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摘要：伴随着我国社会经济的快速发展，化工机械也取得了一定的发展。而传统机械设计主要是利用二维设计图。二维图虽然能够直观的展现出机械设计内在结构以及设计者具体设计的思维，但是其依然存在着诸多的问题。而三维设计可以更好地弥补二维图存在的不足，比如可以更清楚的看到产品设计当中潜在的错误以及不合理的结构设计，同时能够分析产品的装配性能、结构性能以及动力学性能等，从而进一步减少设计的周期。基于此，本文主要对维实体建模及参数化设计在机械设计中的应进行了简要的分析。
关键词：三维实体建模；参数化设计；机械设计；应用
引言
进入新世纪，科技发展突飞猛进。人们对个性化产品的需求越来越迫切，对产品性能的要求也越来越高。传统的机械设计在产品的创新开发中已越来越不能满足人们需求。三维实体建模及参数化设计正是在这一背景的驱动下产生的。
1减速器三维实体建模及参数化设计
1.1箱体
减速器的箱体是支持和固定轴系零件，保证传动件的啮合精度、良好润滑及密封的主要零件。箱体大部分是经铸造而构成，比较容易获得合理以及复杂的结构形状，同时刚度较好，便于完成切削加工。但时部分箱体刚度存在不足，在应用时容易产生过大的变形，从而导致轴承中心线出现歪斜，制约到齿轮啮合的质量，所以箱体在设计的过程中，需要使箱体具备相应的壁厚，从而确保箱体的整体刚度。在此过程中，如果壁厚太厚，则会增加箱体的质量，因此，最为有效的手段就是加大轴承座的壁厚与在轴承座位置设加强筋。上箱体结构设计如图1所示。
由图1可以看出：三维建模能够更加的立体逼真，有效的解决二维设计过程存在的不足之处。三维建模时必需全面分析上下箱体之间配合，以及齿轮放置后是否会产生干涉等诸多问题，所用尺寸均按照标准进行优化设计，更加科学系统。
1.2减速器的装配
运用AutoCAD设计减速器的装配图主要是表达其零部件之间相互位置的关系、结构的形状以及尺寸的关系，为绘制零件工作图，完成机器的组装、调试以及维修提供一定的技术依据。其主要是分析减速器的工作要求以及强度、刚度、工艺、装拆、调整、润滑、密封以及效益等多方面的内容。在设计时主要利用“边画图、边计算、边修改”的手段逐步的完成，在此过程中，必需协调各个传动件的结构以及尺寸，完成轴的强度计算以及结构设计、滚动轴承的组合设计、箱体与附件的设计，过程相对复杂。特别是设计条件更改后，必需进行重新计算，在此过程中入UG装配的模块，能够更加直观的观察结构装配状况以及更改设计参数后出现的变化，从而有效的弥补了传统二维设计过程中的不足。图2为利用AutoCAD绘制的减速器俯视图以及利用UG装配模块画出的装配图，两者共同运用到设计当中，能够更好的表达出不同零部件之间的装配关系，同时可以发现设计中存在的问题，并给予及时的修改，从而进一步提升设计的质量。来原来那个运动仿真能够真实地模拟生产的全过程，能够有效的解决在二维图纸难以表达和设计的运动机构更加直观，同时能够根据运动效果完成结构尺寸的设计以及修改，直到符合生产需求为止。
2装载机的三维实体建模及参数化设计
2.1装载机整体模型装配建模
不同的机械零部件完成设计以后，必需按照整机的装配图对不同的零部件完成装配。在Pro/E软件的装配命令模块当中，利用定义零部件间的相对位置“约束”关系，能够将各个零部件的装配成一个整体，同时能够检查零部件之间是否存在干涉与装配体各种运动状况是否满足装载机的具体设计需求。并且在生成整机的过程中，设计人员能够按照不同需要完成添加从而构成新的零部件以及相关的特征。利用Pro/E软件完成装配设计有2种方法。主要包含（a）种由底向上的设计方法相对（b）种由顶向下的设计方法而言其比较低端。具体是由于在虚拟设计的过程中，比较少利用一个零部件来控制其上整个装配体的设计，通常是在拿出整机的外在概念以及功能概念后，进一步对整机产品完成设计上的细化，直到细化到单个的零部件。所以能够看出，整机产品在总体设计的过程中，（b）种方法更加的贴近实际。但是（a）种方法也并不是一无是处，相对于部分已经较为成熟的整机产品设计，利用此种整机设计方法能够提升效率。在具体装配的设计时，通常2种方法进行混合使用，能够发挥各自的优点。
本文生成装载机的各种底层零件的三维模型，利用由底向上的装配设计手段对零件完成装配约束从而生产整机装配件。在整机进行装配的过程中，能够按照需要第零部件完成修改，例如修改相关零部件的尺寸，移动零部件在装配件中的位置，生成部分新的特征等。对于一个整机装配件，当其中所有的零部件都被完全约束时，这种整机装配件就称为参数化的整机装配件，否则就是非参数化的整机装配件。装配体如图4所示。
2.2装载机工作装置运动仿真
完成装载机工作装置的装配模型设计后，需完成装载机工作的试验。在Pro/E软件“机械”模块当中，能够完成整机机械装置的虚拟机械运动仿真，同时可以将仿真运动结果输出，同时完成运动力学分析，对铲斗连接轴的运动完成运动分析，对于输出的速度与时间关系图进行分析能够看出整个铲斗在运动过程中是连续的，速度与时间关系与所设定的值能够较好的吻合，说明满足设计要求，设计成功。
结束语
综上所述，通过三维实体建模及参数化设计，借助虚拟样机分析软件机械设计，从而完成仿真分析。本文主要对减速器，装载机，水下机械手进行了分析，希望可以为相关人员提供参考。
参考文献：
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[2]曹希凡.工业平缝机运动分析和三维建模与运动仿真[D].陕西科技大学，2015.
[3]孙康，王军锋.刮板式花生脱壳机机架的模态分析[J].农机化研究，2013，（06）：66-69.
论文作者:凌振宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/11
标签：箱体论文; 整机论文; 零部件论文; 建模论文; 减速器论文; 过程中论文; 参数论文; 《基层建设》2017年第25期论文;