基于SolidWorks的变速箱虚拟建模设计

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　　摘 要：变速箱是矿山机械，农业机械，汽车的重要零件，它能够改变传动力矩，改变速度，并作为各种传动齿轮的装配和支撑机构。本论文以某型变速箱，基于Solidworks软件，进行三维设计。加快了设计速度，减小了成本，为该类产品设计提供依据。
　　关键词：变速箱 Solidworks 建模设计
　　中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2020）03-0-01
　　一、绪言
　　SolidWorks是一种强大的三维建模软件，在以往的研究中，许多学者借助于这个工具作了很多机械产品的设计。迎春等人[1]，以直齿锥齿轮齿廓为基础，建立了一种新的建模方法—边界曲面法，通过边界曲面功能形成单齿然后转换成实体，接着通过阵列形成锥齿齿轮。丁刚等人，以SolidWorks的二次开发接口API函数，采用相关软件进行二次开发，通过参数化的方式进行建模设计，大大提高了设计效率。文长明等人通过渐开线上有规律的几个点拟合生成渐开线，再以此为基础生成单齿模型，最后再生成斜齿模型。雪冰锋等人，结合SolidWorks软件参数化设计与SQL数据管理的管壳式换热器辅助设计软件开发。达到了不同管壳的快速设计。本论文，应用SolidWorks软件，通过从草图、拉伸、成孔、抽孔等，生成变速箱。提高了生产效率，节约了成本。
　　二、变速箱前端设计
　　SolidWorks具有介面友好，容易操作的特点，本文所汇变速箱体结构较为规整。设计先以箱体前端面作为草图模型进行绘制，先作一矩形，再通过样图曲线、图等功能键操作，得出图1草图。从图中可以看出，变速箱前端形状和尺寸都已清楚。步骤如下，先画长宽分别为700mm和300mm的矩形，接着以左下端为端点，以半径为1800mm为半径作圆弧同下端向上偏置50mm的直线相交，并以半径为40mm的圆弧圆滑连接大圆弧和该偏置直线。
　　退出草图，接着以此草图为基础，点击“特征”下的“拉伸凸台基体”拉伸值设置为200mm，最终拉伸效果图如图2所示。
　　 图1 变速箱前端面草图 图2 变速箱端面拉伸图
　　三、抽壳操作及右端阵列孔操作
　　变速箱基本形状成形后，要把内部结构同时完成，涉及到把内部挖空，并在前端完成工艺孔操作。
　　首先点击上端面，然后点击“特征”，找到“抽壳”按钮，并点击它，设置抽坑的厚度为20mm，然后点击生成，如图3所示。
　　图3 变速箱抽壳完成图
　　接下来在前后端面进行工艺孔操作。首先，点击前端面并在前端面草图操作，画出5个孔。如图4所示。
　　图4 工艺孔草图及三维图
　　四、变速箱后端面设计
　　变速箱后端面有端盖及相应的螺孔，建模过程可通过如下的过程完成，首先以后端面作为草图绘制介面，以左端小孔中心为中心绘制半径为50mm和60mm的圆，以右端孔中心为中心绘制65mm和80mm圆。分别在这两个圆环上，以圆中心为中心以半径为55mm、72.5mm的圆阵列出6×和12的圆周阵列。如图5所示。
　　当完成图形后，进行“特征”中的拉伸操作，在操作过程中，特别注意必须选中每个大圆及小圆。最终的效果图如图6所示。
　　   图5 变速箱后端草图    图6 变速箱后端面成形图
　　变速箱上端面还存在两根加强筋。作图过程如下，先在内表面最上端作一草图矩形，长宽分别为20mm和10mm。然后在“特征”状态下點击“拉伸凸台/基体”，同时在拉伸选项里，选择到“下一平面”，同理，把另一加强筋也以同样的方式画出来。如图7所示。
　　图7 变速箱加强筋造型
　　五、变速箱渲染
　　变速箱的最后一个步骤就是对变速箱整体进行相关的渲染。对于图形的渲染能够更真实的模拟出变速箱体的颜色。最终的渲染效果图，如图8所示。
　　图8 变速箱最终渲染图
　　结语
　　基于Solidworks的变速箱的三维模拟设计，它能够加快产品的设计过程，减小产品开发过程中的浪费，节约了成本，并且能够减小产品设计过程缺陷。
　　参考文献
　　[1]迎春，吴晓强，张春友.基于SolidWorks的直齿锥齿轮三维建模方法[J].工具技术.2015（09）：32-35.
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