【正文】 際情況 ，改進(jìn)設(shè)計(jì) ； ③大型設(shè)備的運(yùn)送、現(xiàn)場安裝、安裝過程、現(xiàn)場工作實(shí)景，特別是一些特殊場景，無法以傳統(tǒng)的拍攝模式將設(shè)備信息展現(xiàn)給 觀眾 ，而采用 三維模擬，可以將這些難以表達(dá)清楚的場景和過程，一一列舉，清晰準(zhǔn)確。 鑿巖機(jī)行走機(jī)構(gòu) 零部件造型 零件的幾何造型與虛擬裝配是動(dòng)畫仿真的基礎(chǔ)，為了實(shí)現(xiàn)鑿巖機(jī)工作過程的動(dòng)畫仿真，首先得建立鑿巖機(jī)的三維幾何模型。 幾何建模采用自下而上的建模方法，即根據(jù)各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸建立零件的三維幾何模型，然后再按照零件之間的配合與約束關(guān)系進(jìn)行裝配 ，完成整機(jī)的虛擬裝配。 Solidworks提供了強(qiáng)大的裝配功能，其優(yōu)點(diǎn)為： ① 在裝配體環(huán)境下 ， 可以方便地設(shè)計(jì)及修改零部件； ② 可以動(dòng)態(tài)觀察整個(gè)裝配體中的所有運(yùn)動(dòng)，可以對運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)干涉檢查及間隙檢測； ③ 可以通過鏡像、陣列零部件，設(shè)計(jì)創(chuàng)建出新的零部件及裝配體。裝配前，應(yīng)該認(rèn)真分析各零件、部件在部件、整機(jī)中的位置、作用、以及相關(guān)的裝配關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以保證裝配運(yùn)動(dòng)的靈活性、不干涉性。 注意插入的零部件應(yīng)該集中 在一個(gè)區(qū)域，不要過于分散， 以便于下 一步裝配步 驟；③裝配時(shí)，將所有的零部 件通過“重合”、“ 平 行”、“垂直”、“距離”、“同軸心 ” 等配合約束裝配起來。 裝配時(shí)，要運(yùn)用“移動(dòng)零 部件”、 “旋轉(zhuǎn)零部件” 將零件拖動(dòng)到便于配合的合 適位置。 本節(jié)針對機(jī)座、齒輪、軸、鍵和履帶等零件分別進(jìn)行幾何建模與整機(jī)虛擬裝配，這是實(shí)現(xiàn)紡紗機(jī)動(dòng)畫仿真的關(guān)鍵。 輪齒簡稱齒，是齒輪上每一個(gè)用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn) 。 法面指的是垂直于輪齒齒線的平面 ； 齒頂圓是指齒頂端所在的圓 ； 齒根圓是指槽底所在的圓 ； 基圓形成漸開線的發(fā)生線作純滾動(dòng)的圓 ； 分度圓是在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。 齒輪的幾何模型如下圖 1和圖 2所示。履帶由履帶板和履帶銷等組成。履帶板的兩端有孔，與主動(dòng)輪嚙合，中部有誘導(dǎo)齒，用來規(guī)正履帶，并防止坦克轉(zhuǎn)向或側(cè)傾行駛時(shí)履帶脫落，在與地面接觸的一面有加 強(qiáng)防滑筋（簡稱花紋），以提高履帶板的堅(jiān)固性和履帶與地面的附著力。它通過齒輪和履帶嚙合，將側(cè)減速器傳來的動(dòng)力傳給履帶而使坦克運(yùn)動(dòng)。它由輪轂、輪盤、滾珠軸承、輪軸蓋、固定螺帽、雙排滾珠軸承、支撐杯和回繞擋油蓋等組成。托帶輪軸的一端，牢固地固定在車體上。履帶調(diào)整器用來調(diào)整履帶的松緊度。履帶的張緊程度對坦克行駛和履帶壽命有較大影響。不同的使用環(huán)境要求履帶有著不同的松緊度。另外，隨著履帶銷和銷耳孔磨損的增加，履帶也會(huì)變松。這是借助履帶調(diào)整器改變誘導(dǎo)輪相對于主動(dòng)輪的距離來改變履帶的張緊度。 根據(jù)第二章的幾何參數(shù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行齒輪的幾何建模。 圖 3 履帶 的三維線框圖 圖 4 履帶 的三維 實(shí)體 圖 齒輪軸和鍵實(shí)體建模 輪軸指支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。 