基于Autodesk Inventor7.0的摆线针轮减速机设计

Ｖｏｌ　２Ｏ　Ｎｏ　５　机械研究与应用　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ＆ＡＰＰＬＩＣＡ　兀０Ｎ　２００７—１Ｏ　第２Ｏ卷第５期　２００７年１Ｏ月　基于Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０的摆线针轮减速机设计　李学兵，卢洲访，张军妮，郭杰，李强　（西北机器厂，陕西宝鸡７２２４０５）　摘要：运用Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ７．０软件建立摆线针轮减速机结构三维模型及摆线针轮减速机模拟仿真装配。设计摆线针轮减速机，　设计快捷方便，研究结果对指导摆线针轮减速机设计和提高设计的速度、质量具有进步意义。　关键词：摆线针轮减速机；Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ７．０；模拟装配　中圈分类号：ＴＨ７０３．６１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—４４ｌ４（２００７）０５—００９６—０２　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｃｙｄｏｉｄａｌ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０　Ｌｉ　Ｘｕｅ—ｂｉｎｇ。Ｌｕ　Ｚｈｏｕ—ｆａｎｇ－Ｚｈａｎｇ　Ｊｕｎ—ｎｉ－Ｇｕｏ　Ｊｉｅ－Ｌｉ　Ｑｉａｎｇ　（Ｔｈｅ　ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　ｍａｃｈｉｎｅｆａｃｔｏｒｙ。８￣ｏｊｉ　Ｓｈａｎｘｉ　７２２４０５。Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｅｔ：Ｗｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｙｅｌｏｉｄａｌ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ｍｏｄｅｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０。ａｎｄ　ｅａｒｌｙ　ｏｎ　ｖｉｓｕａｌ　ｄｅｓｉｇｎａｎｄｖｉｓｕａｌ　ａｓｓｅｍｂｌｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｓｔｕａｒ　ｈａｓｔｈｅ　ｇｕｉｄｅｍｅａｎｉｎｇｔｏ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆｔｈｅ　ｃｙｃｌｏｉｄａｌ　ｒｅｄｕｃｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｙｃｌｏｉｄａｌ　ｒｅｄｕｃｅｒ；Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０；ｓｉｍｕｌａｔｅ　ａｓｓｅｍｂｌｅ　笔者采用Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司开发的Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０…软件建立　摆线针轮减速机结构三维模型，探索摆线针轮减速机可视化　设计方法和虚拟装配，其结果对摆线针轮减速机设计的优化　和质量提高具有指导和借鉴作用。　，，＝ｙ０一　ｃｏｓ　）　其中：　ｅ［０，３６０。］，并且间隔以０．５。计算一个参数点，整圆　周上共计７２１个参数点位置坐标。　据以上摆线轮参数方程，可用ｃ＋＋语言编制一个简单　的生成摆线轮齿廓曲线的程序，并将其保存为后缀名为．ｔｘｔ　文件。然后在平面直角坐标系中得到摆线上一系列坐标点，　用平滑的曲线将其联结即可得到摆线轮齿廓曲线。　１摆线针轮减速机的三维建模　１．１建模平台　设计研究平台采用Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司推出的Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０软　件使三维设计软件成为业界在设计生产上的辅助工具，解决　了设计生产可能出现的问题。该软件具有全新的设计概念、　全参数化特征造型、图象界面简洁友好、易用性、高效性和完　全的解决方案等特点。主要功能有：零件设计造型、装配零　件、表达视图、生成工程图、板金造型、焊接造型，在同一Ａｕ－　ｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０装配界面上，直观的约束检查，阵列零件，　次子装配件的自适应设计，智能型装配，ｉＰａｒｔｓ（表驱动零件），　干涉分析，机构仿真，着色输出和与Ａｕｔｏ　ＣＡＤ的转换等。　１．２摆线轮　图１摆线轮齿廓图　１．３摆线轮壳体　摆线轮壳体是轮廓不规则的几何形体，这决定了三维建　摆线轮是一个盘式结构，该结构上均匀分布着各孔，它最　大的特征是摆线轮廓；此零件三维建模的难点是轮廓线的绘　制。由于Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ７．０软件带有用于绘制摆线的参　数命令，（　）参数，通过定义其内部变量可生成符合要求的摆　线轮廓，如图１所示。