基于SolidWorks的二级齿轮减速器虚拟装配与运动仿真

     虚拟设计与虚拟装配，作为一种前沿的科学技术，已经广泛使用在现代工业设计、制造等关键领域。虚拟设计与虚拟装配，大多是基于三维软件的基础上实现的，本文选用通用三维软件Solid Works对二级齿轮减速器进行零部件的设计、装配、齿轮减速器的干涉检查、运动仿真等，真实再现了齿轮减速器的结构，模拟了齿轮减速器的工作情况。该技术的运用，在很大程度上缩短了产品的研发周期，同时能对产品进行制造前的检查，节省大量的人力、物力，增强了产品竞争能力。

    1 减速器的三维建模

    实体建模，是将物体及其特征属性通过计算机处理后转换为内部数字加以存储的原理与方法。减速器各零部件三维模型的构建，是实现虚拟装配、运动仿真的前提条件，因此需要耗费大量的时间和精力。三维建模不仅应该满足产品自身信息的表达要求，还应该能够满足产品设计、制造、管理等过程的信息需求。只有这样，才能建立正确的模型，实现虚拟装配和动态仿真的技术要求。

    1.1 特征分析

    减速器各零件建模之前，首先分析其实体特征，将每个零件以相应的特征分解，把握特征建模的先后顺序。如箱座总体上为对称结构，将对称部分建模完成后，采用镜像命令生成实体，然后完成非对称结构的销孔、吊环座等部分结构。SolidWorks拥有丰富的特征命名，对于同一实体，其建模的方式有多种选择，对于阶梯轴类回转体零件的实体建模既可采用旋转，也可选择分段拉伸实现，但总的是要把握住建模迅速、修改方便的原则。

    1.2 实体建模

    根据特征类型绘制草图轮廓，分别对减速器的箱座、箱盖、齿轮等零件建模。齿轮是建模的重点，也是仿真的关键环节，齿轮能否正确啮合，与草图准确绘制有关。采用无法手动绘制出准确的渐开线齿廓，利用CAXA电子图板生成渐开线齿轮齿廓，将草图转换到Solid Works中进行建模，齿廓的精确度得以大幅度提高。为提高草图绘制效率，草图要充分使用各元素之间的约束关系，精简尺寸，添加必要的尺寸约束，以尺寸驱动草图，达到草图的完全定义。草图应尽量反映零件轮廓的主要部分；倒角和修缘等特征，可在零件主体建立之后快速实现。中间齿轮轴的实体建模如图1所示。

图1 齿轮轴

     减速器部分零件采用的是标准件，Solid Works设计库自带有标准件模型。点击工具栏里的插件，同时选中Solid WorksToolbox和Solid Works Toolbox Browser并激活，设计库会自动提供各种标准件，以满足用户的需求。