【導(dǎo)讀】在現(xiàn)代制造業(yè)中，研究開發(fā)以產(chǎn)品設(shè)計為目標(biāo)，全過程綜合應(yīng)用CAD及相關(guān)一體化集成技術(shù)已成為必然趨勢，這種趨勢有利于提高產(chǎn)品的設(shè)計水平，并且縮短科研和新產(chǎn)品開發(fā)周期，大幅度提高勞動生產(chǎn)率。而減速器作為一種重要的動力傳遞裝置，CAD技術(shù)被更廣泛的應(yīng)用到減速器設(shè)計中去。本文完成了減速器的機械設(shè)計后，利用Solidworks軟件的有關(guān)命令完成一個一級圓柱齒輪減速器的三維模型及齒輪、軸、箱體等各個零件的三維建模，通過各個零件之間的配合關(guān)系加以約束，將各個零件模型裝配起來，標(biāo)準(zhǔn)零件由Toolbox導(dǎo)入，裝配到減速器實體中去，完成裝配體，并利用該軟件生成二維工程圖，用干涉對零件各個部分進行檢查，通過修改配合約束或者尺寸大小，消除零件之間的干涉情況，通過Solidworks軟件插件Cosmosmotion的仿真運動功能，檢查、優(yōu)化設(shè)計方案，觀察齒輪的嚙合情況，并在最后輸出齒輪嚙合的動畫。實現(xiàn)了減速器的運動仿真，完成了減速器在計算機上的虛擬設(shè)計。

　　

【正文】 除】在端蓋上打9mm 的孔，【圓周陣列】命令，基準(zhǔn)軸1 為旋轉(zhuǎn)軸，9mm 的孔為陣列對象，數(shù)目為6，完成建模。 端蓋的旋轉(zhuǎn)草圖 端蓋的三維建模：① 【旋轉(zhuǎn)】，任意選擇基準(zhǔn)面，建立選線基準(zhǔn)軸，畫出油標(biāo)尺的截面草圖，旋轉(zhuǎn)得到實體。② 在螺紋面，【插入】【注釋】【裝飾螺紋線】，選擇Ｍ１２螺紋，完成建模。 油標(biāo)尺的旋轉(zhuǎn)草圖 油標(biāo)尺的三維建模：① 【拉伸】厚度為4mm,長X 寬為60Ｘ90 的實體。② 【拉伸切除】在觀察蓋4 個角切4 個7mm 的通孔。③ 在觀察蓋上【拉伸】凸臺，【異形孔向?qū)А吭谕古_上打M12 的螺紋孔。④ 對4 條側(cè)棱進行【倒圓角】， 拉伸觀察蓋 觀察蓋的三維建模:① 【拉伸】,任意選擇基準(zhǔn)面，在草圖上畫六邊形，完成拉伸。② 用【插入】【參考幾何體】【基準(zhǔn)軸】命令，選擇圓柱面，建立基準(zhǔn)軸1【旋轉(zhuǎn)切除】切出螺帽的形狀， 的直角三角的旋轉(zhuǎn)截面，選擇基準(zhǔn)軸1 為旋轉(zhuǎn)軸。③ 【拉伸】構(gòu)造剩下的實體，在待加工螺紋面，【插入】【注釋】【裝飾螺紋線】，完成建模。 螺帽旋轉(zhuǎn)切除 油塞的三維建模：① 【拉伸】,任意選擇基準(zhǔn)面，在草圖上畫六邊形，完成拉伸。② 用【插入】【參考幾何體】【基準(zhǔn)軸】命令，選擇圓柱面，建立基準(zhǔn)軸1【旋轉(zhuǎn)切除】切出螺帽的形狀， 的直角三角的旋轉(zhuǎn)截面，選擇基準(zhǔn)軸1 為旋轉(zhuǎn)軸。③ 【拉伸】構(gòu)造剩下的實體，在待加工螺紋面，【插入】【注釋】【裝飾螺紋線】。④ 【拉伸切除】打兩個交叉的4mm 的通孔，完成建模。 螺帽拉伸 通氣器三維建模第四章減速器的裝配和仿真 減速器的裝配裝配是將各種零件模型插入到裝配體文件中，利用零件的相應(yīng)結(jié)構(gòu)來限制各零件的相對位置，使構(gòu)成機構(gòu)的某部分，或者是一個完整的機構(gòu)或機器。Solidworks 允許用戶在裝配體文件中插入數(shù)目眾多的零件進行組裝配合。 軸承的裝配首先組裝軸承，【新建裝配體】?！静迦搿浚簝?nèi)圈，外圈，保持架，滾動體?！九浜稀浚哼x擇滾動體和保持架的小圈內(nèi)圈，同心約束，【插入】【參考幾何體】【基準(zhǔn)軸】命令，選擇圓柱面，建立基準(zhǔn)軸1，【圓周整列】，選擇基準(zhǔn)軸1 為旋轉(zhuǎn)軸，滾動體為陣列對象，數(shù)目為12個。【配合】內(nèi)圈與保持架同心、對稱面重合約束，外圈與保持架同心、對稱面重合約束，完成軸承的裝配。 軸承的爆炸視圖 軸承的裝配體 小齒輪軸的裝配接著裝配小齒輪軸，在完成軸承的裝配基礎(chǔ)上?！