基于SolidWorks齿轮机构的运动分析与仿真

    0 引言

    齿轮机构是在各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它可以用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长和工作安全可靠等特点。齿轮作为齿轮机构的最基本组成部分，所起的作用是无可代替的，所以齿轮的设计尤为重要。而在各种齿轮机械中应用最广泛的是圆形齿轮机械，它可以保证传动比恒定不变，使机械运转平稳，以满足现代机械日益高速重载方向发展的需要。直齿圆柱齿轮是其他各种齿轮的基础，也是最通用的齿轮。

    是专门为机械行业设计的三维CAD软件，它提供了强大的参数化、基于特征的实体造型技术，在机械设计，模型设计行业被广泛使用。能与ANSYS、ADAMS等多种软件良好结合进行建模和仿真，它是真正基于WINDOWS的软件，操作简单，易学易用。

    1 创建三维实体模型

    由于在中实体模型可以有多种不同的生成方法，采取何种方法更为合理、高效，需要有一个经验积累过程。一般来说，要根据图形的形状选择生成模型的方式。草图绘制尽量简化，最好不要绘制过渡圆角、倒角等非关键性信息。首先主要是利用SolidWorke中的拉伸、旋转、扫描、阵列等基本操作建立工作装置三维实体模型。所建零件模型见图1。

    2 虚拟装配

    工作装置零件的3D模型完成，为了建立虚拟样机需要对各个零件进行虚拟装配(见图2)。在的装配模块中，将前面完成的零件添加进来，互对齐，根据齿轮中心距公式，设定齿轮之间的中心距，并给2个相互配合的齿轮基准轴之间添加一个距离配合。对于齿轮轴，设置其与齿轮之间的同轴配合。

    通过确定零件之间的位置约束关系，可以把工作装置中的各个3D实体零件装配成工作装置，并检查零件之间是否有干涉。如果出现问题，可以根据需要对生成的零件和特征进行修改定义，直到达到工作装置的设计要求为止。

    3 齿轮机构工作过程动画制作

    动画制作利用SalidWorks中的COSMOSMotion插件。COSMOSMotion插件通常不在的工作界面，需要在工具菜单中调用 COSMOSMotion，使其在工作界面出现COSMOSMotion插件的菜单和工具栏。

    (1) 三维碰撞接触状态模拟

    以二轴三齿轮为例，动闷的具体制作过程如下:在设计树上选择运动分析图标,3个齿轮都设置为〔运动零部件〕，给每个齿轮添加一个旋转副，齿轮1的旋转副设置一个运动，见图3.