11/11減速器的設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)題目:減速器的設(shè)計(jì)與仿真

設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求:

1、擬定分析傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案。

2、電動(dòng)機(jī)的選擇。

3、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算。

4、傳動(dòng)件及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。

5、軸承、鍵的選擇及校核，減速器的潤(rùn)滑和密封的選擇。

6、減速器的結(jié)構(gòu)及附件設(shè)計(jì)。

7、繪制裝配圖和零件圖。

8、培養(yǎng)撰寫(xiě)論文的能力。

1.減速器的概念及一些減速器介紹

1．1減速器的概念

減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)、蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)、齒輪－蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用作原動(dòng)件與工作機(jī)之間的減速器轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。在少數(shù)場(chǎng)合也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱(chēng)為減速器。

常用的齒輪及蝸桿減速器按其傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大致可分為三類(lèi)：（1）齒輪減速器，主要有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓柱齒輪減速器三種。

（2）蝸桿減速器，主要有圓柱蝸桿減速器、圓弧齒蝸桿減速器、錐蝸桿減速器和蝸桿－齒輪減速器。

（3）行星減速器，主要有漸開(kāi)線(xiàn)行星減速器、擺線(xiàn)針輪減速器和諧波減速器等。1．2常用減速器的主要類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用

齒輪減速器按減速齒輪的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和多級(jí)減速器幾種；按軸在空間的互相裝配方式可分為立式和臥式減速器；可分為展開(kāi)式、同軸式和分流式減速器等。

單級(jí)圓柱減速器的最大傳動(dòng)比一般為ｉmax=8～10，作此限制主要為外輪廓尺寸過(guò)大。若要求ｉ>10時(shí)，就要采用二級(jí)圓柱齒輪減速器。

二級(jí)圓柱齒輪減速器應(yīng)用于i=8～50級(jí)高，低速級(jí)的中心距和α∑＝250～

400mm的情況下。二級(jí)圓柱齒輪減速器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可根據(jù)需要選擇輸入軸端和輸出端的位置。分流式圓柱齒輪減速器的軸可向任意一邊伸出，便于傳動(dòng)裝置的總體配置，分流級(jí)的齒輪均做成斜齒，一邊左旋，另一邊右旋以抵消軸向力。同軸式二級(jí)圓柱減速器，它的徑向尺寸緊湊，軸向尺寸較大，常用于要求輸入軸端和輸出軸端在同一軸線(xiàn)上的情況。

三級(jí)圓柱減速器，用于要求傳動(dòng)比較大的場(chǎng)合。單級(jí)圓柱減速器和二級(jí)圓錐減速器，用于需要輸入軸成90o配置的傳動(dòng)中。因大尺寸的圓錐齒輪較難精確制造，所以圓錐—圓柱齒輪減速器的高速級(jí)總是采用圓錐齒輪傳動(dòng)以減小其尺寸，提高制造精度。

齒輪減速器的特點(diǎn)是效率高、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便、因而應(yīng)用極為廣泛。

1．3減速器的結(jié)構(gòu)

單級(jí)直齒輪減速器的結(jié)構(gòu)，它主要由齒輪（或蝸桿）、軸、軸承、箱體等組成。箱體必須有足夠的剛度，為保證箱體的剛度及散熱，常在箱體外壁上制有加強(qiáng)肋。為方便減速器的制造、裝配及使用，還在減速器上設(shè)置一系列附件，如檢察孔、透氣孔、油標(biāo)尺或油面指示器、吊鉤及起蓋螺釘?shù)取?/p>

2.虛擬技術(shù)的簡(jiǎn)介虛擬技術(shù)的簡(jiǎn)介

2．1虛擬技術(shù)的簡(jiǎn)介

虛擬技術(shù)（VirtualReality，以下略VR），就是由計(jì)算機(jī)直接把視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種合成信息提示給人的感覺(jué)器官，在人的周?chē)梢粋€(gè)虛擬環(huán)境，從而把人、

現(xiàn)實(shí)世界以及虛擬環(huán)境結(jié)合起來(lái)，融為一體，實(shí)現(xiàn)信息的交流和反饋。人可以在虛擬環(huán)境中以最自然的形態(tài)實(shí)時(shí)地進(jìn)行操作和行動(dòng)，猶如在自身所處現(xiàn)實(shí)環(huán)境中同樣的感受。

隨著科學(xué)的發(fā)展與信息技術(shù)的應(yīng)用，虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始使用于企業(yè)的生產(chǎn)與制造之中，使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)得到有效地提升，加強(qiáng)了設(shè)計(jì)人員對(duì)虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，特別是在企業(yè)進(jìn)行新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)與制造階段更受重視。本文在論述虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的特征同時(shí)，著重論述虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，分析設(shè)計(jì)人員在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如何應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)，探索虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用前景，使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)更好地為新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)服務(wù)。

VR技術(shù)是充分發(fā)揮創(chuàng)造力的科學(xué)，為人類(lèi)的智能擴(kuò)展提供了強(qiáng)有力的手段，對(duì)生產(chǎn)方式和社會(huì)生活將產(chǎn)生巨大的影響。

