基于Solidworks的减速器的设计

1第三章基于SolidWorks的三维建模3.1SolidWorks软件介绍SolidWorks软件是由SolidWorks公司开发的，SolidWorks公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，从1993年，PTC公司与CV公司成立SolidWorks公司，并于1995年推出该软件，引起设计相关领域的一片惊叹。现在SolidWorks最新版为2009SP0多国语言版，本次毕业设计用的是SolidWorks2008SP0版本。SolidWorks软件集三维建模、装配、工程图于一身，功能强大、易学易用和技术创新，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。具有零件建模、曲面建模、钣金设计、有限元分析、注塑分析、消费产品设计工具、模具设计工具、焊件设计工具和装配设计等功能。该软件将各个专业领域的世界级顶尖产品连接到一起，具备全面的实体建模功能，可快速生成完整的工程图纸，还可以进行模具制造及计算机辅助工程分析、虚拟装配、动态仿真等一些其他CAD软件无法完成的工作。该软件本身集成了较多的插件，方便设计者利用，降低了设计劳动，本次毕业设计用到如下的插件：GearTrax主要用于精确齿轮的自动设计和齿轮副的设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压力角以及其它相关参数，GearTrax可以自动生成具有精确齿形的齿轮。toolbox提供了如iso、din等多标准的标准件库。利用标准件库，设计人员不需要对标准件进行建模，在装配中直接采用拖动操作就可以在模型的相应位置装配指定类型、指定规格的标准件。3.1.1对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模Ⅰ、齿轮三维模型的形成SolidWorks的插件GearTrax用以生成各种齿轮模型，如图3.1。根据机械设计数据，选择直齿，输入齿轮的模数m=2，大小齿轮齿数88和22，点击齿面厚，键入大小齿轮的齿轮宽度b50mm，。分别点1=b44mm2=击激活大小齿轮后，点击完成，插件自动将成型的齿轮导入SolidWorks中，从而完成齿轮建模,如图3.2和图3.3。2图3.1GearTrax2008操作图3.3大齿轮的大体建模图3.3大齿轮的大体建模得到了大齿轮的大体建模，然后修改大齿轮：①通过【拉伸切除】命令构造轮毂直径为50mm，键槽高、宽分别为5mm、10mm。如图3.5。②修改大齿轮，按工程图画减重槽和减重孔，利用【拉伸切除】命令，先画减重槽，深度为10mm,如图3.6，利用基准面通过【镜像】命令，画出另一侧。③通过【拉伸切除】命令打一个减重孔，孔径为36mm,如图3.7，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆心为基准轴，如图3.8，通过【圆周阵列】命令，选择基准轴和阵列的数目，完成多个减重孔成型如图3.9。④通过【倒角】命令倒角，最后成型,如图3.10。3图3.4齿轮的工程图图3.5加工轮毂和键糟图3.6加工减重槽图3.7加工减重孔图3.8插入基准轴4图3.9减重孔圆周整列图3.10大齿轮的三维建模Ⅱ、小齿轮轴的三维建模在Ⅰ中GearTrax导入小齿轮的基础上,按照二维工程图进行建模，如图3.11。①依次用【拉伸】命令构造小齿轮轴，完成小齿轮轴的大体建模，如图3.12。②然后利用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在小齿轮轴的外伸端建立基准平面1,如图3.13，再在该基准平面上利用【拉伸切除】命令，按照高速轴和V带轮联接键的尺寸：高速轴和V带轮联接键为：键8X28GB1096-79b×h=8×7,L=28，绘制草图，选择切除厚度，完成键槽的成型，如图3.14。③利用【倒角】和【倒圆角】命令修改小齿轮轴，完成建模如图3.15。图3.11小齿轮轴工程图53.12齿轮拉伸图3.13建立基准面1图3.14拉伸键图3.15小齿轮轴的三维建模Ⅲ、轴的三维建模①用【拉伸】命令，选择任意基准平面，按照设计尺寸依次拉伸成型，如图3.16。