鍵主要用作軸和軸上零件 之間的周向固定以傳遞扭矩，有些鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)。 下圖 5和圖 6分別為軸的 線框圖和 實(shí)體圖， 圖 7和圖 8圖 分別為鍵的線框圖和實(shí)體圖，圖 9為軸和鍵的裝配 線框圖和實(shí)體 圖。 圖 10 小齒輪的三維線框圖 圖 11 小齒輪的三維實(shí)體圖 機(jī)座實(shí)體建模 機(jī)座是機(jī)器中承受載荷最大的機(jī)構(gòu)，如圖 12和圖 13所示，建立鑿巖機(jī)的機(jī)座實(shí)體模型和線框圖，為后續(xù)裝配使用。 圖 13 軸套 的 三維線框 模型 圖 14 軸套 的 三維線框 模型 行走機(jī)構(gòu)整體裝配 動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上，輸出扭矩通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，軸和齒輪之間通過鍵連接傳遞扭矩。與主動(dòng)齒輪對應(yīng)的另一端安裝從動(dòng)齒輪，機(jī)架上部和下部安裝有從動(dòng)圓柱小齒輪，增強(qiáng)行走機(jī)構(gòu)的柔性。 圖 15 整體裝配實(shí)體圖 圖 16 整體裝配實(shí)體圖 第四章 行走機(jī)構(gòu)裝配仿真和繪制工程圖 基于 solidworks 和 cosmosmotion 建立裝配仿真模型 機(jī)械產(chǎn)品的三維仿真動(dòng)畫在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、加工制造和產(chǎn)品營銷中都具有現(xiàn)實(shí)意義。在加工制造環(huán)節(jié)中 ， 動(dòng)態(tài)仿真可以進(jìn)行直觀的全方位動(dòng)態(tài)視頻演示。 目前可以完成機(jī)械產(chǎn)品動(dòng)態(tài)仿真 的三維軟件很多 ,比較常用的有 SolidWorks、 Pro/E、 UG、Matlab等。 SolidWorks是在 Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的一款功能強(qiáng)大的中高端三維 CAD軟件 ， 具有超動(dòng)感的用戶操作界面和獨(dú)到的特征管理樹 ， 智能化的裝配功能和動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)模擬等特色 ， 而且操作簡單 ， 易學(xué)易用。 COSMOSMotion插件集成于 SolidWorks軟件中，并且與 SolidWorks軟件實(shí)現(xiàn)無縫連接 。 機(jī)械產(chǎn)品零部件的三維實(shí)體建模與裝配是實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫仿真的基礎(chǔ)和前提。裝配不僅是表達(dá)零件之間的 配合關(guān)系 ， 也是運(yùn)動(dòng)分析、干涉檢查和實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的基礎(chǔ)。在 SolidWorks中系統(tǒng)默認(rèn)第一個(gè)插入的零件是固定的 ， 以作為其它零件裝配的基礎(chǔ)和參考 ， 因此必須仔細(xì)考慮第一個(gè)零件的插入 ，一般選擇產(chǎn)品的支架、底座等主要零件作為第一零件。建立爆炸視圖有自動(dòng)爆炸和手動(dòng)爆炸兩種方式。為了準(zhǔn)確展現(xiàn)產(chǎn)品的拆裝 關(guān)系 ， 可以采用手動(dòng)爆炸方式 ， 合理靈活地選擇零件的爆炸順序、爆炸方向和爆炸距離。在裝配體上單擊要爆炸的零件 ， 此時(shí)裝配體中被選中的零件以高亮顯示 ， 同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)設(shè)置移動(dòng)方向的坐標(biāo) ,單擊坐標(biāo)上的箭頭 ,確定爆炸方向。重復(fù)上述步驟 ， 逐一生成每個(gè)零件的爆炸操作。 