静迦搿浚盒↓X輪軸，V 帶輪和減速器聯(lián)接鍵，套筒。【配合】：① 小齒輪軸和套筒同心、面重合約束。② 軸承和小齒輪軸同心約束，與套筒面重合約束。利用小齒輪的對稱面【鏡像】第二軸承。③ V 帶輪和減速器聯(lián)接鍵和鍵槽面重合、同心、對稱面重合約束。 小齒輪軸的爆炸視圖 齒輪軸的裝配裝配完小齒輪軸，裝配齒輪軸?！静迦搿浚糊X輪軸的軸承的保持架、內(nèi)圈、外圈、滾動體，完成軸承的裝配，再插入軸、齒輪、齒輪和軸聯(lián)接鍵、軸和聯(lián)軸器聯(lián)接鍵、套筒?！九浜稀浚孩佥S和聯(lián)軸器聯(lián)接鍵、齒輪和軸聯(lián)接鍵和軸的鍵槽面重合、同心、對稱面重合約束。②齒輪鍵槽與齒輪和軸聯(lián)接鍵面平行約束，輪轂與軸同心約束，齒輪側(cè)面與軸肩面重合約束。③套筒和軸同心重合，與齒輪面重合約束。④軸承與軸同心重合，與套筒面重合約束，利用大齒輪的對稱面為基準(zhǔn)，【鏡像】軸承，完成裝配。 齒輪軸的爆炸視圖 齒輪軸與箱體的裝配完成兩個軸的裝配，把軸安裝進齒輪箱體內(nèi)。【插入】：?！九浜稀浚孩?小齒輪軸上的軸承與軸承安裝槽同心重合，大齒輪和箱體的對稱面重合約束。② 大齒輪軸上的軸承與軸承安裝槽同心重合，大齒輪和箱的對稱面重合約束。 軸和箱體的裝配圖 箱蓋、端蓋、觀察蓋等的裝配蓋上箱蓋，安裝上一系列的附件，完成齒輪箱大體裝配?！静迦搿浚合渖w、端蓋、觀察蓋、通孔器、油塞、油標(biāo)尺?！九浜稀浚?① 箱蓋與箱體對稱面重合、接觸面面重合、同心約束。② 端蓋與箱體同心約束，與軸承座的對稱面重合，與箱體接觸面重合約束。③ 觀察蓋和箱蓋接觸面重合、對稱面重合約束。④ 通孔器于觀察蓋面重合、同心約束。⑤ 油塞和油標(biāo)分別與箱體面重合、同心約束。 箱蓋、端蓋、觀察蓋等的爆炸視圖 MM8 螺釘?shù)难b配完成箱體大體裝配，裝上螺釘固定。【插入】： M6 螺釘，M8 螺釘?！狙b配】：① M6 螺釘與觀察蓋接觸面重合、同心約束。② M8 螺釘與軸承端蓋接觸面重合、同心約束，【鏡像】，利用箱體對稱面分別鏡像大小軸承端蓋上的螺釘，【插入】【參考幾何體】【基準(zhǔn)軸】命令，選擇圓柱面，建立基準(zhǔn)軸1，在每個端蓋上分別用【圓周整列】，選擇每個軸的基準(zhǔn)軸為旋轉(zhuǎn)軸，數(shù)目為6，完成M8 螺釘?shù)难b配。 MM8 螺釘?shù)谋ㄒ晥D 銷、螺栓和起蓋螺釘?shù)难b配裝好端蓋螺釘，開始安裝銷和螺栓?！静迦搿浚轰N、M16（螺栓、螺母、墊片）、M12（螺栓、螺母、墊片）?！狙b配】：① 銷和銷孔同心約束，銷基準(zhǔn)面和箱體凸緣底面重合約束。② M12 螺釘與箱蓋接觸面重合，螺釘與螺紋孔同心約束；墊片與螺釘同心約束，與箱體凸緣下底面面接觸；螺母與螺釘?shù)耐募s束，與墊片面重合約束。③ M16 螺釘與箱蓋接觸面重合，螺釘與螺紋孔同心約束；墊片與螺釘同心約束，與箱體凸緣下底面面接觸；螺母與螺釘?shù)耐募s束，與墊片面重合約束。④ 將M12 和M16 裝配好箱蓋的一半，用【鏡像】命令，選擇箱蓋的對稱面為基準(zhǔn)面，鏡像所選螺釘和螺栓等，完成裝配。 螺栓和銷的爆炸視圖 減速器的裝配體 干涉檢查裝配完成后，進行零部件之間的干涉檢查，以檢查裝配體有無干涉及干涉位置。步驟：（1）單擊裝配體工具欄上的【干涉檢查】。（2）選擇需要干涉檢查的零部件。（3）單擊【計算】，在結(jié)果中即會顯示干涉的位置及大小。（4）存在干涉，使用零部件中的碰撞檢查，對干涉的位置進行調(diào)整，對干涉零件的尺寸或者位置進行調(diào)整，完后再進行（1）的步驟，直到干涉檢查結(jié)果顯示無即可。通過干涉檢查，發(fā)現(xiàn)減速器存在的干涉主要是螺紋干涉和齒輪干涉，螺紋干涉，螺紋是固定的，不參與減速器運動，螺紋干涉被忽略不計，齒輪干涉通過碰撞干涉旋轉(zhuǎn)齒輪的位置進行調(diào)整，直至消除齒輪干涉。 干涉檢查 Cosmosmotion 插件介紹Cosmosmotion 三維運動仿真軟件，它可以對復(fù)雜機構(gòu)進行完整的運動學(xué)和動力學(xué)仿真，得到系統(tǒng)中各個零部件的運動情況，包塊能量、動量、位移、速度、加速度、作用力和反作用力等結(jié)果，并能以動畫、圖表、曲線等形式輸出；還可以將零部件在復(fù)雜運動情況下的載荷情況直接輸出到主流有限元分析軟件中，從而進行正確的強度分析。