虛擬制造是VR技術(shù)在制造領(lǐng)域的重要應(yīng)用，是一種超越時(shí)空觀念的新的制造哲理和模式。

1、制造技術(shù)的發(fā)展與虛擬制造的出現(xiàn)

虛擬制造是隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和對(duì)價(jià)值觀多樣化的適應(yīng)而產(chǎn)生的，是現(xiàn)代制造技術(shù)的延伸和發(fā)展。

(1)制造技術(shù)的發(fā)展

機(jī)械化和機(jī)械自動(dòng)化是原始操作向現(xiàn)代制造技術(shù)轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志；數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人以其柔性給制造技術(shù)帶來(lái)了質(zhì)的變革；FMS、CIMS把制造技術(shù)推進(jìn)到了系統(tǒng)控制和集成化階段，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)制造技術(shù)向現(xiàn)代制造技術(shù)的飛躍；近年來(lái)，又相繼出現(xiàn)了并行工程、精益生產(chǎn)及敏捷制造?？梢云诖鋵?shí)了這些新概念的新一代CIMS將把制造技術(shù)推向一個(gè)更高的智能化階段。

(2)虛擬制造的產(chǎn)生及含義

縱觀制造技術(shù)的變化和發(fā)展，不難理解人和自然環(huán)境相互關(guān)系的變遷。長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)利用工具、機(jī)械制造產(chǎn)品，在這種人和自然界直接對(duì)應(yīng)的關(guān)系中，制造技術(shù)的發(fā)展受到了很大制約。近年來(lái)，功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為中間媒體存在于人和自然環(huán)境之間，開(kāi)始實(shí)現(xiàn)人―自然環(huán)境―計(jì)算機(jī)三者在現(xiàn)實(shí)空間內(nèi)的相互調(diào)和，虛擬制造正是這種調(diào)和關(guān)系的產(chǎn)物。

虛擬制造是在虛擬空間內(nèi)模擬把生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M產(chǎn)品的制造機(jī)能的全部行為?；蛘哒f(shuō)虛擬制造是為人們提供一個(gè)從產(chǎn)品概念的形成、設(shè)計(jì)到制造全過(guò)程的三維可視化及交互的臨境環(huán)境，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬和評(píng)估

2、虛擬裝配研究

自動(dòng)裝配是全面實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化的“瓶頸”。究其原因，一是自動(dòng)裝配作業(yè)具有很強(qiáng)的智能性和高度的復(fù)雜性；二是以往的裝配自動(dòng)化研究被局限在“設(shè)計(jì)－制造（裝配）－評(píng)價(jià)”和“實(shí)物驗(yàn)證”的封閉時(shí)空模式中。VR技術(shù)將為解決裝配自動(dòng)化技術(shù)難題開(kāi)辟一條嶄新的途徑。

3、虛擬裝配中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

查孔、透氣孔、油標(biāo)尺或油面指示器、吊鉤及起蓋螺釘?shù)取?/p>

在實(shí)際環(huán)境下,對(duì)自動(dòng)裝配的研究主要集中在機(jī)器人力控制和裝配規(guī)劃兩個(gè)方面,而虛擬裝配,由于時(shí)空觀念的超越,會(huì)出現(xiàn)一些新的特點(diǎn),要解決的技術(shù)問(wèn)題,主要有如下幾點(diǎn)。

（1）虛擬裝配環(huán)境的構(gòu)筑

主要研究虛擬環(huán)境的描述與管理,動(dòng)作檢測(cè)子系統(tǒng)和感覺(jué)信息合成子系統(tǒng)的因果關(guān)系處理,虛擬世界的事件控制,感覺(jué)信息的綜合以及輸入、輸出驅(qū)動(dòng)規(guī)則等。

（2）裝配過(guò)程的力作用機(jī)理分析

裝配過(guò)程實(shí)質(zhì)上是用力學(xué)方法不斷地變化、調(diào)整由于多個(gè)物體的接觸而

引起的約束關(guān)系的過(guò)程。由于這一過(guò)程呈現(xiàn)出很強(qiáng)的非線(xiàn)性和瞬態(tài)性,因此分析

難度很大。在虛擬環(huán)境中,可以仿照GROPE虛擬系統(tǒng)研究分子結(jié)構(gòu)的方法,把微

觀接觸狀態(tài)展現(xiàn)到宏觀世界,把瞬態(tài)接觸延續(xù)為虛擬空間中的“慢動(dòng)作”,在賦

予裝配零件機(jī)械、物理特性的條件下進(jìn)行裝配

過(guò)程力作用機(jī)理分析。為了直觀形象,可以對(duì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。

