机械产品的数字化设计 课件 项目13 齿轮装配及运动模拟

机械产品的

数字化设计齿轮装配及运动模拟项目十三项目十三：项目过程任务描述任务分析相关知识任务实施1243335任务拓展项目过程学习项目十三：任务描述

齿轮机构用来传递空间两轴的运动和力，根据一对齿轮实现传动比的情况，它可分为定传动比和变传动比齿轮机构。定传动比机构中的齿轮是圆形的，所以又称为圆形齿轮机构。这种机构可以保证传动比恒定，使机械运转平稳，因此在各种机械中获得更广泛的应用。本次任务要求完成如图所示圆形齿轮机构的设计和运动模拟。任务描述知识目标：

运动算例

齿轮啮合运动模拟素质目标：通过齿轮啮合运动仿真，了解虚拟设计、制造、装配等在工业生产中的作用，激发学生对虚拟现实的兴趣，培养自主学习的能力技能目标：齿轮三维建模齿轮装配及齿轮传动的运动模拟学习项目十三：任务描述学习项目十三：任务分析

在SolidWorks中，可以通过绘制渐开线的方法，创建标准齿轮。也可以借助如GearTrax（齿轮生成器）这样的第三方插件来进行齿轮的建模。除此之外，SolidWorks还提供了另一系列更为方便的方式进行齿轮的建模，那就是调用SolidWorks集成的Toolbox工具，直接根据齿轮参数进行齿轮建模的方法。本次设计采用第三种方法，即调用SolidWorks集成的Toolbox工具，直接根据齿轮参数进行齿轮建模并且完成齿轮的装配和运动模拟。

学习项目十三：相关知识机械产品的数字化设计一、标准件工具库二、齿轮和齿轮副设计软件三、运动算例学习项目十三：相关知识一、标准件工具库

标准件工具库ToolBox提供了多种标准（如ISO、DIN等）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放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。

设计人员还可以利用ToolBox简单地选择所需标准件的参数，自动生成零件。ToolBox提供的标准件以及设计功能包括：轴承以及轴承使用寿命计算；螺栓和螺钉、螺母；圆柱销；垫圈和挡圈；拉簧和压簧；PEM插件；常用夹具；铝截面、钢截面、梁的计算；凸轮传动、链传动和皮带传动设计等。学习项目十三：相关知识二、齿轮和齿轮副设计软件

齿轮和齿轮副设计软件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、压力角以及其他相关参数，GearTrax可以自动生成具有精确齿形的齿轮。GearTrax可以设计的齿轮类型包括：直齿轮、斜齿轮和锥齿轮，链轮，齿形带齿轮，蜗轮和蜗杆，花键，V带带轮等。主要特点和功能包括：真正的精确渐开线齿廓，渐开线齿廓曲线可导入SolidWorks草图；变位量自动计算；支持塑料齿轮设计标准；齿轮所有参数均可由用户控制等。学习项目十三：相关知识三、运动算例

运动算例是装配体模型运动的图形模拟。SolidWorks可将诸如光源和相机透视图之类的视觉属性融合到运动算例中。运动算例不更改装配体模型或其属性。它们模拟模型规定的运动。可使用SolidWorks配合在建模运动时约束零部件在装配体中的运动。运动算例工具有：

动画。可使用动画来显示装配体的运动：添加马达来驱动装配体一个或多个零件的运动。使用设定键码点在不同时间规定装配体零部件的位置。动画使用插值来定义键码点之间装配体零部件的运动。

基本运动。可使用基本运动在装配体上模仿马达、弹簧、接触、以及引力。基本运动在计算运动时考虑到质量。基本运动计算相当块，所以可将之用来生成使用基于物理的模拟的演示性动画。

运动分析。可使用运动分析装配体上精确模拟和分析运动单元的效果（包括力、弹簧、阻尼、以及摩擦）。运动分析使用计算能力强大的动力求解器，在计算中考虑到材料属性和质量及惯性。还可使用运动分析来标绘模拟结果供进一步分析。学习项目十三：项目实施三维数字化设计创建小、大齿轮创建齿轮装配齿轮运动模拟学习项目十三：任务拓展使用SolidWorks软件“方程式驱动的曲线”工具，设计渐开线齿轮。能力提升学习项目十三：任务拓展完成项目十铣刀头装配，在“V带轮”处添加旋转马达，进行运动模拟。能力提升学习项目十三：任务拓展

使用SolidWorks软件的曲