基于SolidWorks的圆锥圆柱双级减速箱设计

1. 前言
   
    随着市场的开放性和全球化，用户在追求高质量低价格和短交货期的同时，会缩短产品的更新换代周期，这就要求设计人员去改变传统设计模式， 大限度地利用虚拟设计技术。设计者通过虚拟装配检查各零部件尺寸以及可装配性，即时修改错误；通过虚拟原型进行虚拟试验，而不用再去做更多的实物试验。这样，既节省了时间又节约了费用。
   
    虚拟设计（Virtual Design）是将VR技术和CAD技术相结合的一个应用于多领域的新技术。近年来，商业CAD软件及工具的兴起，例如：PTC公司的产品SolidWorks，Pro/Engineer，SDRC的产品I-DEAS Master Series、UGS公司的产品Unigraphics等，推动了虚拟设计的发展。本文基于SolidWorks三维软件完成的双级减速箱的虚拟设计。
   
    2. 减速箱虚拟设计软件的选用
   
    减速器是一种用途十分广泛的机械装置。圆锥圆柱齿轮双级减速器的可分为DBYK硬齿面、DCYK硬齿面、DBY硬齿面、DFY硬齿面、DCY硬齿面等多种类型。它主要适用于输出输入轴呈垂直方向布置的传动装置，如带式输送机等各种运输机械，在冶金、矿山、建筑、水泥、能源等通用机械中也得到应用[2]。
   
    本次所设计生产的双级减速器的基本要求是用于码头运型砂，单班制工作，有轻微振动，使用年限为10年，基本数据为输送带拉力为2060N，运输带速为1.2m/s，卷筒直径为300mm。由于SolidWorks三维设计软件含有丰富的方便快捷的设计资源和Toolbox、cosmos等插件，功能强大，设计十分直观快捷，设计效率很高。因此，本设计选用SolidWorks作为三维设计平台。
   
    3. 基于SolidWorks的齿轮的二次开发
   
    齿轮齿形具有复杂的曲面特征，当齿轮参数和尺寸不相同时，设计生产的齿轮零件的结构也不相同，为了减少建模的工作量，减少同一零件的重复性工作，有必要进行基于SolidWorks的齿轮二次开发，进行相似零件的参数化建模。
   
    在SolidWorks可以利用其内部强大的宏功能来进行实体建模，通过VB语言编写程序来实现齿轮的二次开发。图1为基于二次开发技术得到的直齿轮，并对其进行了材质处理。它的实现主要过程如下：
   
    （1）点击工具中的录制宏命令，开始创建渐开线齿轮三维实体模型，这样就可以把齿轮建模的全过程录制成宏文件。找出宏文件中与模型生成有关的关键函数，理解并确定其中的关键参数，把关键常数用变量来代替，这样就完成了渐开线齿轮的三维参数化建模程序；
   
    （2）使用VB语言编制应用程序界面，如图2所示。设计者通过应用程序界面录入初始参数，程序会自动计算出上述宏文件中所需要的相关参数、编译程序并生成可执行程序供SolidWorks程序调用；
   
    （3）完成可执行应用程序后,使用SolidWorks中的"宏"操作命令将应用程序嵌入SolidWorks中,实现二者的链接。
   

    图1：为基于二次开发技术得到的直齿轮 
    
    图2： 应用程序界面

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