（3）自動(dòng)裝配規(guī)劃的生成

裝配規(guī)劃就是以某種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),按照一定的算法,尋求一條最優(yōu)的零件裝配順序序列,實(shí)際上是最優(yōu)化問(wèn)題。在虛擬環(huán)境下,應(yīng)該重點(diǎn)解決:如何更形象地表現(xiàn)裝配規(guī)劃過(guò)程中信息流的動(dòng)態(tài)流動(dòng)和可視化;如何在搜索過(guò)程中加入啟發(fā)性知識(shí)和進(jìn)行人的智能參與。根據(jù)對(duì)裝配規(guī)劃的研究,認(rèn)為Petri網(wǎng)方法是在虛擬環(huán)境下進(jìn)行自動(dòng)裝配規(guī)劃很有前途的一種方法。

（4）虛擬環(huán)境中人的自身投射性

自動(dòng)裝配進(jìn)展遲緩,一是采用了昂貴、費(fèi)時(shí)的“疊代裝配”方法,二是裝配作業(yè)的智能性高。在虛擬環(huán)境中,人的智能擴(kuò)展是解決這兩個(gè)問(wèn)題的有效途徑。為此,需要研究人的動(dòng)作檢測(cè)及其信號(hào)處理,人手模型在虛擬環(huán)境中的映射,人和虛擬環(huán)境在裝配作業(yè)時(shí)的交互等

4、我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀

（1）局部水平落后，總體有勢(shì)力。我國(guó)雖然是一個(gè)大國(guó)，但技術(shù)設(shè)備水平、設(shè)備規(guī)模、技術(shù)人員數(shù)量等各方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。但從全局來(lái)看，我們既有充足的設(shè)備，也有相當(dāng)可觀的人才資源。各部門(mén)、各單位都擁有或引進(jìn)過(guò)一些先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，也各自在某一領(lǐng)域具有一定的優(yōu)勢(shì)。

（2）集團(tuán)優(yōu)勢(shì)差，設(shè)備閑置嚴(yán)重。雖然全局具有設(shè)備和人才優(yōu)勢(shì)，但這些優(yōu)勢(shì)重復(fù)分散，集中度低，形不成集團(tuán)優(yōu)勢(shì)，形不成國(guó)內(nèi)、國(guó)際有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的一流集團(tuán)化工業(yè)企業(yè)。以機(jī)床工具行業(yè)為例，連續(xù)3年出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)有較大的市場(chǎng)需求，居全世界需求的第2、3位。但由于自身的原因，質(zhì)量不過(guò)硬，產(chǎn)品不暢銷(xiāo)，幾年間國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自給率由90%以上下降到40%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)有4萬(wàn)億元的國(guó)有固定資產(chǎn)存量中，閑置和利用率不高的占1/4左右，也就是說(shuō)，有1萬(wàn)億元的國(guó)有固定資產(chǎn)長(zhǎng)期處于“休養(yǎng)”狀態(tài)。

（3）計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平較低。一些企業(yè)也有先進(jìn)的軟件和高檔的計(jì)算機(jī)設(shè)備，但利用率很低。就CAD在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，前后已有20年的歷史，取得了一系列的成果和經(jīng)驗(yàn)。但是，如何真正普及應(yīng)用，仍是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

2．2虛擬設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)

近幾年來(lái)，CAD技術(shù)為企業(yè)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中提供了有力的支持，但目前在虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中多使用軟件組合來(lái)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程。例如復(fù)雜曲面的產(chǎn)品造型，多采用Rhino和Pro/Engineer等軟件的組合使用來(lái)完成虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型，其實(shí)質(zhì)并沒(méi)有把設(shè)計(jì)人員從二維鼠標(biāo)與鍵盤(pán)上解放出來(lái)，設(shè)計(jì)人員也并沒(méi)有真正參與到虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中來(lái)，在某種角度上限制了設(shè)計(jì)人員的積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）技術(shù)與多媒體技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的使用，以及科技人員在不斷提高的計(jì)算機(jī)操作的人機(jī)界面綜合技術(shù)，改善了虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人與計(jì)算機(jī)的交互方式。目前，所采用的將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入CAD環(huán)境，這將便于模擬新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中產(chǎn)品的某些性能，又便于設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的修改。技術(shù)條件好的公司，在進(jìn)行虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以先利用現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)建模，再轉(zhuǎn)換到VR環(huán)境中，讓設(shè)計(jì)人員或準(zhǔn)客戶(hù)來(lái)感知產(chǎn)品。設(shè)計(jì)人員也可以利用VR-CAD系統(tǒng)，直接在虛擬環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)與修改。例如在對(duì)汽車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在具有全交互性的設(shè)計(jì)環(huán)境中，利用頭盔顯示器、具有觸覺(jué)反饋功能

的數(shù)據(jù)手套、操縱桿、三維位置跟蹤器等裝置，將視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)與虛擬概念產(chǎn)品模型相連，不僅可以進(jìn)行虛擬的合作，產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)，而且還可以實(shí)時(shí)地對(duì)整個(gè)虛擬產(chǎn)品（VirtualProduct）設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行檢查、評(píng)估，實(shí)地解決設(shè)計(jì)中的決策問(wèn)題，使設(shè)計(jì)思想得到綜合。在交互性的虛擬環(huán)境快速成型設(shè)備上，設(shè)計(jì)人員對(duì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型的直接設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)人員積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。

