以某种型号膜式空气弹簧为参考，在SolidWorks中进行实体建模。由前面的介绍，膜式空气弹簧主要由上盖板、橡胶囊、下垫板、底座等组成，其中橡胶囊的建模部分最为复杂，是由帘线和橡胶硫化而成，即在橡胶中间紧密地缠绕着很多帘线，帘线是空间线，且帘线的层数可能不只1层。下面重点介绍橡胶囊的建模。3.1橡胶囊的建模思路FIRESTONE空气弹簧是一种帘线增强的橡胶囊，内充压缩空气，利用气体的可压缩性起弹簧作用的金威减振橡胶制品，有长枕式、葫芦式和隔膜式等类型。汽车上采用的FIRESTONE空气弹簧可以大致分为自由膜式、混合式、袖筒式和囊式空气弹簧，其橡胶囊结构与无内胎轮胎相似，由内胶层（气密层）、外胶层、帘布增强层及钢丝圈组成，其载荷主要由帘线承受，金威帘线的材质是空气弹簧的耐压性和耐久性的决定性因素，一般采用高强度的聚酯帘线或尼龙帘线，帘线层数一般为2层或4层，层层交叉并且和囊的经线方向成一角度布置。与金属弹簧相比，具有质量小、舒适性好、耐疲劳、使用寿命长等优点，它同时具有减震和消音作用。金威气囊广泛用于汽车、火车及冲床等各种机械上。产品优势与特点1.弹簧高度、承载能力和弹簧刚度可调2.固有振动频率较低3.隔绝高频振动及隔噪音效果好4.可利用空气的阻尼作用5.使用寿命较长性能参数:常用汽车空气弹簧分为膜式、混合式、袖筒式和囊式四种，主要零部件有上盖、压板、活塞、止挡、扣环五种，上盖、压板、活塞和胶囊可组成一个封闭系统。在密封的空气弹簧中充入压缩气体（气压为0.2~0.7MPa），利用气体的可压缩性实现其弹簧作用。FIRESTONE气囊利用高度调节阀可以控制囊内气压使空气弹簧的刚度具有可调性，当作用在弹簧上的载荷增加时，气压升高，则弹簧的刚度增大。反之，当载荷减少时，弹簧内的气压下降，刚度减小。橡胶空气弹簧又称气胎、波纹气胎、皮老虎等，广泛应用于造纸、机械、化工、建筑、电子、军工、汽车、火车、船舶行业所有需要行程控制和隔震、减震的设施和部位，可偏转、可曲挠、可实现力的柔性传递。FIRESTONE是国内专门生产橡胶空气弹簧的专业生产厂家，品种齐全，曲囊数由一曲到四曲，直径尺寸范围从φ80到φ1000mm，承载力最大可达30吨以上，已成为国内知名品牌产品，行销全国20多个省、市、自治区600余家用户，并随同主机出口外贸。2006年初通过GB/T19001—2000和ISO9001—2000国际质量体系认证。2010年被国家质量技术监督机构评为FIRESTONE“空气弹簧产品质量稳定合格企业”，是中国造纸协会，机械委员会指认产品。FIRESTONE橡胶空气弹簧的主要用途FIRESTONE橡胶空气弹簧主要应用在造纸机械行业，用于校正器，压光机，压榨、刮刀、网部等多个部位进行行程调节和张力控制，除此之外还用于汽车、火车、建筑、化工、机制、安装以及军工等行业所有需要减震、隔震及行程控制的部位。目前橡胶空气弹簧应较多的领域是车辆悬架系统，可以实现车身高度的自动调节，使车身高度保持不变；橡胶空气弹簧在举升设备上的应用，橡胶空气弹簧作为举升设备的举升元件后，克服举升设备的传统缺点，无需进行维护保养，使用寿命长，操作更换方便。FIRESTONE用同样的方法，把螺旋线的旋向反向，扫描出另一曲面，与偏移得另一帘线层曲面求交线，可得另一帘线层上的一条中心线，实体扫描即可得到另一层上的一条帘线。