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基于 U G 的減速器三維實體模型和運動仿真
摘要：本文介紹了用UG軟件的最終版UG NX的MOSLING模塊對減速器進行了三維實體造型，主要零件包括軸、齒輪、齒、輪軸、下箱體、上箱體及相應的裝配。最后在UG的MOTION模塊中對裝配模型進行了運動仿真。
關(guān)鍵詞：UG；三維實體造型；減速器；仿真
中文分類號：TH16 文獻標識碼：A
UG是三維實體模型于一體的CAD / CAM/ CAE技術(shù)及廣泛應用于全球的計算機輔助設計、分析、制造軟件。在這篇文章中有幾個問題應注意的是：漸開線齒齒輪輪廓模型、當操作時鏤空造型的封面、齒輪軸和齒輪之間的裝配時的位置。
1 繪制漸開線齒廓齒輪齒
另一方面齒輪漸開線齒廓齒可在UG〔3〕里的“表達”繪制，這個漸開線齒輪齒牙用VC++ 6.0配置文件的文章保存協(xié)調(diào)方案和相應的數(shù)據(jù)文件中齒廓面價值，并用定義樣條繪制漸開線齒廓齒輪使用“從文件中讀點”。
漸開線極坐標參數(shù)方程是
將和代入和三角函數(shù)表達式的擴展，可得到：
這里的是在K點處的漸開線齒形半徑，是漸開線在AK段得角度，是基圓半徑，是在K點處的壓力角。
圖1 圖2
用VC++ 6.0程序來改變從0到180改變（K+K），可以得到相應的Xk和Yk，并保存相應的數(shù)據(jù)文件jkx . dat，如圖1所示。
在UG的主菜單中有插入→曲線→仿真，單擊“通過點”按鈕會彈出對話框，然后系統(tǒng)顯示如圖2通過點樣條。單擊“從文件中取點”按鈕并且選擇前面提到的數(shù)據(jù)文件jkx . dat，可以得到如圖3中相應的漸開線。
圖3
由于齒厚和參考圓齒空間寬度是相等的，齒輪的齒與齒的空間相對圓心角是相當?shù)?，那么相反的半齒厚中心角是，即，z代表齒數(shù)，XC軸應旋轉(zhuǎn)并且通過的表達式算出，角是由于參考標準齒輪壓力角為，XC軸應該旋轉(zhuǎn)。在XC軸上繪制一條直線，然后選擇這條線作為鏡像的中線，用“已有線”在“鏡像線”來鏡像漸開線，在齒廓面和齒頂?shù)陌霃浇鞘?，m為模數(shù)，是公稱壓力角，是齒底系數(shù)。最后，可以的得到如圖4齒輪的三維實體模型。.
同理，可以得到齒輪漸開線齒輪軸輪廓。
2 當覆蓋建模是有些問題應該得到重視
空心蓋在完成了覆蓋整個模型，可以得到部分實體，不能得到充分完美的實體。此文中，我們利用“空心化”里的“區(qū)域”和將覆蓋分為兩部分：軸承座，突起的水平和寄宿而且可以聯(lián)接在一起的是其中的一部份；其余的是另外一部分，和空心分離的。這關(guān)鍵點就是在空洞化之前聯(lián)接，并且必須在空洞化之后。我們認為，復雜的機構(gòu)應當分解為簡單的機構(gòu)，并分別挖空，然后再聯(lián)接。
3 齒輪軸和齒輪裝配時的位置
齒輪和齒輪軸之間的軸向位置當在組裝是去確定的，所以干擾可能發(fā)生在齒間。在UG中，有八種類型的限制，例如：嚙合、對齊、角度、平行、垂直、中心、距離和正切，但他們都不確定兩個齒輪的嚙合關(guān)系。因此，有必要在齒輪軸和齒輪的實體模型設計時繪制相對位置。在裝配過程中我們繪制齒輪齒軸中心線與中心線空間齒輪齒和兩行應保持相互平行，所以干擾可避免與齒間。我們一直與邊緣線以上兩行分別平行安裝，帶平行制約的關(guān)系，所以，兩直線可能更平行。因此，輪齒在吃過程中不會發(fā)生干擾。
我們完成了減速器三維實體模型的主要組成部分。然后，我們來做它的運動仿真。首先，在建立運動分析的情況下，齒輪軸和軸承內(nèi)圈的作為第一個聯(lián)接；軸、齒輪、已固定距離的環(huán)和相應的內(nèi)圈軸承作為第二聯(lián)接。接著，成立了聯(lián)合運動的單位。即成立了齒輪軸和齒輪之間的分開回轉(zhuǎn)。最后，設置復合齒輪的回轉(zhuǎn)一和二運動。選擇運動學/動力學分析圖畫，并且插入時間和步驟，我們可以得到減速器的運動仿真。
參考文獻：
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