有的企業(yè)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，還建立了物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ蚉MU（Physical

Mock-up），如油泥模型（ClayModeling）等已逐步被計(jì)算機(jī)和仿真代替，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模和仿真設(shè)計(jì)，以達(dá)到改進(jìn)產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)的目的。虛擬產(chǎn)品也就是最初的數(shù)字試驗(yàn)?zāi)Ｐ虳MU（DigitalMock-up），虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)初級(jí)階段的虛擬油泥建模（VirtualClayModeling），可以適應(yīng)創(chuàng)造性設(shè)計(jì)過(guò)程所提出的直觀要求，設(shè)計(jì)人員可以在虛擬環(huán)境空間中，利用軌跡跟蹤系統(tǒng)可以削掉和涂抹虛擬的油泥材料。所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可得到精確的描述，物理模型能通過(guò)快速原型方法被迅速的制作出來(lái)。

2、虛擬裝配設(shè)計(jì)（VirtualAssemblyDesign）

虛擬裝配設(shè)計(jì)（VirtualAssemblyDesign）是虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面具有較大影響力的一個(gè)領(lǐng)域。虛擬裝配（VirtualAssembly）采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)仿真模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真裝配，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工藝規(guī)劃、加工制造、裝配和調(diào)試，它是實(shí)際裝配的過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)體現(xiàn)。目前，就其技術(shù)而言，已經(jīng)成熟，雖尚沒(méi)有商用虛擬裝配系統(tǒng)，也尚未充分地應(yīng)用于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的分析和評(píng)價(jià)，但這項(xiàng)技術(shù)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中已得到肯定，并具有很重要的意義。

過(guò)去傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，常需要花費(fèi)大量的時(shí)間、人力、物力來(lái)制作實(shí)物模型進(jìn)行各種裝配實(shí)驗(yàn)研究，力求在產(chǎn)品的可行性、實(shí)用性和產(chǎn)品性能等方面進(jìn)行各種測(cè)試分析。現(xiàn)代設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員在虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)早期就應(yīng)考慮裝配問(wèn)題，在進(jìn)行虛擬裝配的同時(shí)創(chuàng)建產(chǎn)品、分析裝配精度，及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

虛擬裝配的第一步是在CAD系統(tǒng)創(chuàng)建虛擬產(chǎn)品模型，然后進(jìn)入并利用虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境（VirtualAssemblyDesignEnvironment）系統(tǒng)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在VADE系統(tǒng)中開(kāi)展工作，借助虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以在虛擬環(huán)境中使用各種裝配工具對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配檢驗(yàn)，幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的裝配缺陷，全面掌握在虛擬制造中的裝配過(guò)程，盡可能早地發(fā)現(xiàn)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和裝配工藝等問(wèn)題。利用這個(gè)虛擬環(huán)境，評(píng)價(jià)產(chǎn)品的公差、選擇零部件的裝配順序、確定裝拆工藝，可將結(jié)果進(jìn)行可視化處理。

實(shí)驗(yàn)表明，虛擬裝配設(shè)計(jì)的完善將有效縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，減輕設(shè)計(jì)返工的負(fù)擔(dān)，加快了引入高級(jí)設(shè)計(jì)方法和技術(shù)的速度，提高新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的質(zhì)量與可靠性，同時(shí)也降低新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本。

3、虛擬人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

虛擬人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)是借助虛擬樣機(jī)（Virtualprototype）系統(tǒng)，也有人稱(chēng)其為虛擬人機(jī)工程學(xué)環(huán)境，將它引入虛擬人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以精確研究產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)參數(shù)，并且在必要時(shí)可以修改虛擬部件的位置，重新設(shè)計(jì)整個(gè)產(chǎn)品的構(gòu)造。另外，它還允許不同技術(shù)背景的人直接與設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行交互及評(píng)價(jià)產(chǎn)品的性能，有助于滿(mǎn)足不同用戶(hù)的特殊要求。

英國(guó)航空實(shí)驗(yàn)室研究人員研制了一個(gè)虛擬人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以精確研究轎車(chē)內(nèi)部的人機(jī)工程學(xué)參數(shù)，適時(shí)修改轎車(chē)虛擬部件的位置，對(duì)整個(gè)轎車(chē)的內(nèi)部構(gòu)造重新設(shè)計(jì)。這項(xiàng)技術(shù)為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)在產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)研究方面提供了新的方法，可以不斷地利用該系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)，既減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用，又縮短了制造模型的時(shí)間，同時(shí)又可以滿(mǎn)足產(chǎn)品多樣化的要求。

4、虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中應(yīng)用前景

隨著多媒體技術(shù)軟硬件飛速發(fā)展，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合，加快了設(shè)計(jì)人員從鍵盤(pán)和鼠標(biāo)上解脫下來(lái)的速度，使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面也得到提升。雖然目前僅是起步階段，在通過(guò)多種傳感器與多維的信息環(huán)境進(jìn)行自然的交互方面，及實(shí)現(xiàn)全方位的認(rèn)識(shí)方面還有待于進(jìn)一步提高，但在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用方面具有很大的潛力，而且應(yīng)用前景廣闊。應(yīng)該深入開(kāi)發(fā)研究，使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)更好地幫助設(shè)計(jì)人員在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中提升設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維能力與產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平。

