基于SolidWorks的齿轮油泵的三维建模和运动仿真

　　随着现代科学技术的发展，三维CAD技术得到普及。SolidWorks作为主流机械设计软件，功能强大简便易学。本文通过对齿轮油泵各组成零部件的实体造型、虚拟装配、拆装动画、运动仿真的描述，真实地展示了齿轮油泵的实际装配和工作过程，及时发现设计中存在的问题，从而降低成本，提高设计效率，缩短设计时间。本文中所有实例均采用版完成。

　　1 齿轮油泵三维实体建模

　　齿轮油泵是各种机械润滑和液压系统的输油装置。是机械设计中基本部件。由泵体、泵盖、主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、垫片、紧盖螺钉、填料、压盖、压盖螺母、定位销等十几个零件组成。

　　要实现齿轮油泵虚拟装配和运动仿真，首先要对组成零件进行实体造型。在齿轮油泵的组成零件中，螺钉、螺母、垫片和定位销等为标准件，可从标准件库存中直接调用；泵体、泵盖为铸造箱体类零件，齿轮轴为典型的回转体零件，这些都是机械零件中的典型结构，建模过程不再赘述。

　　对初学者或对不太熟悉的设计师来说，齿轮建模比较困难，下面介绍几种方便实用的建模方法。

　　1.1 方法1——利用GearTrax中文版齿轮插件

　　GearTrax是一个常用插件，为机械工程师提供了一种简单方便用于精确齿轮及齿轮副的自动设计工具，可设计的圆柱齿轮、圆锥齿轮、齿形带轮、蜗轮蜗杆、花键、带轮等，方便快捷，且模型精确程度较高。

　　在GearTrax操作界面中按齿轮参数要求输入齿轮模数，齿数、齿面厚度、斜齿轮需输入螺旋角及左右旋向，点击完成按钮，使用时最好提前打开并设置使用英文菜单，齿轮轮齿将在中自动完成，再自行建造齿轮轮毂、轮辐、键槽或销孔等结构即可完成齿轮建模。

　　1.2 方法2——利用参数方程控制齿轮建模

　　（1）点击主菜单“工具/方程式”，根据齿轮参数关系输入齿轮基本参数及分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆等方程式。（2）建造回转体齿轮齿坯。（3）根据齿轮轮廓曲线性质，用圆弧近似代替渐渐开线齿廓的齿槽，拉伸切除，完成一个齿槽。（4）圆周阵列完成所有齿槽切除。

　　这种方法要求熟悉齿轮基本公式及软件的参数方程控制方法，对设计人员要求较高，且建模齿轮精确度不高，为以后的干涉检查等有限元分析带来麻烦。但此方法具有一般性，可完成一些不能直接完成的曲线，值得学习的一种方法。

　　1.3 利用CAXA电子图板齿轮曲线

　　CAXA电子图板中有渐开线齿轮轮廓曲线，输入直齿圆柱齿轮模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数等基本参数，即可生成直齿齿轮端面轮廓曲线，保存成CAD类型文件，与CAD软件有很好的数据交换性能，插入dwg图形文件，通过拉伸或扫描可生成直齿或斜齿齿轮轮廓，然后再对齿轮轮毂、轮辐结构，完成齿轮造型，这种方法简便易行，对设计人员要求不要，而且齿轮精度也比较高，是一种不错的方法。