基于SolidWorks的變速箱虛擬建模設(shè)計(jì)

曾正　高知豐

摘 要：變速箱是礦山機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械，汽車的重要零件，它能夠改變傳動(dòng)力矩，改變速度，并作為各種傳動(dòng)齒輪的裝配和支撐機(jī)構(gòu)。本論文以某型變速箱，基于Solidworks軟件，進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。加快了設(shè)計(jì)速度，減小了成本，為該類產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：變速箱 Solidworks 建模設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U463文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2020）03-0-01

一、緒言

SolidWorks是一種強(qiáng)大的三維建模軟件，在以往的研究中，許多學(xué)者借助于這個(gè)工具作了很多機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。迎春等人[1]，以直齒錐齒輪齒廓為基礎(chǔ)，建立了一種新的建模方法—邊界曲面法，通過邊界曲面功能形成單齒然后轉(zhuǎn)換成實(shí)體，接著通過陣列形成錐齒齒輪。丁剛等人，以SolidWorks的二次開發(fā)接口API函數(shù)，采用相關(guān)軟件進(jìn)行二次開發(fā)，通過參數(shù)化的方式進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，大大提高了設(shè)計(jì)效率。文長(zhǎng)明等人通過漸開線上有規(guī)律的幾個(gè)點(diǎn)擬合生成漸開線，再以此為基礎(chǔ)生成單齒模型，最后再生成斜齒模型。雪冰鋒等人，結(jié)合SolidWorks軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)與SQL數(shù)據(jù)管理的管殼式換熱器輔助設(shè)計(jì)軟件開發(fā)。達(dá)到了不同管殼的快速設(shè)計(jì)。本論文，應(yīng)用SolidWorks軟件，通過從草圖、拉伸、成孔、抽孔等，生成變速箱。提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了成本。

二、變速箱前端設(shè)計(jì)

SolidWorks具有介面友好，容易操作的特點(diǎn)，本文所匯變速箱體結(jié)構(gòu)較為規(guī)整。設(shè)計(jì)先以箱體前端面作為草圖模型進(jìn)行繪制，先作一矩形，再通過樣圖曲線、圖等功能鍵操作，得出圖1草圖。從圖中可以看出，變速箱前端形狀和尺寸都已清楚。步驟如下，先畫長(zhǎng)寬分別為700mm和300mm的矩形，接著以左下端為端點(diǎn)，以半徑為1800mm為半徑作圓弧同下端向上偏置50mm的直線相交，并以半徑為40mm的圓弧圓滑連接大圓弧和該偏置直線。

退出草圖，接著以此草圖為基礎(chǔ)，點(diǎn)擊“特征”下的“拉伸凸臺(tái)基體”拉伸值設(shè)置為200mm，最終拉伸效果圖如圖2所示。

圖1 變速箱前端面草圖圖2 變速箱端面拉伸圖

三、抽殼操作及右端陣列孔操作

變速箱基本形狀成形后，要把內(nèi)部結(jié)構(gòu)同時(shí)完成，涉及到把內(nèi)部挖空，并在前端完成工藝孔操作。

首先點(diǎn)擊上端面，然后點(diǎn)擊“特征”，找到“抽殼”按鈕，并點(diǎn)擊它，設(shè)置抽坑的厚度為20mm，然后點(diǎn)擊生成，如圖3所示。

圖3 變速箱抽殼完成圖

接下來在前后端面進(jìn)行工藝孔操作。首先，點(diǎn)擊前端面并在前端面草圖操作，畫出5個(gè)孔。如圖4所示。

圖4 工藝孔草圖及三維圖

四、變速箱后端面設(shè)計(jì)

變速箱后端面有端蓋及相應(yīng)的螺孔，建模過程可通過如下的過程完成，首先以后端面作為草圖繪制介面，以左端小孔中心為中心繪制半徑為50mm和60mm的圓，以右端孔中心為中心繪制65mm和80mm圓。分別在這兩個(gè)圓環(huán)上，以圓中心為中心以半徑為55mm、72.5mm的圓陣列出6×和12的圓周陣列。如圖5所示。

當(dāng)完成圖形后，進(jìn)行“特征”中的拉伸操作，在操作過程中，特別注意必須選中每個(gè)大圓及小圓。最終的效果圖如圖6所示。

圖5 變速箱后端草圖 ? ?圖6 變速箱后端面成形圖

變速箱上端面還存在兩根加強(qiáng)筋。作圖過程如下，先在內(nèi)表面最上端作一草圖矩形，長(zhǎng)寬分別為20mm和10mm。然后在“特征”狀態(tài)下點(diǎn)擊“拉伸凸臺(tái)/基體”，同時(shí)在拉伸選項(xiàng)里，選擇到“下一平面”，同理，把另一加強(qiáng)筋也以同樣的方式畫出來。如圖7所示。

圖7 變速箱加強(qiáng)筋造型

五、變速箱渲染

變速箱的最后一個(gè)步驟就是對(duì)變速箱整體進(jìn)行相關(guān)的渲染。對(duì)于圖形的渲染能夠更真實(shí)的模擬出變速箱體的顏色。最終的渲染效果圖，如圖8所示。

圖8 變速箱最終渲染圖

結(jié)語(yǔ)

基于Solidworks的變速箱的三維模擬設(shè)計(jì)，它能夠加快產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，減小產(chǎn)品開發(fā)過程中的浪費(fèi)，節(jié)約了成本，并且能夠減小產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程缺陷。

參考文獻(xiàn)

[1]迎春，吳曉強(qiáng)，張春友.基于SolidWorks的直齒錐齒輪三維建模方法[J].工具技術(shù).2015（09）：32-35.