基于SolidWorks的减速器三维建模与分析

    近年来，随着机械制造业的蓬勃发展，大量CAD/CAM/CAE/CAPP软件不断涌现。市场都软件的要求也越来越高，SolidWorks是一款非常优秀的三维设计软件，由于其它的界面友好，易学易用，在我国越来越受到广大用户尤其是新用户的青睐，已在机械、电子、建筑等行业得以到广泛应用。本文将以减速器为例，介绍SolidWorks在三维建模和分析的过程和方法。

    以下是减速器的整体效果图：

    图1 减速器整体装配效果图

    2 各零部件的三维建模

    减速器在机械传动过程中主要起传递运动和扭矩的作用，是整个机器中一个非常重要的装置。本文将选取最为常见的一级圆柱齿轮减速器进行研究，如图1所示。该减速器的主要零件有箱体、箱盖、齿轮、轴、端盖、反光镜、油封、挡油环、调整环以及螺栓、垫片、销、键等标准件。

   图2 箱体和箱盖

    在对整个减速器建模时，箱体和箱盖的设计是最为复杂的。以下是笔者在对此类零件进行三维建模的过程，总的原则是按先主要后次要，先简单后复杂，先拉伸后切除的原则。首先分析零件的特点，寻找出零件中最为重要且比较形状规则易成形的实体部分作为切入口。如图2箱体中的上下底面和中间部分的长方体、箱盖中的下底面，此部分直接使用拉伸命令便可实现。

    然后在此基础上绘制其他大的轮廓以及将用来确定其他特征的轮廓，如，放样箱体和箱盖上的各类凸台、切除轴承孔等，基本上完成大致轮廓的绘制。

    最后开各类沟槽、螺栓孔，以及对各边线进行倒角、倒圆，完成最后的绘制。

    3 整机装配

    SolidWorks为整体的装配提供了一个很好的平台的。SolidWorks的装配非常自由，并不存在一个固定的安装顺序。

    SolidWorks进行装配时需理解以下各种配合关系，主要有重合、平行、垂直、相切、同轴心、距离、角度等。在整个减速器的装配中，最困难的位置在于齿轮之间的配合。它们之间配合的好坏直接影响以后的动画演示。为此，在SolidWorks中添加了一个高级配合--齿轮配合。装配齿轮时可采用一下方法进行：首先将两个需要装配的齿轮的轴心线加以平行关系进行约束；然后根据齿轮的齿数和模数计算齿轮的中心距d=m (z1+z2)/2，用距离配合关系控制齿轮的中心距；正视于齿轮端面，调整齿轮啮合处，使得两齿轮啮合完好；最后再使用齿轮配合进一步加以约束。使用齿轮配合时，选择两轴孔或轴的边线或表面，然后输入比率， 即两齿轮的直径或齿数比（按照点击边线或表面的顺序）。注意此处，SolidWorks自动捕捉到的比率往往是不正确的，因为SolidWorks是根据所点边线或表面的半径进行计算的，而实际的比率应该是齿轮的分度圆直径之比。