提高产品研发人员的工作效率[2]。本文通过Creo和Windchill对某12挡机械式手动变速器进行模块化设计[3]，将不同技术状态的变速器数据归一到一个三维数模中，便于数据的存储和技术状态管理，并在此基础上，在变速器爆炸图制作，变速器质量和重心计算以及转动惯量计算等方面进行应用。

1 变速器配置与数模

主机厂在对目标车型进行动力系统选型时，根据其使用工况，对变速器配置有不同的要求。比如匹配载货车（非自卸）和长距离运输车时，变速器往往不需要带取力器;匹配自卸车和专用车时，取力器是必选配置。对于某12挡机械式手动变速器来说，变速器带取力器与否，结构差异主要差异在后盖部分，见图1。

为了存储这两种状态的变速器数模，常规方法是在Creo中创建两个三维模型总成，并命名为不同的名称。此时在Windchill文件夹中将存在几乎两倍于基本型变速器的三维数据内容，非常不利于数据的管理和空间的利用。为了提高变速器应用工程师工作效率，缩短开发周期，我们引入变速器模块化概念[4]。

2 变速器模块化

变速器一般包含离合器壳部分、主箱部分、副箱部分、上盖部分和操纵部分等5大部分，如图2所示。我们在Creo中分别将这5个模块以组件的形式装配好，存放于Windchill文件夹中。从上一章节阐述中，我们知道两种变速器技术状态仅仅在副箱部分是否带取力器有区别，那么我们针对模块5进行特殊处理。

1.离合器壳部分 2.上盖部分 3.操纵部分 4.主箱部分 5.副箱部分

3 Creo之简化表示

在Creo软件中，有一个强大的数模归一化功能就是简化表示。它能将不同零件全部装在一个组件三维中，然后根据要求对模型树中的零件进行排除和增加，达到应用工程师的要求。以某12挡机械式手动变速器的副箱部分为例，在副箱三维组件中，将取力器总成数模作为变量组装在副箱总成中，通过简化表示，将两种技术状态分别命名为不带取力器和带取力器，见图3。

对于整个变速器而言，不论带取力器与否，模块1-4状态均一致。采用同样的办法，将副箱部分看做变量，将其以.asm组件的形式装入变速器总成数模中，通过视图管理器的简化表示可以将带取力器与否的两种视图调取出来，见图4和图5。

不带取力器的变速器数模共367 Mb，取力器模块供60 Mb，理论上437 Mb的数据空间就能储存两种变速器的技术状态，比原来用两个文件来存储节约了近一半的空间。

4 基于简化表示的应用实例

4.1 变速器重量/重心/转动惯量分析计算

在变速器的开发匹配过程中，整车对其重量非常关注。作为一个关键部件总成，其重量的精确性对于整车油耗和动力性能分析至关重要。在本12挡机械式变速器数模中，点击分析→质量属性，从计算结果可以看出，见图6和图7。变速器是否带取力器，其模型的重量差值就是取力器和变速器换挡气缸重量之和，从而证明了简化表示方法能够精确地反馈不同技术状态的数模重量。

4.2 变速器爆炸图应用

在变速器零件爆炸图制作过程中，将工程图按照BOM球标创建好以后，在视图管理器中的绘图视图，在视图状态中通过简化表示的不同选项，选取变速器的技术状态，快速地完成不同技术状态的切换与工程图制作。

5 结束语

本文针对某12挡机械变速器三维数模不同技术状态的归一化设计，通过Creo和Windchill系统中的简化表示方法，对其三维数据模型进行整理，并在变速器重量、惯量分析计算以及爆炸工程图制作等模块进行应用，其效果表明此方法对于变速器开发和应用工程师而言，极大地缩减了变速器数模数据规模，提升了产品开发和匹配效率，缩短了整车开发周期。不同行业的产品开发和应用过程中，也可以采用类似的三维数据管理方法。

参考文献：

[1]Parametric Technology Corporation.PTC VB API 帮助文档.USA：PTC，2018

[2]雷海红，刘春玲，曹亢.基于Windchill的产品开发系统研究与应用[J].太赫兹科学与电子信息学报，2013，11（5）：807-811.

[3]王建萍.变速模块化设计研究[J].汽车与配件，2015（21）：

56-59.

[4]王晓奇，柳靓南，田颖.基于VC和UG的汽车变速器三维零部件数据管理系统的设计与开发[J].科技信息，2013（2）：

41-42.