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1、目 录1 绪论12 SOLIDWORKS概述23.基于SOLIDWORKS减速器零件的绘制23.1.减速器底座的三维实体建模的过程23.1.1箱体底座23.1.2油针孔与放油孔43.1.3箱体凸缘83.1.4底板113.1.5盖槽和油槽143.2减速器盖三维实体建模的过程163.3 减速器的其他零件194.零件装配205.动画模拟生成215.1爆炸视图的生成215.2动画模拟仿真236 结论23致谢24参考文献241 绪论计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件为工具，通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。计算机仿真(模拟)早期称为蒙特卡罗方法，是一门利用随
2、机数实验求解随机问题的方法。现在，计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。对一个工程技术系统进行模拟仿真，包括了建立模型、实验求解和结果分析三个主要步骤。【16】 （1）.建立系统数学模型模拟仿真是一基于模型的活动，是用模型模拟来代替真实系统进行实验和研究。因此，首先就要对待仿真的问题进行定量描述，这就是建立系统的数学模型。模型是对真实世界的模仿，真实世界是五彩缤纷的，因此模型也是千姿百态的；（2）.仿真计算仿 真计算是对所建立的仿真模型进行数值实验和求解的过程，不同的模型有不同的求解方法。例如：对于连续系统，
3、通常用常微分方程、传递函数，甚至偏微分方程对 其进行描述。（3）.仿真结果的分析要 想通过模拟仿真得出正确、有效地结论，必须对仿真结果进行科学的分析。早期的仿真软件都是以大量数据的形式输出仿真的结果，因此有必要对仿真结果数据进行 整理，进行各种统计分析，以得到科学的结论。现代仿真软件广泛采用了可视化技术，通过图形、图表，甚至动画生动逼真地显示出被仿真对象的各种状态，使模拟 仿真的输出信息更加丰富、更加详尽、更加有利于对仿真结果的科学分析。机械加工过程，是机械行业进行生产的基础。利用计算机仿真，有助于发现其机理，为提高机械加工性能提供理论支持。【14】虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在
4、虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周
5、期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。其中有如autoCAD，solidworks等许多绘图软件。【8】SolidWorks以其优异的三维设计功能 ,操作简单等一系列的优点 ,极大地提高了设计效率。利用SolidWorks不仅可以生成二维工程图，而且可以生成三维零件，实现零件的三维实体建模。用户还可以利用其配置功能，通过改变原零件模型的尺寸，生成一系列新的零件模型。2 Solidworks概述SolidWorks是世界上第一款完全基于Windows的3D CAD软件 ,自199
6、5年问世以来 ,以其优异的三维设计功能 ,操作简单等一系列的优点 ,极大地提高了设计效率 ,在与同类软件的激烈竞争中已经确立了它的市场地位 ,已经成为三维机械设计软件的标准。利用SolidWorks不仅可以生成二维工程图，而且可以生成三维零件，用户可以利用这些三维零件来建立二维工程图及三维装配体。SolidWorks采用双向关联尺寸驱动机制，设计者可以指定尺寸和各实体间的几何关系，改变尺寸会改变零件的尺寸与形状，并保留设计意图。【2】3.基于solidworks减速器零件的绘制3.1.减速器底座的三维实体建模的过程 一个零件的建模过程，实际上就是许多个简单特征相互之间叠加、切割或相交的操作过程
7、。按照特征的创建顺序，构成零件的特征可分为基本特征和构造特征，因此一个零件的实体建模的基本过程可以由如下几个步骤组成：【6】（1）进入零件设计模式。（2）分析零件特征，并确定特征创建顺序。（3）创建与修改基本特征。（4）创建与修改其他构造特征。（5）所有特征完成之后，存储零件模型。3.1.1箱体底座减速器底座的绘制是绘制过程中最为繁琐的部分，将它拆分成底座箱体，油针孔与放油孔，箱体凸缘，底板，盖槽与油槽五部分绘制。 绘制步骤如下：（1）单机标准工具栏的（新建）工具，新建一个零件文件。（2）在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击（草图绘制）工具进行草图1的绘制。（3）单机草图工具栏中的（直