5、虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中應(yīng)用使科學(xué)與藝術(shù)更好地得到融合

虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)與新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)都是建立在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)之上，都需要科學(xué)技術(shù)的支持。新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以科學(xué)技術(shù)理論為基礎(chǔ)，然而在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)等問(wèn)題上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又為設(shè)計(jì)人員提供了有藝術(shù)創(chuàng)造性思維的空間，擴(kuò)展了設(shè)計(jì)人員的藝術(shù)設(shè)計(jì)思維，使設(shè)計(jì)人員能夠從理論認(rèn)識(shí)到感性認(rèn)識(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)。使設(shè)計(jì)人員在精神世界的存在中獲得心靈自由，讓設(shè)計(jì)更趨人性化、藝術(shù)化。虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，使科學(xué)的思維方式和藝術(shù)的思維方式悄悄地相互侵入和占有著?？茖W(xué)的發(fā)明和創(chuàng)造溶入了藝術(shù)的想象和品格，藝術(shù)的創(chuàng)造和對(duì)產(chǎn)品形態(tài)美的探索又滲入科學(xué)的理論和品質(zhì)，虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用是科學(xué)與藝術(shù)的融合。

3.減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算

CAD的實(shí)現(xiàn)過(guò)程可簡(jiǎn)單的用圖表明。即，將產(chǎn)品的有關(guān)大量資料以信息的形式存入建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)資料隨時(shí)可從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索和調(diào)用，通過(guò)圖形顯示的交互作用設(shè)計(jì)方法，對(duì)設(shè)計(jì)的模型反復(fù)進(jìn)行綜合分析、計(jì)算、修改和審定，直到我們找出滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)方案，最后由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)繪圖機(jī)出全部圖樣，打印機(jī)打印有關(guān)文擋，這就是簡(jiǎn)單的cad的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

3．1減速器設(shè)計(jì)的框架圖

圖3.1減速器設(shè)計(jì)的框架圖

1、結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

減速器的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)，是指在減速器箱體空間內(nèi)如何合理地布置輸入軸、輸出軸和傳動(dòng)軸、齒輪、軸承等元件空間位置。布局設(shè)計(jì)也是進(jìn)行傳動(dòng)元件校核設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提。

布局設(shè)計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題，采用SolidWorks軟件，用人機(jī)會(huì)話(huà)、分布設(shè)計(jì)的方法，即由設(shè)計(jì)者給出一個(gè)初始方案，通過(guò)交互型圖形顯示對(duì)初始方案進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，經(jīng)過(guò)修改，逐步逼近優(yōu)化方案。從輸入軸開(kāi)始依此到傳動(dòng)軸，由設(shè)計(jì)者確定每根軸的初步位置，由計(jì)算機(jī)對(duì)它進(jìn)行邏輯分析判斷，檢查有無(wú)幾何干涉，進(jìn)行必要的修正，并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示其圖形位置，這樣依次逐步完成減速器的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)，此圖采用SolidWorks軟件，交互式繪圖完成。當(dāng)減速器中傳動(dòng)元件的位置確定后，便可對(duì)主要零件——軸、齒輪、軸承等進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2、設(shè)計(jì)過(guò)程的優(yōu)化

設(shè)計(jì)是具有高級(jí)思維的人類(lèi)的特有本能。從廣義說(shuō)，設(shè)計(jì)就是把人類(lèi)的夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。隨著科技發(fā)展和人的需求不斷由低級(jí)向高級(jí)過(guò)渡，促使設(shè)計(jì)不斷深化，設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和外延也正在擴(kuò)展。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是以經(jīng)驗(yàn)、試湊、靜態(tài)、定性為思變?yōu)楫a(chǎn)品常常要經(jīng)兒輪研制，待產(chǎn)品定性后可能又落后于時(shí)代要求。如何在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用新的原理和方法能較真實(shí)地反映產(chǎn)品實(shí)際行為和各種破壞形式的預(yù)測(cè)，從粗略經(jīng)驗(yàn)估算到詳細(xì)分析，使產(chǎn)品質(zhì)量可靠、外形美觀、產(chǎn)品設(shè)計(jì)又快又好，是計(jì)算機(jī)輔助工程分析及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法要解決的問(wèn)題。概括地說(shuō)，要從經(jīng)驗(yàn)、試湊、靜態(tài)、定性向分析、優(yōu)化、動(dòng)態(tài)、定量設(shè)計(jì)發(fā)展，由人工設(shè)計(jì)向設(shè)計(jì)過(guò)程計(jì)算機(jī)化或自動(dòng)化方向發(fā)展。