行走機(jī)構(gòu)裝配 仿真過程具體實(shí)施步驟：①確定 行走機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)零部件與靜止零部件，將 機(jī)座 設(shè)為靜止零部件，其他的部件設(shè)置為運(yùn)動(dòng)部件；②生成約束， COSMOSMotion提供旋轉(zhuǎn)副、球副、平移副、圓柱副、固定約束萬向節(jié)等約束副，行走機(jī)構(gòu)機(jī)座在整個(gè)裝配過程中就將相應(yīng)的約束副自動(dòng)添加到模型中了，如大小齒輪用齒輪 配合形成了齒輪副，鍵和鍵槽之間采用平行配合形成了平移副連接，軸與軸套等采用同心配合形成了圓柱副；③爆炸和解除爆炸仿真，加載運(yùn)動(dòng)，行走機(jī)構(gòu)爆炸動(dòng)畫仿真要求實(shí)現(xiàn)各零部件清晰準(zhǔn)確裝配。 單擊 /模擬工具欄中的 /計(jì)算模擬按鈕 ，如 圖 6所示，即可開始爆炸動(dòng)畫仿真， 然后單擊 /模擬工具欄中的 /停止按鈕 ,即完成了仿真動(dòng)畫的制作。 圖 4 動(dòng)畫向?qū)О粹o 圖 3 行走機(jī)構(gòu)仿真 過程 添加約束 Solidworks 各零件的建模 COSMOSMotion 裝配仿真 Solidworks 整機(jī)裝配 相關(guān)結(jié)論，得到仿真結(jié)果 結(jié)束 與 實(shí) 際相符？ 圖 5 動(dòng)畫向?qū)?對話框 圖 6 動(dòng)畫 啟動(dòng)和停止按鈕 行走機(jī)構(gòu) 動(dòng)畫仿真 利用 solidworks COSMOSMotion插件對行走機(jī)構(gòu)虛擬模型進(jìn)行裝配動(dòng)畫仿真，能夠方便的觀察零件的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，可以進(jìn)行軌跡跟蹤和干涉檢查，在一定程度上反應(yīng)了紡紗機(jī)的真實(shí)裝配情況。 圖 7 行走機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)算例 圖 8 行走機(jī)構(gòu)動(dòng)畫仿真 工程圖的繪制 三維數(shù)字化模型轉(zhuǎn)化為二維圖形時(shí)大部分是基于工程 圖模板的，工程圖模板的好壞直接決定了后續(xù)工作的工作量。 裝配草圖是數(shù)字化設(shè)計(jì)常用的技術(shù)， 參數(shù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，裝配草圖在控制零 /部件的尺寸和裝配關(guān)系的同時(shí)，自身的線 (點(diǎn) )的 ID 在參數(shù)驅(qū)動(dòng)前后保持不變，是尺寸標(biāo)注及注解依附線 (點(diǎn) )的理想選擇，但是裝配草圖中的點(diǎn)和線與工程圖尺寸標(biāo)注及注解需要的依附線 (點(diǎn) )在數(shù)量和位置上有一定的區(qū)別，需要另外增加輔助線 (點(diǎn) )， 以便為工程圖中的尺寸標(biāo)注及注解提供足夠的依附線 (點(diǎn) )。 2)視圖位 置漂移，甚至重疊 ； 3) 尺寸標(biāo)注、序號(hào)線漂移 ； 4)尺寸精度未按實(shí)際尺寸顯示 。 視圖比例的調(diào)整主要依據(jù)視圖包絡(luò)線對角線長 度的變化， 視圖包絡(luò)線又叫視圖邊界，當(dāng)指針經(jīng)過工程視圖的邊界時(shí)，視圖邊界被高亮顯示。 SolidWorks 賦予其大小，不可更改。 齒輪的工程圖繪制 齒輪的工程圖如圖 9 所示，繪制了齒輪的主視圖和剖視圖。 圖 10 齒輪 軸 工程圖 履帶的工程圖繪制 履帶的工程圖如圖 11 所示，分別繪制了履帶的主視圖和剖視圖。 圖 12 軸套 工程圖 行走機(jī)構(gòu)的裝配工程圖繪制 動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上，輸出扭矩通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，軸和齒輪之間通過鍵連接傳遞扭矩。與主動(dòng)齒輪對應(yīng)的另一端安裝 從動(dòng)齒輪，機(jī)架上部和下部安裝有從動(dòng)圓柱小齒輪，增強(qiáng)行走機(jī)構(gòu)的柔性。 圖 13 行走機(jī)構(gòu)總裝 工程圖