8、线）工具，以草图远点为起点进行连续线段的绘制，然后通过（智能尺寸）工具对线段进行完全定义。 图 1 草图1（4）单机草图区域右上角的图标结束草图1的绘制。单机特征工具栏的（拉伸凸台/基体）工具，在“终止条件”选项框中选择“俩侧对称”，设置如图，单击（确定）按钮完成拉伸1特征的绘制。 图2 特征拉伸1（5）单机特征工具栏中的（抽壳）工具，在图形区域中选择拉伸1特征的上下端面作为移除的面，并设置厚度为10mm，单击（确定）完成特征实体的绘制。（6）单机标准工具栏中的（保存）工具，文件取名为“底座箱体.sldprt”。3.1.2油针孔与放油孔( 1) 接着上面的步骤，在特征管理设计树中选择“前视基准
9、面”，单击（草图绘制）工具进行草图2的绘制。（2）选择特征实体的唯一斜边，单机草图工具栏中的（转换实体引用）工具，复制实体边为草图2的几何形体。接下来，使用（显示、删除几何关系）工具将线段的几何关系“在边线上”删除，保持线段与实体边线的选择，在属性管理器中为他们添加“共线”几何关系。（3）单击（智能尺寸）工具，移动鼠标指针到图形区域选择如图所示的点与直线，并确定距离为85mm，继续使用（直线）工具完成如图所示的形体绘制，注意线a和线b的垂直关系。 图3 草图2 （4）单击图标结束草图2的绘制。 （5） 按住ctrl键选择线a与线b的上端点，单击参考几何体工具栏中（基准面）工具，单击（确定）建立
10、基准面1。（6）在特征管理器设计树中保持“基准面1”的选择，单击（草图绘制）进行草图3的绘制。（7）单击工具栏中的（圆），以草图原点为圆心绘制一个直径为24mm的圆。然后单击（直线），绘制出一系列的线段，单击（剪裁实体）剪除多余圆弧；按住选择水平线段与圆，在“添加几何关系”中选择“相切”；选择线c与草图2线b的端点，在“天价几何关系”中选“重合”。 图4 草图3 图5 特征拉伸2（8）单机图标结束草图3绘制。单击特征中的（拉伸凸台/基体），在“终止条件”选“成形到下一面”。单击（确定）完成拉伸2特征的绘制。 （9）选择面一，绘制完全贯穿的孔，直径为12mm。孔与圆弧的几何关系为同心。 图6 拉
11、伸切除（10）接下来为放油孔。选“前视基准面”，单击（草图绘制）进行草图5的绘制。（11）使用（直线）和（智能尺寸）绘制如图7像垂直的俩直线并定义后结束草图5绘制。注意俩直线的端点与实体边线重合。 图7 草图5 图8 草图6（12）选右视基准面和线段e的左端点，单击（基准面），建立基准面2绘制草图6.（13）利用（直线），（切线弧）,(智能尺寸)绘制如图8所示，注意线f与线d上端点重合关系。（14） 后结束草图6绘制。单击（拉伸凸台/基体），在“终止条件”选“成形到下一面”单击（确定）完成拉伸特征3绘制。 图9 拉伸特征3 图10 草图7(15)选“基准面2”，单击（草图绘制）绘制如图10草图
12、7。使用（圆）绘制如图所示圆，圆与圆弧同心。(16)结束草图7绘制，单击（拉伸切除），设置深度为30mm，单击（确定）完成切除拉伸2绘制。 图11 拉伸切除特征2 （17）单击（保存），文件名“油针孔.sldprt”。3.1.3箱体凸缘（1）选择箱体上端面，单击（草图绘制）进行草图8绘制。（2）单击（转换实体引用），将箱体的内边线复制转换到草图8，使用（中心线），（直线），（绘制圆角）等绘制如图12所示草图及尺寸定义。（3）单击结束草图8的绘制。单击（拉伸凸台/基体），设置深度为15mm，单击确定完成拉伸4的绘制。 图12 草图8 图13 拉伸特征4（4）选“前视基准面”,单击（基准面），新建
13、与前视基准面平行且等距95mm的基准面3.（5）在基准面3中绘制如图14所示草图。 图14 草图9（6）结束草图9绘制，单击（拉伸凸台基体），“终止条件“为成形到下一面，单击完成拉伸5特征的绘制。 图15 拉伸特征5（7）按住ctrl,在特征管理设计树中选“前视基准面”与“拉伸5”，单击（镜像），复制出与拉伸5相对称的镜像1特征。（8）选“前视基准面”绘制如图16所示草图，圆与圆弧同心。图16 草图圆（9）结束草图，单击（拉伸切除） 图17 拉伸切除特征（10）选择连接板上端面单击（草图绘制），绘制如图18。 图18 草图11（11）结束草图11绘制，单击（拉伸凸台基体），深度为50mm，单击