允許工程師通過虛擬的產(chǎn)品模型很容易地模擬裝配體的復(fù)雜運動，保證準(zhǔn)確的設(shè)計，排隊產(chǎn)品設(shè)計錯誤。 Cosmosmotion 插件界面 Cosmosmotion 運動仿真1) 加載Cosmosmotion:【工具】－【插件】－【COSMOSMotion 2008】，運行插件。2) 【打開】減速器裝配體，點擊箱蓋，選擇【隱藏零部件】，點擊【旋轉(zhuǎn)零部件】命令，選擇【碰撞檢查】，檢查范圍選擇為【這些零部件之間】：大齒輪和小齒輪軸，選上【碰撞時停止】，旋轉(zhuǎn)小齒輪軸，直至小齒輪軸不與大齒輪發(fā)生齒面重合為止，選擇確定。3) 單擊齒輪軸，選擇【隱藏零部件】，單擊【配合】【機械配合】，選擇齒輪輪轂和小齒輪軸，點擊【齒輪】，比率選為4：1，反轉(zhuǎn)，確定即可。 旋轉(zhuǎn)零部件界面 齒輪配合界面4）自由旋轉(zhuǎn)小齒輪軸，大齒輪隨即嚙合運動，【新建運動算例】【COSMOSMotion】【馬達】【旋轉(zhuǎn)馬達】，對高速軸添加旋轉(zhuǎn)方向，,點擊確定后，選定運動時間為8s，點擊【計算】即可開始模擬。計算完成后，即可在截面上看到齒輪嚙合運動的圖像。5）【保存】即可輸出運動動畫。 齒輪嚙合運動圖參考文獻[1] [M].航空工業(yè)出版社，1995.[2] [M].航空工業(yè)出版社，1999.[3] [M].機械工業(yè)出版社，2004.[4] 機械設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社, 2007.[5] 2007 中文版自學(xué)手冊[M].人民郵電出版社，2007.[6] 軟件的減速器三維設(shè)計及運動仿真[D].農(nóng)機推廣安全，2006.[7] [D].信息科技，2007.[8] 圖形系統(tǒng)的研究[D].2000.[9] 、極限與配合:單行本[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[10] [M].國防工業(yè)出版社, 2004.[11] 2008 典型機械零件設(shè)計實訓(xùn)教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.[12] 2007 裝配體設(shè)計與案例精粹[M].機械工業(yè)出版社,2007.[13] 及COSMOSMotion 機械仿真設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社, 2007.[14] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2006．[15] 高級教程:COSMOSMotion:2007 版[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.[16] 工程制圖與管路實例解析[M].機械工業(yè)出版社,2007.[17] 專家疑難解析[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2007.[18] 建模實例解析[M].機械工業(yè)出版社,2006.[19] 機械產(chǎn)品高級開發(fā)技術(shù)[M].北京理工大學(xué)出版社，2005.致 謝本論文是在伍勝男老師的悉心指導(dǎo)下完成的，兩個月以來，張老師秉承嚴(yán)謹求實的治學(xué)態(tài)度、飽滿的工作熱情，指導(dǎo)我們的畢業(yè)設(shè)計，這是我們漫漫求學(xué)生涯的最后一步了，從您的身上，我們懂得了畢業(yè)設(shè)計來不得半點馬虎，您對我們的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容也是求質(zhì)求量，為我們答疑解惑，能做到現(xiàn)在這一步，我要衷心的感謝伍勝男老師，謝謝您為我們付出的心血。6