基于SolidWorks矿用电机车减速器的三维模型建立及输出轴的有限元分析

0 引言

    新兴虚拟产品开发研究的重要内容主要是进行产品的虚拟装配、运动仿真、优化设计等。

    由于矿用电机车对减速器安全性系数要求很高，而且不同的工况减速器的性能要求不同，这就对产品的开发周期和技术指标提出了更高的要求。本文以一种矿用电机车减速器为例，利用3D软件对减速器进行三维建模和运动仿真及输出轴的有限元分析。

1 减速器各零部件的模型建立

    (1)上、下箱体的三维建模

    上、下箱体的建模过程类似，下面以上箱体为例说明其三维建模的基本过程。

    ①根据预先计算设计好尺寸进行建模，通过拉伸、切除命令建立上箱体的主体结构；

    ②通过拔模命令建立上箱体的结构曲面；

    ③通过肋命令创建上箱体的加强肋；

    ④使用拉伸、切除等命令创建凸缘和轴承孔；

    ⑤使用异形孔特征和阵列命令创建阵列孔和轴承端盖孔；

    ⑥最后使用圆角、倒角命令建立上箱体的铸造圆角。

    图1是建立的上、下箱体的三维实体模型。

    图1 减速器三维实体模型

    (2)斜齿圆柱齿轮的三维模型建立过程

    利用的第3方插件Camnetics公司的GearTraxion(GearTeq)齿轮生成器软件，只要把设计好的齿轮参数输入到该软件的设计选项卡里，该软件会自动按设计参数生成齿轮，之后再进行一些细节修改，便可得到要设计的齿轮模型。图2为利用齿轮生成器生成的斜齿轮。

    图2 利用齿轮生成器生成的斜齿轮

    (3)轴承、螺栓、螺母等标准件的模型建立

    利用的toolbox标准库，可以找到各个国家的标准零件库，在此只要选用CB标准，根据设计的参数．从中调用我国国家标准中的零件即可，非常灵活方便。图3、图4是调用标准库零部件的过程。

    图3 标准件库

    图4 生成标准轴承

    (4)减速器其他零件的三维模型建立

    减速器中的齿轮轴、平键、轴承座、轴承端盖、游标尺、通气孔塞等零部件的三维模型的建立相对简单，只需进行一些拉伸切除命令即可创建。