14、（确定）完成拉伸6特征的绘制。（12）同时选择“拉伸6”与“前视基准面”，单击（镜像）。图19 镜像-拉伸特征6（13）选连接板上端面，单击（草图绘制），绘制如图20（a）所示草图，并拉伸切除成孔，再选择（线性列阵）设置如图单击完成。 图20 草图（a） 拉伸特征（b）（14）单击（保存），文件名“凸缘.sldprt”。3.1.4底板（1）选箱体的下端面，单击（草图绘制）进行草图13的绘制。（2）绘制如图21所示草图，注意直线1与箱体边线共线。图21 草图13（3）结束草图13绘制，单击（拉伸凸台基体），设置深度为20mm，单击（确定），完成拉伸7特征绘制。（4）下面操作分别以实体面1为基准面
15、绘制草图15和草图16，以面2为基准绘制草图17，接着应用（拉伸凸台基体）和（拉伸切除）进行操作如图。 图22 草图15 图23 草图16图24 草图17（5）选择地板侧边为基准面绘制草图18，并应用（筋）绘制如图25所示设置“厚度”类型为“俩侧”，“拉伸方向”类型为“垂直于草图”，厚度为10mm，并用同样方法在另一面绘制。图25 草图18 图26 筋特征（6）选择底板上端面，单击（异型孔导向）设置参数如图单击（确定），完成沉头孔2特征的初步绘制，接着在特征管理设计树里选择“草图21”右击选择“编辑草图”，使用（智能尺寸）对孔点进行标注之后点击结束草图绘制。 图27 （a） 草图21 （b）
16、沉头孔特征2（7）接着利用（线性阵列）对沉头孔完成阵列复制。 图28 沉头孔线性阵列(8)单击（保存），文件名为“底板.sldprt”。3.1.5盖槽和油槽（1）选择箱体上端面单击（草图绘制）。（2）利用（中心线）,（动态镜像实体），（矩形）绘制如图29所示草图22。图29 草图22（3）结束草图22的绘制，应用（中心线）绘制出凸缘的中心线，单击中心线选择，单机特征工具栏中的（旋转切除），定义角度为360，单击完成旋转-旋转1特征的绘制。 图30 旋转特征1（4）用同样方法绘制另一个盖槽实体特征。 图31 (a) 草图 （b） 旋转切除 特征2（5）接下来绘制油槽特征。选箱体上端单击（草图绘制
17、）绘制草图24。 图32 草图24（6）结束草图24绘制完成如图所示特征绘制。 图33 拉伸特征（7）单机标准工具栏中的（保存），文件名“底座.sldprt”。3.2减速器盖三维实体建模的过程（1）单击工具栏中（打开），调出“底座.sldprt”文件。（2）在特征管理器设计书树选择“底板与筋”，并删除后如图34。 图34 删除“底板与筋”特征后实体（3）选择“前视基准面”绘制如图35所示草图。图35 草图（4）结束草图绘制，单击（拉伸切除）勾选“方向2”选择“完全贯穿”，单击完成。 图36 拉伸切除特征（5）选前视基准面绘制如图37所示草图后，结束草图，单击（拉伸凸台基体）制定双向拉伸，深度为
18、50mm并单击确定。图37 草图 图38 拉伸特征（10）选择前视基准面，绘制如图39所示草图完成筋的特征绘制。 图39 筋特征（11）应用同样方法绘制如图40所示筋特征。 图40 筋特征（12）单击（保存），文件名为“减速器盖.sldprt”。 图41 减速器盖3.3 减速器的其他零件 减速器中的大直齿轮，直齿轮轴及从动轴由同组中的柴红梅同学绘制。如图42，图43，图44。 图42 大直齿轮 图43 直尺齿轮轴图44 从动轴 4.零件装配将上述绘制所有零件组合起来，形成一个完整的装配产品。单击标准工具栏中的新建工具，在“新建soildworks文件”对话框中选择“装配体”模板，单击“确定”按
19、钮。（1）单击“插入零部件”先选择“底座.sldprt”，单击鼠标任意处，同样方法选择出“从动轴.sldprt”。配合如图45所示。 图45 从动轴与底箱配合 图46 大直齿齿轮与从动轴配合（2）再插入大直齿轮，配合如图46所示。（3）选择如图47.48.49所示面进行如图所示配合关系。 图47 键槽的平行配合关系 图48 面间的重合 图49 面间的距离配合关系（4）在选择插入“齿轮轴.sldprt”文件。配合关系如图50.51所示。 图50 面的同心关系 图51 面间的距离配合关系（5）在选择插入“减速器盖.sldprt”文件。配合关系如图52.53.54。 图52 面间的重合 图53面间的