3、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念

最優(yōu)化方法概述人們?cè)谶M(jìn)行各種設(shè)計(jì)工作時(shí)，總是力求從所有可能的方案中選擇一個(gè)最好的方案，這就是最優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本思想。

應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，自古以來(lái)的多數(shù)工程設(shè)計(jì)，都是經(jīng)過(guò)了某種程度的優(yōu)化過(guò)程，因?yàn)橐话闱闆r下，人們總是考慮幾種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行比較選擇最為滿(mǎn)意的方案，這就是優(yōu)化的過(guò)程。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)工程質(zhì)量的好壞越來(lái)越起著決定性的影響，而且產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代，也要求優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程大大縮短。因此，用科學(xué)的方法，即最優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的問(wèn)題，引起了人們的廣泛注意。最優(yōu)化方法包括解析方法和數(shù)值方法兩個(gè)方面。利用微分學(xué)和變分學(xué)的解析方法，己經(jīng)有幾百年的歷史，這種經(jīng)典的優(yōu)化方法，只能解決小型和簡(jiǎn)單的問(wèn)題，對(duì)于大多數(shù)工程實(shí)際問(wèn)題是無(wú)能為力的。數(shù)值方法是利用已知的信息，通過(guò)迭代過(guò)程來(lái)逼近最優(yōu)化問(wèn)題的解。計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和迅猛發(fā)展，為數(shù)值優(yōu)化方法的發(fā)展提供了有效的手段。

工程優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是將工程實(shí)際問(wèn)題抽象成為最優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型;二是應(yīng)用最優(yōu)化數(shù)值方法求解這個(gè)數(shù)學(xué)模型。工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型是設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)表現(xiàn)形式，反映了問(wèn)題中各主要因素內(nèi)在聯(lián)系的一種數(shù)學(xué)關(guān)系。因此，從工程實(shí)際問(wèn)題中抽象出正確的數(shù)學(xué)模型，是工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，而求解這個(gè)數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)化方法，屬于計(jì)算數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的范疇。最優(yōu)化計(jì)算方法工們己經(jīng)提供了較成熟的各種算法和通用的計(jì)算機(jī)程序。對(duì)于這一部分工作，工程設(shè)計(jì)者需要掌握的是:懂得這些算法的基本原理，能夠選擇合適的優(yōu)化算法，以及熟悉使用通用優(yōu)化設(shè)計(jì)程序，研制專(zhuān)用優(yōu)化設(shè)計(jì)程序。

（2）機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型

①設(shè)計(jì)變量在設(shè)計(jì)中進(jìn)行選擇并最終確定的各項(xiàng)獨(dú)立參數(shù)稱(chēng)為設(shè)計(jì)變量。在機(jī)械設(shè)計(jì)申，常用的設(shè)計(jì)變量有總體布局尺寸、零件外形尺寸及材料的力學(xué)、物理特性等。設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù)稱(chēng)為優(yōu)化設(shè)計(jì)的維數(shù)。維數(shù)越高，則設(shè)計(jì)的自由度越大，越容易得到比較理想的結(jié)果。但同時(shí)使問(wèn)題復(fù)雜化，給優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)更大的困難。因此在一般的情況下，應(yīng)盡量減少設(shè)計(jì)變量數(shù)目。

設(shè)有n個(gè)設(shè)計(jì)變量，則稱(chēng)為n維設(shè)計(jì)問(wèn)題，構(gòu)成了一個(gè)數(shù)組，用矩陣表示為

②約束條件在許多實(shí)際問(wèn)題中，設(shè)計(jì)變量的取值范圍是有限制的，例如必須符合標(biāo)準(zhǔn)化要求或空間大小限制等條件。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對(duì)設(shè)計(jì)變量的限制稱(chēng)為設(shè)計(jì)約束。約束條件可以用數(shù)學(xué)上的等式或不等式來(lái)表示。其形式為

hv（X）=0（v=1，2…p）

gu=（X）0

式中X——設(shè)計(jì)變量;

P——戶(hù)等式約束數(shù)。

③目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在多種因素下尋求使設(shè)計(jì)者最滿(mǎn)意的一組設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)特定問(wèn)題的目標(biāo)，這些設(shè)計(jì)變量的關(guān)系可通過(guò)數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)表示，這就是優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)。在一般情況下，優(yōu)化設(shè)計(jì)是求目標(biāo)函數(shù)的最小值。當(dāng)然也可能遇到求目標(biāo)函數(shù)

最大值的情況，此時(shí)仍可以把該問(wèn)題轉(zhuǎn)換成求負(fù)的最小值問(wèn)題，這樣就把優(yōu)化問(wèn)題一律描述成求目標(biāo)函數(shù)的最小值問(wèn)題。其一般形式為

Minf(x)=f(XI，X2，……，Xn)

④優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型在經(jīng)過(guò)上述的選取設(shè)計(jì)變量、列出目標(biāo)函數(shù)、給定約束條件后，便可構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。如下所述

Minf（X）=f(XI，X2，……，Xn)

hv（X）=0（v=1，2，……，p）

g（X）≤0(u=1，2，……，m)

