齒輪減速器虛擬裝配及其有關(guān)技術(shù)問題
1摘要在分析虛擬裝配(assemble)技術(shù)基本思想后,提出在齒輪減速器設(shè)計中實施虛擬裝配技術(shù)具體方法和相關(guān)的技術(shù)問,并提出了解決方案。
筆者在對齒輪(Gear)減速器進行設(shè)計的過程中,利用虛擬裝配技術(shù),在計算機上完成零部件的實體造型,并進行裝配干涉分析(Analyse)等多次協(xié)調(diào)設(shè)計。虛擬裝配技術(shù)為減速器研制提供了種新的設(shè)計方法與實施途徑,它模型數(shù)據(jù)的合理交換與彼此共享是實現(xiàn)虛擬裝配技術(shù)在著些關(guān)鍵問沒有解決或沒有解決好,本文將加以探討。
減速器虛擬裝配工具及方式在進行減速器虛擬樣機設(shè)計的過程(guò chéng)中,目前可以采用的維參數(shù)化軟件包括,913,咱,6385,陽,如0如等。這些軟件大都采用單數(shù)據(jù)庫(Database)操作控制,所設(shè)計的實體模型可以隨時進行更改,其相關(guān)聯(lián)的其它零件的特征也將隨之發(fā)生相應(yīng)的改變,更改設(shè)計非常方便。而且,它們都可以通過(tōng guò)標(biāo)準(zhǔn)接口或程序(procedure)導(dǎo)人到有限元分析等軟件中進行結(jié)構(gòu)分析,對結(jié)果進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。因此,使用它們可以大大提高設(shè)計效率。
由于針對不同的單位或要求,設(shè)計過程的側(cè)重點有所區(qū)別,需要采用相應(yīng)的裝配措施。從目前的設(shè)計方式看,主要的虛擬裝配方式有以下幾種。
以設(shè)計為中心的虛擬裝配,63陰,他163把14881.它在產(chǎn)品(Product)維數(shù)字化定義應(yīng)用于產(chǎn)品研制過程中,結(jié)合產(chǎn)品研制的具體情況(Condition),突出以產(chǎn)品設(shè)計為重要的應(yīng)用思想,主要包括面向裝配設(shè)計0尸人自頂向下10的并行產(chǎn)品設(shè)計CPD與MasterM0del相關(guān)(related)的可裝配性設(shè)計。
以過程控制(control)為中心的虛擬裝配(assemble)咖816164此183631.它突出對產(chǎn)品設(shè)計過程的控制和管理。
1入83,1.它是在產(chǎn)品裝配設(shè)計模型中溶入現(xiàn)代,遭工,2003仿真技術(shù),并以此來評估和優(yōu)化裝配過程(guò chéng)。其主要目標(biāo)是評價產(chǎn)品可裝配性。
筆者在進行減速器虛擬樣機設(shè)計過程中,采用了與38,1相關(guān)的可裝配性設(shè)計。齒輪減速機一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備,把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動比。隨著減速機行業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的企業(yè)運用到了減速機。具體的設(shè)計過程如下1建立主模型,8時肘,空間。2初步設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總體布局,并對裝配區(qū)域裝配層次(機構(gòu)的等級)進行劃分。3建立零件維實體模型,定義幾何約束關(guān)系。4定義零件的材料(Material)載荷和約束,進行零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析(Analyse),并進行零件更改,確定維實體模型最終設(shè)計。5進行產(chǎn)品模型的虛擬裝配,進行整機干涉檢查。如果滿足條件,則設(shè)計成功,否則,轉(zhuǎn)第2步重新開始。
存在的技術(shù)問綜觀當(dāng)前有關(guān)虛擬裝配資料,大多是從整體設(shè)計理論的角度,即如何實現(xiàn)全功能高效(指效能高的)率數(shù)字化等方面,來探討其對當(dāng)前設(shè)計制造工作方面的影響。而實際上,在設(shè)計實踐過程(guò chéng)中,尤其在產(chǎn)品裝配過程中,有些關(guān)鍵技術(shù)問還沒有得到很好的解決。主要體現(xiàn)在零件建模不精確裝配關(guān)系不明確等。本文將就齒輪減速器虛擬裝配進行該方面的討論。
