基于inventor齒輪減速器高效模擬設(shè)計(jì)

摘 要：現(xiàn)代的機(jī)械操作中對(duì)減速器的需求較大，促進(jìn)了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為了充分發(fā)揮減速器在數(shù)控加工、結(jié)構(gòu)展示以及運(yùn)動(dòng)分析方面的重要作用，需要對(duì)減速器進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)。本文筆者從對(duì)inventor的概述著手，闡述了基于inventor的齒輪減速器的模擬設(shè)計(jì)，目的在于對(duì)齒輪減速器的模擬設(shè)計(jì)提供借鑒，實(shí)現(xiàn)減速器的合理設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：inventor 齒輪減速器 三維建模 模擬設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0077-01

減速器在起重、冶金、石化以及輕工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮了非常重要的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)減速器的需求不斷增長(zhǎng)，為了保持減速器行業(yè)的健康發(fā)展，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行及時(shí)的更新和升級(jí)，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)減速器行業(yè)的健康發(fā)展。在對(duì)減速器進(jìn)行更新時(shí)，需要借助一定的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，其中應(yīng)用最廣泛的是inventor軟件，具有關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)功能，進(jìn)而對(duì)復(fù)雜的多層次的裝配關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，最終完整準(zhǔn)確的表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思。

1 inventor的基本概述

Inventor是一種三維設(shè)計(jì)軟件，能夠直接在Autodesk Inventor的軟件中進(jìn)行營(yíng)利分析，并且這一軟件伴隨著集成的數(shù)據(jù)管理軟件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的安全可靠的管理。作為一套集成的、全面的設(shè)計(jì)工具，inventor具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以進(jìn)行完整數(shù)字樣機(jī)的創(chuàng)建工作，進(jìn)而用于對(duì)設(shè)計(jì)的外形、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行有效的驗(yàn)證。在該軟件的支持下，不用依賴物理樣機(jī)，降低了制造環(huán)節(jié)的成本。

在產(chǎn)品投產(chǎn)前期，都需要對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，這就依賴高昂的代價(jià)，然而inventor卻減少了驗(yàn)證的成本，這是因?yàn)閕nventor具有運(yùn)動(dòng)仿真和應(yīng)力分析的能力，并且這種能力是內(nèi)嵌的且易于使用。在數(shù)據(jù)管理軟件的相互配合下，inventor有效的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的交流，加強(qiáng)了制造者與設(shè)計(jì)者的溝通協(xié)調(diào)。在這種情況下，利用相應(yīng)的軟件對(duì)說(shuō)有零部件進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的重復(fù)使用，提高了工作的效率，減少了不必要的浪費(fèi)。

Inventor軟件的一個(gè)重要的功能使運(yùn)動(dòng)仿真功能，可以為用戶提供便捷準(zhǔn)確的服務(wù)，確保用戶明確機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，進(jìn)而減少構(gòu)建物理樣機(jī)的成本。在運(yùn)轉(zhuǎn)情況的基礎(chǔ)上，客戶可以添加載荷和運(yùn)動(dòng)約束，在運(yùn)動(dòng)仿真驗(yàn)證的設(shè)計(jì)中，依靠應(yīng)力分析的無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化零部件設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

2 基于裝配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

對(duì)減速器的設(shè)計(jì)，包括形狀和大小，必須將容下的齒輪、傳動(dòng)軸等內(nèi)置零件考慮在內(nèi)，進(jìn)而保證工作原理的有效運(yùn)作。因此，設(shè)計(jì)者在對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須以形狀、尺寸和裝配關(guān)系為依據(jù)，對(duì)各種設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)和匹配。Inventor軟件是對(duì)進(jìn)行功能模擬的重要軟件，在減速器的模擬設(shè)計(jì)中發(fā)揮著不可忽視的作用。

2.1 利用參數(shù)表的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

如果機(jī)器的零部件的設(shè)計(jì)參數(shù)相同并且相互關(guān)聯(lián)時(shí)，可以利用excel創(chuàng)建數(shù)據(jù)的表格，然后再通過(guò)銜接將數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行形同設(shè)計(jì)參數(shù)的關(guān)聯(lián)。當(dāng)多個(gè)零部件共同使用某些數(shù)據(jù)時(shí)，一般采用這一關(guān)聯(lián)模式，具有很大的優(yōu)勢(shì)，在數(shù)據(jù)發(fā)生變動(dòng)時(shí)，只需要改變數(shù)據(jù)表中最上級(jí)的參數(shù)，相關(guān)聯(lián)的模型參數(shù)就會(huì)自動(dòng)的改變，設(shè)計(jì)的效率大大的提高。