也可通过数学参数化方程，借助相应的　程序，生成用于参数化设计的摆线轮廓。摆线轮廓直角坐标　参数方程　为：　ｒ　ｎ　ｐ　模的复杂性和特殊性。通过Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０软件的拉伸、旋转、　扫掠、打孔、抽壳、切除等方法可获得摆线轮壳体。摆线轮壳　体的形状很复杂，三维建模时其分割体较多，故合理地安排建　模顺序在此尤为重要，建模时必须以理论计算数据为依据。　图２为壳体几何建模图。　１　—　Ｘ０＝ｒｐＩ一　ｓｉｎａ一　８ｉｎ（　）ｌ　ｒ　。　ｎ　Ｆｐ　’　１　。　Ｙｏ　ｒｐＩ　ＣＯＳＯｔ一－Ｖ￣ｏｓ（　。ａ）ｌ　摆线轮的实际齿廓方程　为：　豳　图２壳体几何建模图　２摆线针轮减速机模拟仿真装Ｓｔ‘】　收稿日期：２００７—０８—１３　作者简介：李学兵（１９７７一），男，宁夏中宁人，助理工程师，主要从事机械类计算机辅助设计及工艺方面的工作。　・９６・　维普资讯 http://www.cqvip.com 第２Ｏ卷第５期　机械研究与应用　Ｖｏｌ　２Ｏ　Ｎｏ　５　２００７年１Ｏ月　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ＆ＡＰＰＵＣＡＴＩＯＮ　２Ｏ０７．１Ｏ　模拟仿真装配技术指在计算机上进行三维零件模型的装　栏／工具（Ｔ）／干涉检查（Ｉ），弹出对话框按照提示即可检查装　配。并对零部件进行干涉检查，在设计过程中对产品进行分　配体中的零部件之间是否存在实体边界冲突（即干涉），并显　析、修改、整体考虑、仿真动作模拟的技术。随着计算机软硬　示在实体图形中。　件技术的发展，模拟装配及运动仿真等模拟现实技术在产品　研发和设计中起着重要的作用。　２．１装配过程　用Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０装配过程中，装配零件间的关系　有：配合、对准角度、相切和插入等条件，不仅将零件放在一　起，且约束零件间的自由度，使相关零件间有一定的运动关　系。鉴于这些约束条件，摆线针轮减速机模拟仿真装配是在　前述建立的三维零件模型下进行的，按照装配关系，首先进行　图４模拟装配图　子部件装配，如轴承与轴，柱销与柱销套，针轮与针齿套等。　完成子部件装配工作后进行总装配，依照从内到外的顺序，先　３总结　装入输入轴，再装配两个摆线轮和柱销，装入针齿销和针齿　摆线轮的建模可用计算机编程的方法实现，用Ａｕｔｏｄｅｓｋ　壳，最后装附件，即可得到摆线针轮减速机完整的装配，图３　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０三维软件中的　生成摆线轮齿廓。利用三维Ａｕ．　为摆线针轮减速机爆炸图。装配过程中的装配顺序极为关　ｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０软件进行可视化产品设计，能在产品设计　键，装配顺序是否合理，直接影响到装配质量的好与坏，成功　阶段看到摆线轮减速机的内部结构和外观实体。可对不合理　与否。图４为摆线针轮减速机及其相关零件模拟装配图。　的结构进行改进，检验摆线针轮减速机设计的可装配性和可　拆卸性，对装配效率进行分析。利用可视化产品设计，减少对　物理原型的需要，直观的展示装配体结构和装配过程。检查和　分析装配性能，并对装配配合和运动过程中发生的干涉报警。　应用虚拟装配和虚拟制造技术，降低研究和制造成本，提高装　配质量，缩减产品的开发周期，实现最大的经济效益。　图３摆线针轮减速机爆炸图　参考文献：　［１］　张宪立．机械ＡｕｔｏＤｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０［Ｊ］．辽宁信息职业技术学院　２．２干涉检查　学报。２ｏｏ６（３）：２７．　零件装配好后，需进行装配体中零部件间的干涉检查。以　［２］　胡来溶．行星传动设计与计算［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，　便确定装配体中各零部件之间是否存在实体边界冲突（即干　１９９７．　涉）、冲突发生在何处，为消除冲突做好准备。在多个零件需　［３］李力行．摆线针轮行星传动（机械设计手册）［Ｍ］．北京：机械工　要装配或装配要求比较严格的装配体中，建议装配好一个零　业出版社，１９９５．　部件就进行一次装配检查，这样可及时发现并纠正错误。干　［４］成大先．机械设计手册（第三版）［Ｍ］．北京：化学工业出版社，　２００１．　涉检查的方法是：点击Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒ　７．０对话框中的标题　国产中高档数控系统首次批量为机床配套　我国科技人员自主研发的中高档数控系统，首次成批配套安装在沈阳机床集团６大类、ｌ１个型号的３０台数控机床上。在沈　阳举办的第六届“制博会”上，这些安装有“中国芯”的数控机床展品受到众多客商及百姓的关注。　沈阳机床集团副总裁董凌云介绍，由沈阳机床集团、沈阳高精数控技术有限公司及中国科学院沈阳计算技术研究所联合实　施的“国产数控机床应用国产数控系统示范工程”项目，通过了国家发展改革委重大办、中国机床工具工业协会和沈阳市经委联　合组织的鉴定验收。　机床是制造业的工作母机，而数控系统则是数控机床的．１Ｊ心脏”。目前，我国中高档数控机床的数控系统基本还是被国外跨　国公司独占，２００６年我国普及型数控系统８３％的市场份额被国外占领，而高档数控系统只销售了１０多台，仅占市场份额的　０．５％。　・本刊辑・　・９７・