②通过【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在齿轮安装段和外伸端建立两个基础平面，如图3.17，依次用【拉伸切除】命令切出大齿轮与轴的键槽和低速轴（如图3.18）和联轴器的联接键键槽（如图3.19）。③用【倒角】和【倒圆角】命令修改轴，完成建模，如图3.20。图3.16轴的工程图6图3.17轴的拉伸图3.18建立两个基准面图3.19齿轮键拉伸图3.20联轴器的键拉伸图3.21轴的三维建模3.1.2对箱体、箱盖的三维建模Ⅰ、箱体三维建模①根据箱体的二维图，如图3.22，图3.23，图3.24，用【拉伸】命令，选择任意基准面，构造箱体大体立方体，如图3.25用【圆角】命令将立方体四个棱边倒R=20mm的圆角。7②利用【抽壳】命令，选择壁厚度8mm，选择挖出材料面，完成抽壳，如图3.26。③在抽壳选择面使用【拉伸】命令，拉伸出顶面凸缘，厚度为12mm，如图3.27，选择底面拉伸出箱体底板厚度为20mm，如图3.28，并【拉伸切除】底面通槽如图3.29。在凸缘下面【拉伸】轴承座凸台（如图3.30）和凸台（如图3.31），在轴承座凸台上用【拉伸切除】命令切出轴承槽，如图3.32。④用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令分别在两个轴承座建立基准平面1和基准平面2，如图3.33，用【筋】命令，绘制轴承座凸台的加强筋，如图3.34。⑤用【镜像】命令选择镜像对称平面，镜像凸台、轴承座凸台、加强筋和轴承槽，如图3.35。⑥选择中间基准平面，用【筋】命令构造两个吊耳，如图3.36。⑦用【扫描切除】命令，绘制油沟，绘制扫描路线和扫描截面，如图3.37，用【异形孔向导】在轴承槽端面上打M8的螺纹孔，如图3.38，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，分别建立基准轴1和2，圆周阵列螺纹孔，等间距，孔数为6，如图3.39。⑧用【拉伸切除】命令在顶面凸台上打d=13mm起盖螺钉孔和销孔，在凸台上打d=17mm螺栓孔，在底板上打d=18mm地脚螺钉孔。⑨用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令在箱体后端面建立一个45°平面作为基准，如图3.40，用【拉伸】命令构造凸台，如图3.41，在凸台上打油标尺M12的螺纹孔。在后端面上拉伸的d=30mm的凸台，在凸台上打M20的油塞孔。用【倒圆角】对箱体各处进行R=10mm倒圆角，完成建模，如图3.42。图3.22箱体主视图8图3.23箱体俯视图图3.24箱体左视图图3.25拉伸长方体3.26长方体的抽壳9图3.27拉伸凸缘图3.28拉伸底板图3.29拉伸切除通糟图3.30拉伸轴承座图3.31拉伸凸台图3.32拉伸切除轴承安装槽图3.33建立两个基准图3.34轴承座加强筋10图3.41拉伸油标尺凸台图3.42箱体三维建模Ⅱ、箱盖的三维建模根据减速器箱盖二维工程图进行建模，如图3.43，图3.44,图3.45。①【拉伸】构造箱盖的大体轮廓，如图3.46，【抽壳】命令，选壁厚为8mm,选择底面为去除材料面，如图3.47，在去除材料面【拉伸】凸缘，厚度为12mm,如图3.48，在凸缘上【拉伸】出轴承座（图3.49）和凸台(图3.50)，【拉伸切除】打52mm和80mm的轴承安装槽,如图3.51。②【镜像】，选择凸台、轴承座和轴承安装槽为对象，选择箱体对称面为基准面，构造另一侧，如图3.52。③【筋】命令，构造吊耳，选择箱盖的对称面做草图，如图3.53。④用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，用【异形孔向导】选择在轴承侧面打M8的螺纹孔，【圆周阵列】选择基准轴1为旋转轴，螺纹孔为阵列对象，数目选择为6，如图3.54。⑤【拉伸切除】在吊耳上打10mm的孔，在凸缘上打四个13mm的起盖螺钉孔，在凸台上打六个17mm螺栓通孔，再【旋转切除】出两个8mm销孔。⑥选择箱盖上表面为基准面，先【拉伸】出90X60的，厚度为4mm的凸台，如图3.55，再【拉伸切除】出观察孔，如图3.56，再在观察盖凸台上【异形孔向导】打四个M6螺纹孔。⑦【倒圆角】、【倒角】命令，对箱盖进行R5mm和1mm的倒角，完成建模，如图3.57。