2.2 利用適應(yīng)技術(shù)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

該關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)適用于裝配環(huán)境，通過(guò)在位創(chuàng)建或者是自適應(yīng)零件實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)而利用裝配的約束關(guān)系建立起零部件的相互關(guān)聯(lián)，其裝配關(guān)系簡(jiǎn)單明確。當(dāng)然這這一關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)具有一定的局限性，在數(shù)據(jù)參數(shù)不確定、裝配關(guān)系復(fù)雜或者是零件數(shù)量過(guò)多時(shí)，容易發(fā)生錯(cuò)誤。

2.3 跨零件投影的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

這一關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)是對(duì)已有的相關(guān)零件的輪廓實(shí)行的跨零件投影的方式，創(chuàng)建本零件的草圖。這一模式中，連接件與被連接件的位置關(guān)系以及幾何尺寸方面方式變化，就會(huì)導(dǎo)致連接件的改變。在設(shè)計(jì)的構(gòu)思比較清楚、裝配關(guān)系以及輪廓尺寸一定時(shí)，一般采用跨零件投影的關(guān)聯(lián)。

3 基于inventor齒輪減速器高效模擬設(shè)計(jì)

對(duì)齒輪減速器的高效模擬設(shè)計(jì)要以齒輪減速器的特點(diǎn)和約束裝配關(guān)系為依據(jù)。齒輪減速器的結(jié)構(gòu)層次復(fù)雜，零部件的種類比較多，單個(gè)的建模就會(huì)導(dǎo)致重復(fù)工作和效率低下。鑒于齒輪減速器的特點(diǎn)和Inventor軟件的優(yōu)勢(shì)，基Inventor的齒輪模擬設(shè)計(jì)能夠提高模擬設(shè)計(jì)的效率，起到了積極的作用。

3.1 用excel實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)

在齒輪減速器中，通常是將大圓柱齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接起來(lái)，完成傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的任務(wù)，兩者的鍵槽寬度和長(zhǎng)度與鍵的寬度和長(zhǎng)度是一致的，這就方便了將齒輪、傳動(dòng)軸和鍵的關(guān)聯(lián)，這樣可以利用excel將相同的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是在表格中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要遵循Inventor的約定，否則，Inventor不接受錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)信息，后期的工作無(wú)法進(jìn)行。因此，在利用Inventor進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)，要確保數(shù)據(jù)符合其要求。在利用excel進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)，鍵的規(guī)格尺寸發(fā)生變化，只需打開(kāi)相應(yīng)的excel表格，進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改即可，具有高效可靠的優(yōu)點(diǎn)。

3.2 箱體箱蓋的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)

對(duì)于箱體箱蓋的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)一般采用的是關(guān)聯(lián)投影的方法，在Inventor軟件的作用下，從部件面板中執(zhí)行裝入現(xiàn)有零部件的命令，并將箱體的零件調(diào)出，進(jìn)而設(shè)置與箱體具有相同結(jié)合面特征的箱蓋。在Inventor軟件系統(tǒng)的幫助下，可以完成箱體和箱蓋的初級(jí)造型，加強(qiáng)了二者之間的關(guān)聯(lián)。

總之，Inventor軟件系統(tǒng)憑借著可靠安全高效的優(yōu)勢(shì)，在齒輪減速器的建模設(shè)計(jì)中發(fā)揮著不可忽視的作用，其特色功能使既要裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)的模式多樣。經(jīng)過(guò)分析研究，每種模式都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和局限性，這就需要在模擬設(shè)計(jì)中根據(jù)具體的條件和限制，選擇合適的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，做到靈活應(yīng)用。在Inventor軟件系統(tǒng)的應(yīng)用中，只要根據(jù)零件的特點(diǎn)，有針對(duì)性的應(yīng)用適宜的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，可以達(dá)到很好的效果，不僅能夠降低出錯(cuò)率，還可以縮短設(shè)計(jì)的周期，最終實(shí)現(xiàn)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的目的。

參考文獻(xiàn)

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