1. 前言
pUr.<yc&u b07 MTDFH7 隨著市場的開放性和全球化，用戶在追求高質量低價格和短交貨期的同時，會縮短產品的更新?lián)Q代周期，這就要求設計人員去改變傳統(tǒng)設計模式，最大限度地利用虛擬設計技術。設計者通過虛擬裝配檢查各零部件尺寸以及可裝配性，即時修改錯誤；通過虛擬原型進行虛擬試驗，而不用再去做更多的實物試驗。這樣，既節(jié)省了時間又節(jié)約了費用。
810u +%fu VHB5 虛擬設計（Virtual Design）是將VR技術和
CAD技術相結合的一個應用于多領域的新技術。近年來，商業(yè)CAD軟件及工具的興起，例如：
PTC公司的產品
SolidWorks，Pro/Engineer，SDRC的產品I-DEAS Master Series、UGS公司的產品Unigraphics等，推動了虛擬設計的發(fā)展。本文基于SolidWorks三維軟件完成的雙級
減速箱的虛擬設計。
hM(|d@) *A O/$K@Ma 2. 減速箱虛擬設計軟件的選用
!K1[o'o# \ey3i((L 減速器是一種用途十分廣泛的機械裝置。圓錐圓柱
齒輪雙級
減速器的可分為DBYK硬齒面、DCYK硬齒面、DBY硬齒面、DFY硬齒面、DCY硬齒面等多種類型。它主要適用于輸出輸入軸呈垂直方向布置的傳動裝置，如帶式輸送機等各種運輸機械，在冶金、礦山、建筑、水泥、能源等通用機械中也得到應用[2]。
Pd\S{ Y~wk &}%3yrU 本次所設計生產的雙級減速器的基本要求是用于碼頭運型砂，單班制工作，有輕微振動，使用年限為10年，基本數(shù)據(jù)為輸送帶拉力為2060N，運輸帶速為1.2m/s，卷筒直徑為300mm。由于SolidWorks三維設計軟件含有豐富的方便快捷的設計資源和Toolbox、cosmos等插件，功能強大，設計十分直觀快捷，設計效率很高。因此，本設計選用SolidWorks作為三維設計平臺。
l>S~)FNwXJ h4S,(*V$! 3. 基于SolidWorks的齒輪的二次開發(fā)
&B7X LO[ Qg9 N?e{z 齒輪齒形具有復雜的曲面特征，當齒輪
參數(shù)和尺寸不相同時，設計生產的齒輪零件的結構也不相同，為了減少建模的工作量，減少同一零件的重復性工作，有必要進行基于SolidWorks的齒輪二次開發(fā)，進行相似零件的參數(shù)化建模。
k| nv[xY0 R g,pC.7; 在SolidWorks可以利用其內部強大的宏功能來進行實體建模，通過VB語言編寫程序來實現(xiàn)齒輪的二次開發(fā)。圖1為基于二次開發(fā)技術得到的直齒輪，并對其進行了材質處理。它的實現(xiàn)主要過程如下：
hIC$4lR~ RpR;1ktF> （1）點擊工具中的錄制宏命令，開始創(chuàng)建漸開線齒輪三維實體模型，這樣就可以把齒輪建模的全過程錄制成宏文件。找出宏文件中與模型生成有關的關鍵函數(shù)，理解并確定其中的關鍵參數(shù)，把關鍵常數(shù)用變量來代替，這樣就完成了漸開線齒輪的三維參數(shù)化建模程序；
' Ky5|4 ~(%nnG6x （2）使用VB語言編制應用程序界面，如圖2所示。設計者通過應用程序界面錄入初始參數(shù)，程序會自動計算出上述宏文件中所需要的相關參數(shù)、編譯程序并生成可執(zhí)行程序供SolidWorks程序調用；
=ex71qj) Y:/z)"u,C （3）完成可執(zhí)行應用程序后,使用SolidWorks中的"宏"操作命令將應用程序嵌入SolidWorks中,實現(xiàn)二者的鏈接。
\:\rkc9LI O[;>Y'zqC% 4. 基于SolidWorks的減速箱虛擬設計
< ppg$; x(&o= Pu SolidWorks軟件在產品性能優(yōu)化和仿真（運動和干涉檢查、整機運動分析、零部件設計優(yōu)化等）、結構特征建模、分析評價等方面具有獨到的優(yōu)勢。
s 7iguFQ kl_JJX6jPP 4.1 SolidWorks中的齒輪軸的建模
Id(L }i(X Y dmYE $ 在減速箱設計中，由于齒輪的尺寸較小，近似接近于軸段的尺寸，為保證軸和齒輪二者的強度和剛度，此軸段將齒輪和軸設計成一體，即所謂的齒輪軸，這種設計方法在實際設計中比較常見。
vz*QzVk1 [F/>pL5U$ 在SolidWorks環(huán)境下建立的直齒輪軸和錐齒輪三維模型。在設計過程中，我們采用了齒輪的二次開發(fā)技術，先生成齒輪，然后在通過拉伸命令完成相應的階梯軸。
4WZ:zr N cWP34;NNM 4.2 減速箱內部傳動結構
NB;8 e> 8 kb ] PW Oz 為了清晰地呈現(xiàn)雙級圓錐圓柱減速箱的內部結構，將上下箱體和一些附屬部件在SolidWorks中隱藏后，得到了雙級圓錐圓柱減速箱內部的傳動機構原理圖（如圖4）。從圖中可以清晰的看出雙級圓錐圓柱減速箱的傳動系統(tǒng)的組成和工作過程。該減速箱一級傳動系統(tǒng)由圓錐齒輪組成，它具有傳動平穩(wěn)、輸入軸與輸出軸垂直傳動等優(yōu)點，二級傳動系統(tǒng)采用圓柱齒輪傳動，可以實現(xiàn)較大的傳動比。
u!];RHOp| |#Bz&T 5 減速箱的高效虛擬裝配
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