式中m——不等式約束數(shù)。

建立數(shù)學(xué)模型是優(yōu)化設(shè)計(jì)中非常重要的一步。數(shù)學(xué)模型的好壞直接影響設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（3）常用的優(yōu)化方法

優(yōu)化問(wèn)題的求解方法分為兩大類(lèi)，即解析法和數(shù)值迭代法。

解析法是利用數(shù)學(xué)分析的方法，直接求目標(biāo)函數(shù)的極值點(diǎn)。然而當(dāng)目標(biāo)函數(shù)比較復(fù)雜時(shí)或目標(biāo)函數(shù)為非凸性函數(shù)時(shí)，應(yīng)用解析法就很困難，必須采用迭代法。

迭代法是一種數(shù)值近似解法，由于它比解析法更適應(yīng)于計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)，因此是求解優(yōu)化問(wèn)題的最基本方法。

迭代過(guò)程是一個(gè)逐步搜索尋優(yōu)的過(guò)程。搜索的關(guān)鍵是確定方向和步長(zhǎng)。根據(jù)確定方向和步長(zhǎng)方法的不同，就形成了不同的優(yōu)化方法。

①搜索方法機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)化問(wèn)題大都為多維的，由于多維問(wèn)題可化為一維問(wèn)題來(lái)處理，所以一維搜索方法是優(yōu)化方法中最基本的方法。其思路是首先確定搜索區(qū)間，要求該區(qū)間必須包含極小值的單峰區(qū)間，其次則是在此單峰區(qū)間內(nèi)尋找函數(shù)極小點(diǎn)。

②單純形法該方法屬于無(wú)約束多維問(wèn)題的一種優(yōu)化解法。其思路是:不直接去搜索方向，而是根據(jù)設(shè)計(jì)變量的維數(shù)n，選擇n+l個(gè)點(diǎn)作為頂點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)多面體，稱(chēng)為單純形。算出各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)作比較，找出其中的最好點(diǎn)和最壞點(diǎn)，并通過(guò)某種方法再產(chǎn)生一個(gè)較好的新點(diǎn)代替最壞點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)新的單純形。重復(fù)上述過(guò)程，逐步逼近最優(yōu)點(diǎn)。

③懲罰函數(shù)法

該方法是一種約束優(yōu)化問(wèn)題的間接解法。其基本思路是把約束問(wèn)題通過(guò)一定形式變換，轉(zhuǎn)換成無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題，然后求其最優(yōu)解。

懲罰函數(shù)法對(duì)求解非線(xiàn)性約束的最優(yōu)化問(wèn)題具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。

目前的CAD系統(tǒng)大都配置了各種優(yōu)化方法的軟件，同學(xué)們可根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

3．2減速器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)此齒輪減速器的結(jié)構(gòu)時(shí)，希望減速器在傳動(dòng)一定功率，轉(zhuǎn)速和滿(mǎn)足壽命要求下使兩極齒輪具有最小的體積，以期減小減速器的整體體積和重量，使其結(jié)構(gòu)緊湊。

（1）已知條件如下:

已知的工作要求參數(shù)

輸送帶拉力F=150（N）

輸送帶速度V=3.18（m/s）

滾筒直徑D=400（mm）

每日工作時(shí)數(shù)T=16（h）

工作年限Y=10

（2）電動(dòng)機(jī)的選擇

設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算依據(jù)計(jì)算結(jié)果

工作機(jī)構(gòu)輸出功率PwPw=FV/1000Pw=0.477kW

三角帶傳動(dòng)效率η1機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)η1=

0.96

齒輪傳動(dòng)的軸承效率η

2……η2=0.99

斜齒輪傳動(dòng)效率η3η3=0.97

聯(lián)軸器效率η4η4=0.97

滾筒軸的軸承效率η5η5=0.98

滾筒的效率η

6……η6=0.96總傳動(dòng)效率η0η0=η1?η?η3?η4?η5?η6η0=0.83

滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速ｎwｎw=60*1000V/πDｎw=151.7r/min

理論三角帶傳動(dòng)比i′1機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)i′1=

24

理論齒輪傳動(dòng)比i′

2……i′2=2～7

理論總傳動(dòng)比i′i′=i′1*i′2i′=4～28

工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)輸出功率PdPd=Pw/η0Pd=0.575kW

電動(dòng)機(jī)的合理轉(zhuǎn)速范圍ｎ′dｎ′d=i′*ｎw

ｎ′d=267～1872

①類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式的選擇

按以上的工作要求和條件，選用Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。

②確定電動(dòng)機(jī)的功率

按照選擇電動(dòng)機(jī)功率的原則－電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于工作要求的功率，即Ped≥KPd

③確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)的合理轉(zhuǎn)速范圍ｎ′d=267～1872

按照以上要求選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)是Y90S-6（查自《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》附錄

以下是Y90S-6電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)和傳動(dòng)比的計(jì)算值

（3）計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)