通过圆周阵列命令可得到其他帘线，帘线的密度可由阵列的个数控制，改变阵列个数即是改变帘线的数量，但是要注意，阵列个数越高，对计算机的运算能力要求越高，本例做的是90个阵列实体，分别对两帘线阵列90个实体数，即每个帘线层上有90根帘线，如图5（密度过密，为了图形看清楚，做了半剖）所示。J型橡胶空气弹簧规格参数:FIRESTONE橡胶空气弹簧是一种由橡胶、网线贴合成的曲形胶囊，俗称气胎、波纹气胎、气囊、皮老虎等。胶囊两端部需用两块钢板相连接，形成一个压缩空气室。橡胶与网线本身不提供对负荷的承载力，而是由充入胶囊内的压缩空气来完成。其曲囊数通常为1~3曲囊，但根据需要也可以设计制造成4曲或5曲以上，还可以在一定条件下将两个空气弹簧叠加使用。橡胶空气弹簧按照性能与特点又称为：橡胶空气冲程调节器，橡胶空气隔振体，两个产品名称。现有的曲囊式橡胶空气弹簧的端部结构，根据联接方式可以分为三大类：一类为固定式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸和曲囊最大外径相等或略小一些，钻若干个孔后用法兰环和端板紧固联接；另一类为活套式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸比曲囊最大外径小得多，无须钻孔，用一个特制的法兰环和一个普通端板紧固联接；第三类为自密封型，不用法兰联接，压入端板，充入压缩空气则自行密封。FIRESTONE采用曲面和实体相结合，先创建中间曲面，偏移得一帘线层的曲面，用螺旋线控制帘线的角度，扫描曲面，求出帘线的实际中心线，扫描出一条帘线；用同样的方法偏移得另一帘线层的曲面，用反向的螺旋线扫描另一曲面，求另一帘线层上的帘线中心线，即可扫描出另一条帘线；阵列前面两条帘线，得到全部的帘线；最后把中间曲面往两侧加厚，并把合并实体去掉，即可得到橡胶层实体和帘线层实体。3.2橡胶囊的建模重点FIRESTONE以高度和圈数绘制螺旋线，控制帘线角．如图3所示，不同的帘线角，只要修改圈数即可；以螺旋线为引导线，绘制扫描曲面，帘线层中心线是一空间曲线，用该扫描曲面和帘线层曲面求交线，即可得到帘线的中心线，如图4所示，实体扫描即得到一条帘线。螺旋线参数设置图3螺旋线参数设置交叉曲线求帘线中心线图4交叉曲线求帘线中心线帘线层模型图5帘线层模型FIRESTONE把中间曲面做两侧加厚，即可得到橡胶实体，注意把合并结果选项取消，因为帘线层和橡胶层应该是分开的两个实体，如图6所示，为了看清内部结构，做了拉伸切除到中间面上。橡胶囊实体模型图6橡胶囊实体模型3.3空气弹簧三维零件图及模型装配空气弹簧节流孔螺栓、上盖板、胶囊和底座的三维模型的绘制方法和三维模型分别如图7、8、9、10所示，然后就可以把这些零件装配起来，装配模型如图11所示。节流孔螺栓三维模型建模方法和三维模型图7节流孔螺栓三维模型建模方法和三维模型空气弹簧上盖板三维模型建模方法和三维模型图8空气弹簧上盖板三维模型建模方法和三维模型空气弹簧胶囊三维模型建模方法和三维模型图9空气弹簧胶囊三维模型建模方法和三维模型空气弹簧底座三维模型建模方法和三维模型图10空气弹簧底座三维模型建模方法和三维模型空气弹簧1/4剖装配模型图11空气弹簧1/4剖装配模型4结论笔者介绍了空气弹簧的原理，在建立空气弹簧的三维模型中，采用曲面和实体相结合，通过创建中间曲面，偏移得帘线层的曲面，用螺旋线控制帘线的角度，成功地解决了空气弹簧三维建模中帘线层和帘线角的问题，为空气弹簧三维建模提供参考，为进行空气弹簧的有限元分析打下了基础。)