基于SolidWorks的變速箱虛擬建模設計

曾正　高知豐

摘 要：變速箱是礦山機械，農業機械，汽車的重要零件，它能夠改變傳動力矩，改變速度，并作為各種傳動齒輪的裝配和支撐機構。本論文以某型變速箱，基于Solidworks軟件，進行三維設計。加快了設計速度，減小了成本，為該類產品設計提供依據。

關鍵詞：變速箱 Solidworks 建模設計

中圖分類號：U463文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）03-0-01

一、緒言

SolidWorks是一種強大的三維建模軟件，在以往的研究中，許多學者借助于這個工具作了很多機械產品的設計。迎春等人[1]，以直齒錐齒輪齒廓為基礎，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換成實體，接著通過陣列形成錐齒齒輪。丁剛等人，以SolidWorks的二次開發接口API函數，采用相關軟件進行二次開發，通過參數化的方式進行建模設計，大大提高了設計效率。文長明等人通過漸開線上有規律的幾個點擬合生成漸開線，再以此為基礎生成單齒模型，最后再生成斜齒模型。雪冰鋒等人，結合SolidWorks軟件參數化設計與SQL數據管理的管殼式換熱器輔助設計軟件開發。達到了不同管殼的快速設計。本論文，應用SolidWorks軟件，通過從草圖、拉伸、成孔、抽孔等，生成變速箱。提高了生產效率，節約了成本。

二、變速箱前端設計

SolidWorks具有介面友好，容易操作的特點，本文所匯變速箱體結構較為規整。設計先以箱體前端面作為草圖模型進行繪制，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，先畫長寬分別為700mm和300mm的矩形，接著以左下端為端點，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，點擊“特征”下的“拉伸凸臺基體”拉伸值設置為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，要把內部結構同時完成，涉及到把內部挖空，并在前端完成工藝孔操作。

首先點擊上端面，然后點擊“特征”，找到“抽殼”按鈕，并點擊它，設置抽坑的厚度為20mm，然后點擊生成，如圖3所示。

圖3 變速箱抽殼完成圖

接下來在前后端面進行工藝孔操作。首先，點擊前端面并在前端面草圖操作，畫出5個孔。如圖4所示。

圖4 工藝孔草圖及三維圖

四、變速箱后端面設計

變速箱后端面有端蓋及相應的螺孔，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。分別在這兩個圓環上，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。

當完成圖形后，進行“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筋。作圖過程如下，先在內表面最上端作一草圖矩形，長寬分別為20mm和10mm。然后在“特征”狀態下點擊“拉伸凸臺/基體”，同時在拉伸選項里，選擇到“下一平面”，同理，把另一加強筋也以同樣的方式畫出來。如圖7所示。

圖7 變速箱加強筋造型

五、變速箱渲染

變速箱的最后一個步驟就是對變速箱整體進行相關的渲染。對于圖形的渲染能夠更真實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

結語

基于Solidworks的變速箱的三維模擬設計，它能夠加快產品的設計過程，減小產品開發過程中的浪費，節約了成本，并且能夠減小產品設計過程缺陷。

參考文獻

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