各軸轉(zhuǎn)速

輸入軸ｎ１=ｎm／i1=303.3r/min

輸出軸ｎ2=ｎ1／i2=151.7r/min

①各軸的輸入功率

輸入軸P1=Pd?η1=0.552kW

輸出軸P2=P1?η2?η3=0.53kW

②各軸的輸入轉(zhuǎn)矩

電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td=9550Pd／ｎm=6.03N?m

輸入軸T1=Td?i1?η1=17.37N?m

輸出軸T2=T1?i2?η2?η3=33.36N?m

3．3零件的設(shè)計(jì)

1、機(jī)械零部件的CAD所涉及的問(wèn)題

在機(jī)械零部件設(shè)計(jì)工作申，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)己經(jīng)成為一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械零部件與用計(jì)算機(jī)演算一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)式不同，前者涉及到許多特殊的問(wèn)題，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下:

（1）表格、線(xiàn)圖的輸人和檢索。這個(gè)問(wèn)題涉及到用什么方法與技巧把表格和線(xiàn)圖輸人給計(jì)算機(jī)，又怎樣通過(guò)程序來(lái)檢索表格和線(xiàn)圖的數(shù)據(jù)，以及怎樣用插值法或取偏大值、偏小值來(lái)求出表格和線(xiàn)圖中所空缺的數(shù)據(jù)。

（2）設(shè)計(jì)方案的校核及處理。這個(gè)問(wèn)題涉及到怎樣通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)各種機(jī)械零部件進(jìn)行校核，校核不合格時(shí)，又怎樣通過(guò)程序進(jìn)行自動(dòng)處理，或者運(yùn)用人機(jī)對(duì)話(huà)的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)整。

（3）設(shè)計(jì)參數(shù)的處理。這個(gè)問(wèn)題涉及到如何根據(jù)具體情況對(duì)機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行合理的處理。例如，在齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，要把計(jì)算出的模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值，齒數(shù)取整，等等。

（4）選擇標(biāo)準(zhǔn)件的類(lèi)型。有些機(jī)械零部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，對(duì)這類(lèi)零部件的設(shè)計(jì)，須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。如選擇滾動(dòng)軸承的型號(hào)，還有螺栓、鍵、V帶、套筒滾子鏈及聯(lián)軸器等的選擇，都是這方面的例子。

（5）參數(shù)繪圖。即如何根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算所得的結(jié)果參數(shù)繪制出相應(yīng)的零部件工作圖的問(wèn)題。這涉及到圖形的顯示和編輯問(wèn)題，高級(jí)語(yǔ)言與通用繪圖軟件包的接口技術(shù)，等等。

2、編制機(jī)械零部件設(shè)計(jì)程序的一般步驟編制機(jī)械零部件設(shè)計(jì)程序的一般步驟，可大致歸納如下:

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)列出手算步驟

（2）建立數(shù)學(xué)-力學(xué)模型

常用的機(jī)械零部件，大多有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)-力學(xué)模型可直接利用，對(duì)沒(méi)有數(shù)學(xué)--力學(xué)模型的，要先行建立。

（3）按照設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)粗、細(xì)框圖

粗框圖要反映主程序段的內(nèi)容，如輸人和輸出的內(nèi)容，以及設(shè)計(jì)計(jì)算中的判別性?xún)?nèi)容等。而子程序段;多在細(xì)框圖中反映出來(lái)。

（4）處理有關(guān)的表格和線(xiàn)圖資料

（5）確定程序變量名稱(chēng)，寫(xiě)出參數(shù)名稱(chēng)與程序變量名稱(chēng)的對(duì)照表

為了使用方便和便于進(jìn)行軟件維護(hù)，可同時(shí)標(biāo)出變量的含義及備注。

（6）編制程序

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)程序，往往需要進(jìn)行分塊層處理，特別是機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)，涉及到許多表格、線(xiàn)圖及數(shù)據(jù)資料的處理，而有些公式、表格和線(xiàn)圖

等設(shè)計(jì)資料，需要多次反復(fù)應(yīng)用。因此，一個(gè)完整的設(shè)計(jì)程序，除了要有能明確地、清晰地反映主體設(shè)計(jì)的主程序外，還需要編制一系列與主程序配套的子程序。子程序應(yīng)具有具體解決問(wèn)題的功能，并能反復(fù)調(diào)用。此外，子程序還應(yīng)具有完整的程序結(jié)構(gòu)和計(jì)算內(nèi)容。引用子程序，可使程序?qū)哟畏置?，?jié)省存儲(chǔ)量，并且便于分工編寫(xiě)，發(fā)揮集體的力量。主程序可根據(jù)粗框圖編制，要求思路清晰;子程序可根據(jù)細(xì)框圖編寫(xiě)，要求功能完善。

4.減速器虛擬裝配在solidworks中的實(shí)現(xiàn)

4．1SolidWorks相關(guān)知識(shí)介紹

是第一個(gè)可以在Windows系統(tǒng)中使用的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。該軟件將各個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的世界級(jí)頂尖產(chǎn)品連接在一起，因此具備又全面的實(shí)體