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1、Inventor征文:AutodeskInventorProfessional實際應用
2、第1減速機的作用是利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器,將馬達的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù),并得到較大轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)。減速機種類很多,主要形式有斜齒輪減速機(見圖一)、行星齒輪減速機、擺線針輪減速機、蝸輪蝸桿減速機、行星摩擦式機械無級變速機等等,就傳動的級數(shù)而言有兩級、三級、四級的減速機……其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是典型的齒輪傳動機構(gòu),其根據(jù)工況需要,傳動齒輪可以是直齒齒輪,斜齒輪或人字齒及其他類型的齒輪,如果輸入輸出的方向發(fā)生變化,內(nèi)部結(jié)構(gòu)中則需要添加傘齒輪。減速機在我們的實際生活應用很廣。圖一
3、AIP11設計的斜齒輪減速機因其應用范圍廣,傳動結(jié)構(gòu)具有典型性,所以大學機械系老師都會把減速機的設計作為機械系學生的必修課,以提高機械制造基礎的知識和繪圖技能。一個簡單的二級圓柱齒輪減速機,需要繪制的圖紙不超過10張A1圖紙,要出具的其內(nèi)部傳動件的選型說明和相關的計算報告需要10-15頁左右,采用傳統(tǒng)的手動計算耗費的時間,通常是繪制圖紙的1.5倍,手工計算過程的繁瑣及計算量的浩大可想而知,大量枯燥的計算,極容易讓設計者出現(xiàn)人為疲勞,造成設計誤差。今天Autodesk公司的AutodeskInventorProfessional2008(以下簡稱AI
4、P2008)提供了一套完整的解決傳統(tǒng)機械設計問題的解決方案。我們就討論一下,如何使用AIP2008完成一個我們大學時代中必修的二級圓柱齒輪減速機的設計(見圖二)。圖二帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速示意圖在大學課設中減速機的設計大致分為三部分標準件選擇、設計計算、出圖。制定設計任務書,明確從電機選擇開始到出具所有設計圖紙共有12個流程。在這些流程步驟中,AIP2008可以輔助我們解決其中9個設計流程中的問題:1.傳動方案的設計和擬定;(可使用Inventor軟件);2.電動機的選擇;3.傳動裝置運動及動力參數(shù)計算(可使用Inventor軟件);4
5、.傳動零件的設計計算(可使用Inventor軟件);5.軸的計算(可使用Inventor軟件);6.滾動軸承的設計和計算(可使用Inventor軟件);7.鍵聯(lián)接的選擇和計算(可使用Inventor軟件);8.減速箱的設計和計算(可使用Inventor軟件);9.連軸器的選擇;10.箱體的模態(tài)分析(可使用Inventor軟件);11.潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇;12.出具工程圖(可使用Inventor軟件);這9個流程中,其中1和12直接使用AIP2008基本建模和工程圖功能就可以完成,3、8、10需要AIP2008中運動仿真和有限元分析
6、模塊輔助設計者完成工作,3至7則需要使用AIP2008中的設計加速器模塊中的功能實現(xiàn)。設計加速器是Autodesk公司在計算機輔助設計領域著重強調(diào)的功能導向設計中的一部分。傳統(tǒng)的三維設計軟件,采用參數(shù)化設計方法,能夠生成精美的三維模型,但需要制造樣機,然后進行試驗,如果不能滿足需求,則要修改三維模型,重新制造樣機,再進行試驗,因此這種效率很低。而通過功能導向設計,不僅用CAD軟件來造型,而且可以通過數(shù)字化的工程知識庫來指導設計工程,并且在設計的早期階段就可以通過虛擬仿真、可視化等方式,結(jié)合設計者的經(jīng)驗,設計出更好的產(chǎn)品,大大縮短設計周期,快速投放市
7、場。以減速機設計為例,以往設計人員的幾何模型的設計和相關計算是完全分開的,利用設計手冊中的公式的手工進行傳動件的選型和強度計算,再轉(zhuǎn)到機械設計軟件中一根線一根線的繪制出相應的二維工程圖,或者一個特征一個特征搭建出三維模型。AIP2008中的設計加速器把幾何模型的創(chuàng)建和專業(yè)的機械理論知識結(jié)合到了一起,由設計理論得出的報告結(jié)果,然后直接轉(zhuǎn)化為符合實際需求的設計模型,設計知識與概念的直接模型相關聯(lián),形成一條龍似的設計鏈條。現(xiàn)在我們就看一下AIP2008的設計加速器是如何把設計理論與三維造型相結(jié)合,從而快速解決傳統(tǒng)設計中的問題。采用AIP2008設計減速機
8、和我們以前設計減速機的設計思路是一樣的,都是先從傳動系統(tǒng)開始設計,根據(jù)已知工況、輸入條件和輸出要求,確定初步設計方案。我們設計的減速機是用在傳輸設備中,所以在這里選用通過V帶把電動機動力傳遞給減速機,減速機采用閉式齒輪傳動結(jié)構(gòu)(見圖二)。根據(jù)電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機軸轉(zhuǎn)速,得出總傳動比為21.53,所以各軸動力參數(shù)為:1、齒輪的設計和校核1.1齒輪的參數(shù)輸入初步方案確定以后,進入AIP2008的設計加速器環(huán)境點選“圓柱齒輪”的計算(見圖三),開始對每個齒輪進行設計和強度校核,出具相關的計算報告。在“圓柱齒輪”命令中,有兩個主要工具條,分別為“設計”和
9、“計算”,可以對內(nèi)嚙合和外嚙合的直齒和斜齒輪直接生成三維模型和進行強度校核。在這里我們希望通過定義高速傳動齒輪的輸入功率,