11图3.43箱盖的主视图图3.44箱盖的俯视图图3.45箱盖的左视图12图3.46构造大体轮廓图3.47抽壳图3.48拉伸凸缘图3.49拉伸轴承座图3.50拉伸凸台图3.51拉伸轴承槽图3.52镜像凸台凸缘图3.53建立吊耳13图3.54整列M8螺纹孔图3.55拉伸观察盖凸台图3.56拉伸切除观察图3.57箱盖的三维建模3.1.3对轴承的三维建模Ⅰ.保持架：①【拉伸】选择任意基准面，在草图上画一个内径为38mm和外径40mm的圆环，对称拉伸，拉伸厚度为5mm，如图3.58。②【旋转】，对称拉伸面作为基准面，画通过中心的虚线为旋转轴，画直径12mm的半圆为旋转截面，如图3.59，用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，【圆周阵列】命令，选择基准轴1为旋转轴，阵列对象为旋转、拉伸出的实体，如图3.60，【旋转切除】，仍然选择对称拉伸面为基准面，在刚才旋转出的圆体内切出一个空心为8mm的球体，如图3.61，然后再次整列空心球体。【拉伸切除】切掉圆环外多余的材料，即完成建模，如图3.62。14图3.58拉伸圆环图3.59旋转球体图3.60整列球体图3.61旋转切除图3.62保持架的三维建模Ⅱ.滚动体：【旋转】，选择任意基准面，画出虚线旋转轴，半径为4mm的半圆截面，如图，3.63，完成建模，如图3.64。Ⅲ.内圈、外圈：【旋转】，选择任意基准面，画出虚线旋转轴，画出内圈外圈的截面草图如图3.65和图3.66，即完成建模如图3.67和图3.68。15图3.63旋转拉伸滚动体图3.64滚动体的三维建模图3.65外圈的草图图3.67外圈的三维建模图3.66内圈的草图图3.68内圈的三维建模3.1.4油标尺、观察盖、油塞和通孔器的三维建模1.端盖：①【旋转】命令，任意选择基准面，建立选线基准轴，画出端盖的截面草图，旋转得到实体，如图3.69。②用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准16轴1，【拉伸切除】在端盖上打9mm的孔，【圆周阵列】命令，基准轴1为旋转轴，9mm的孔为阵列对象，数目为6，完成建模，如图3.70。图3.69端盖的旋转草图图3.70端盖的三维建模2.油标尺：①【旋转】，任意选择基准面，建立选线基准轴，画出油标尺的截面草图，旋转得到实体，如图3.71。②在螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】，选择Ｍ１２螺纹，完成建模，如图3.72。17图3.71油标尺的旋转草图图3.72油标尺的三维建模3.观察盖：①【拉伸】厚度为4mm,长X宽为60Ｘ90的实体，如图3.73。②【拉伸切除】在观察盖4个角切4个7mm的通孔。③在观察盖上【拉伸】凸台，【异形孔向导】在凸台上打M12的螺纹孔。④对4条侧棱进行【倒圆角】R10mm.完成建模，如图3.74，图3.73拉伸观察盖图3.74观察盖的三维建模4.油塞:①【拉伸】,任意选择基准面，在草图上画六边形，完成拉伸。②用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1【旋转切除】切出螺帽的形状，选择中间对称面画1.5X1.5的直角三角的旋转截面，选择基准轴1为旋转轴，如图3.75。③【拉伸】构造剩下的实体，在待加工螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】，完成建模，如图3.76。18图3.75螺帽旋转切除图3.76油塞的三维建模5.通气器：①【拉伸】,任意选择基准面，在草图上画六边形，完成拉伸，如图3.76。②用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1【旋转切除】切出螺帽的形状，选择中间对称面画1.5X1.5的直角三角的旋转截面，选择基准轴1为旋转轴。③【拉伸】构造剩下的实体，在待加工螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】。④【拉伸切除】打两个交叉的4mm的通孔，完成建模，如图3.77。图3.76螺帽拉伸图3.77通气器三维建模第四章减速器的装配和仿真194.1减速器