零件之間的裝配(assemble)關(guān)系比較明確。
1.零件設(shè)計中的關(guān)鍵問齒輪模型不精確在進行齒輪設(shè)計的過程(guò chéng)中,關(guān)鍵問在于齒輪輪廓線復(fù)雜,斜齒輪錐齒輪等特殊齒輪的空間維造型困難(difficult)。齒輪減速機一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備,把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動比。隨著減速機行業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的企業(yè)運用到了減速機。對于齒輪輪廓線來說,可以采用次開發(fā)法,但是對設(shè)計人員的要求較高;可以采用維參數(shù)化軟件的達式法。而目前所的方法大都是利用有限點連接樣條的曲線的方式,其精確度大大降低。而且,在實現(xiàn)輪廓線對稱的問上,其對稱中心也是個難點。
螺紋制作不精確螺紋制作存在的問比較復(fù)雜。方面是與斜齒輪樣的問,方面是其螺紋收尾問。按照常規(guī)方法建立的螺紋,其尾部將出現(xiàn)2的情況,所以應(yīng)該對其進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
可以采用退刀槽法修剪法等。
完善最常的有限元分析方法都是借助專門的維模型軟件進行造型,然后導(dǎo)人到相關(guān)上,這者之間的數(shù)據(jù)交換是不完整的,必須進行適當(dāng)型導(dǎo)人到55中時,齒輪面將出現(xiàn)漏孔等現(xiàn)象,這將造成裝配體的整機運動學(xué)和動力學(xué)分(credit)析時無法獲得精確的結(jié)果。這方面的工作目前還比較少。
2.裝配設(shè)計中的關(guān)鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分)問1齒輪副之間的裝配不準(zhǔn)確以直齒圓柱齒輪為例子,齒輪之間的裝配關(guān)系很顯然不能輪齒和輪齒相對,者齒面應(yīng)該在節(jié)圓處相切?,F(xiàn)在大都通過手工調(diào)節(jié)的方式,其發(fā)生干涉的可能性大大增加。解決面相切的基準(zhǔn)面及與其垂直的基準(zhǔn)面,然后將基準(zhǔn)平面重合并保證安裝中心距,3.
2螺旋副之間的裝配螺旋副的裝配比較復(fù)雜,齒輪軸現(xiàn)在主要裝配方式采用的是內(nèi)外螺紋中心線對齊螺栓頭底面與裝配體面匹配的方式,這樣是無法保證螺紋面相匹配的,4.因為在螺紋處理(chǔ lǐ)的過內(nèi)外蜒外螺紋程中,內(nèi)外螺紋的制作將會有差異。所以,解決的方法可以采用從上而下的裝配方式,采用同個空間螺紋牙對裝配后孔分別進行并集和差集運算,保證裝配精度。
3彈性物體1于彈簧等彈性物體,在裝配(assemble)的過程中,將由于其固有屬性而發(fā)生彈性變形。因此,在設(shè)計中要充分考慮到其變形后的屬性問。
主模型在現(xiàn)在的設(shè)計工作中,個產(chǎn)品的研制開發(fā)往往是多部門協(xié)同工作的結(jié)果。這樣就大大提高了設(shè)計重復(fù)的可能(maybe)性。因此,需要根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)的不同階段,面向全部設(shè)計人員來提供個統(tǒng)的裝配設(shè)計環(huán)境,主模型政6也1就可以順利完成這任務(wù)。
主模型將設(shè)計群體中每個成員的設(shè)計從產(chǎn)品設(shè)計開始就有效地控制在最終產(chǎn)品可裝配(assemble)范圍之內(nèi),并且突出以產(chǎn)品為核心。齒輪減速機一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備,把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動比。隨著減速機行業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的企業(yè)運用到了減速機。這樣,可以保證產(chǎn)品設(shè)計人員的工作與整個產(chǎn)品的進展過程相關(guān)聯(lián),部件模型的變化將直接反映到相應(yīng)的裝配部件上,從而保證了模型數(shù)據(jù)的集成性,有效地提高產(chǎn)品可制造性和可裝配性。