20、重合 图54面间的重合（6）装配后如图55所示图55 装配图5.动画模拟生成5.1爆炸视图的生成 单击装配体工具栏中的爆炸视图工具，显示“爆炸”属性管理器。制作减速器爆炸视图。（1）先选择减速器盖。选择Y轴参数如图56。 图56 爆炸图第一步（2）在选择大齿轮，从动轴，齿轮轴，在选择Z轴参数如图57. 图57 爆炸图第二步（3）再选择从动轴，Y轴反向参数如图58。 图58 爆炸图第三步5.2动画模拟仿真接下来制作齿轮啮合转动的模拟仿真。利用solidworks软件中的插件如下图59。 图59 动画模拟仿真6 结论 计算机仿真技术发展的另一大方向就是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是2
21、0世纪90年代发展起来的一种先进制造技术。【17】它利用计算机仿真技术与虚拟现实技术，在计算机上实现从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制等制造的本质。这使得制造技术不再主要依靠经验，并可以实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。本文是solidworks软件绘制减速器。在整个毕业设计阶段，SolidWorks软件等知识的学习。并利用solidworks软件绘制了减速器的底箱和减速器的盖。虽能够运用SolidWorks软件对某些零件进行了三维实体建模，并进行了零件之间的装配和模拟仿真。但是对于SolidWorks软件的研究不太深入，并且在绘制过程中对solidw
22、orks软件的应用也不是很熟练，制作的减速器图有很多不足，需要更加努力地学习。致谢本文是在我的指导老师的精心指导下完成的。衷心感谢我的指导老师，在整个毕业设计阶段，我得到了指导老师的精心指导，在思想上、生活上也受到的真挚的关心和热心的帮助。她严谨的治学态度、渊博的学识、精湛的学术造诣、诲人不倦的精神以及虚怀若谷的气度给我留下了深刻的印象，使我受益匪浅，将永远激励我在将来的学习和工作中不懈努力，不断进步！在此我也非常感谢同学们在这段时间对我学习软件的帮助！在论文完成之际，谨向我的导师和同学表示诚挚的谢意！参考文献1祁国宁.大批量定制技术及其应用M.机械工业出版社，2003.102崔海萍，闫军，张
23、琪.SolidWorks 2006中文版标准实例教程M.机械工业出版社，2005 3王琳芳.基于PDM应用的快速产品设计方法研究J.中国制造业信息化，2006,09（11）:12-154祁国宁，顾新建，李仁旺.大批量定制及其模型的研究J.计算机集成制造系统，2006,12（02）:112-115 5谭建荣,戴若夷,李涛.支持大批量定制的产品配置设计系统的研究J.计算机辅助设计与图形学学报,2005,05(08):32-356梁士红，张耀宗，高颖颖.基于SolidWorks的变量化设计及其实现方法J.机床与液压，2006,15（03）:20-237余冬玲.大批量定制生产中客户参与设计方法研究J.
24、中国制造业,2004,21(08):98-1038易际明,杨靖.面向装配的智能变型设计技术及应用研究J. 湖南工程学院学报，2005,06（01）:08-139曾慧娥，周庆忠.基于变型设计理论的系列产品平台设计方法研究J. 后勤工程学院学报，2006,25（04）:121-12410王志，张进生，于丰业等.基于实例推理的产品变型设计技术J.机电一体化，2003,20（06）:18-2211祁国宁，杨青海，黄哲人等.面向大批量定制的产品开发设计方法研究J.中国机械工程，2004,15（19）:25-2912李敏，徐福缘，顾新建等. 面向大批量定制的产品设计方法研究J.中国机械工程，2002,10（10）:75-7913阴向阳，童秉枢，李和良.大批量定制设计研究现状J.机械科学与技术，2001,29（20）:35-3914万秀颖，张学良，吴立言等.面向大批量定制的设计技术体系研究J.河南职业技术师范学院学报，2004,09（09）:10-1115朱晓魏，林忠钦，金先龙等.面向大批量定制产品的快速设计系统的研究J.计算机集成制造系统，2003,21（09）:42-4416荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础M.北京:机械工业出版社,2002.17秦志峰,齐月静,胡仁喜,等.AutoCAD2005机械设计及实例解析.北京:机械出版社,2005.
