Solidworks应用于《机械设计课程设计》课程教学

在《机械设计课程设计》课程教学中引入计算机辅助设计软件Solidworks作为辅助教学手段,通过该软件特有的运动仿真功能,建立闭式齿轮传动、锥齿轮传动、开式齿轮传动、链轮绞盘机构的虚拟模型,装配各传动机构,检查、优化设计方案,实现了传动装置的运动仿真,完成了该锚机系缆装置的模拟设计,锻炼了学生的软件使用技能,增强了学生对理论知识的深入理解和应用,激发了学生对机械课程深入学习的兴趣,提高了学生的机械设计水平,同时有助于培养学生工程实践和综合应用能力,达到了预期的教学效果。

基于Solidworks的汽车减速器建模及仿真分析

汽车二级圆柱齿轮减速器是底盘上重要的动力传动机构,应用于各类型汽车上,将动力从动力源传递到驱动桥,并进一步降速增扭。减速器在使用过程中承受较大转矩和冲击力,容易造成零件的疲劳和损伤。运用三维软件绘制汽车减速器模型,并进行关键部件从动轴的力学仿真分析,有助于汽车零部件的设计优化过程缩短时间和降低成本。

基于SolidWorks的一种新型减速器输出轴有限元分析

本文介绍一种具有电动和手动功能的新型减速器,在SolidWorks中对其关键部件——输出轴进行实体建模,并利用COS-MOSWorks插件进行有限元分析,得到其应力、应变分布图,提高设计质量。

基于ProE的联合收割机二级齿轮减速器仿真分析

针对联合收割机二级齿轮减速器总体结构进行了设计,基于Pro/E建立了二级齿轮减速器模型并完成了产品的装配,最后利用Pro/E Mechanism仿真模块对所设计产品进行了运动仿真。结果表明:模型满足设计需求,具有较好的稳定性,对二级齿轮减速器进一步的优化设计具有一定参考作用。

基于信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法

针对工业机器人谐波减速器不同工况数据分布差异大,部分工况数据标签缺失以及单一传感器获取信息不全面,导致诊断准确率不高的问题,提出一种信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法。该方法将源域和目标域一维振动数据利用小波变换构建时频图;使用基于小波变换的图像融合方法整合多个传感器的时频信息并构建融合图像;提出多表示特征提取结构的改进残差网络以充分挖掘融合样本多表示特征,同时,在无监督场景下将源域和目标域融合样本的多表示特征进行子域适应处理,减小两域的各个子域间的分布差异,从而将知识从标签丰富的源域迁移到标签缺失的目标域,最终实现不同工况下谐波减速器的故障诊断。通过搭建工业机器人谐波减速器故障实验台并进行实测,所提方法在所有迁移任务中平均准确率可达98.8%,能够有效实现无监督场景中不同工况下谐波减速器的故障诊断。

考虑多源误差影响的谐波减速器传动误差建模与分析

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心误差、歪斜误差模型理论值,齿面加工误差幅值按一般加工工况大小代入模型,得到对应加工误差模型理论值;然后,分别进行500 h、1500 h、3000 h时长的磨损实验,磨损后进行齿面形貌扫描和数据分析,得到对应的齿面形貌参数,基于模型得到对应的磨损误差模型理论值。最后,综合考虑多源误差影响,设置3组同型号样机,进行传动误差实验。实验结果表明:考虑装配偏心、歪斜和齿面加工等影响因素,传动误差的实验测量值与模型理论值误差在1.7~3.3%之间;综合考虑装配偏心、歪斜、齿面加工、齿面磨损等影响因素,在磨损500 h、1500 h、3000 h后传动误差的实验测量值与模型理论值误差分别在-3.45~2.07%、-5.88~-2.94%、1.33~5.33%之间。

主减速器台架疲劳试验等效方法研究

为了提高主减速器台架疲劳试验的准确性和效率,提出了基于实际行驶载荷谱的台架疲劳试验等效方法。在采集用户和试验场实际行驶载荷谱基础上,基于雨流计数和精英策略非支配排序遗传算法关联用户路面,等效重构试验场道路工况和道路载荷谱。为验证等效方法的有效性,建立主减速器有限元模型并进行静强度分析,验证了网格无关性和模型有效性。结合瞬态动力学模型研究了不同转矩、转速与齿轮应力之间的关系,得到程序载荷谱幅值所对应的频次等效关系;结合转速与齿轮应力之间的关系和各转矩区间的转速概率密度分析,确定了各个等级载荷谱对应的转速,编制了旋转弯曲疲劳试验程序载荷谱;结合有限元模型,验证了编制载荷谱与原始载荷谱的等效关系。结果表明,齿轮在等效载荷谱的作用下与原始载荷谱的损伤部位一致,损伤值最大误差为0.15%,并且加速了4.7倍。

SOLIDWORKS Electrical在通过式脚踏封口机自动化改造设计中的应用

小型企业塑封工艺中通过式脚踏封口机应用广泛,但在塑封重型工件时,工人操作非常费力且次品率高,无法保障塑封质量,为此对其进行机构优化与软硬件设计自动化改造。利用SOLIDWORKS Electrical快速建立3D虚拟电气配盘与生成各类BOM清单,大大缩短了研发周期,安装人员还可以根据虚拟电气装配路径进行准确安装。最终设计出结构合理,满足生产工艺要求的自动化装置,企业以极少改造成本提质增效,为机电一体化装置自动化设计提供了一个高效开发途径。

SolidWorks中自建标准库的一种方法

以非标螺钉为例,论述了在SolidWorks中利用设计表来生成配置的两种方法,同时论述了插入到装配体中的两种方法,比较了这些方法的优劣。最后得出自建标准库的一种较优方法:用特征配置功能新建设计表并生成配置,再添加到设计库。实践证明:用该方法自建标准库,编辑、修改方便,可实现一键装配,提高了设计的效率。

改进KnEA的二级斜齿圆柱齿轮减速器优化设计

在实际工程中,复杂的多目标问题是导致优化结果收敛性和多样性损失的重要因素。为了提高优化算法在复杂问题中维持解多样性和收敛性平衡的能力,提出了基于KnEA(A Knee Point Driven Evolutionary Algorithm)的辅助点进化算法。首先,该算法借助进化过程中有明显趋势的拐点作为邻域空间的中心;其次,通过分析邻域空间中的拐点与上一代拐点之间的关系,从侧面来定量分析了邻域空间的潜力;再次,为了解决对复杂问题优化过程中收敛性不足的缺陷,提出了根据邻域空间的进化潜力来增加辅助点的策略,进一步地提高了进化过程中的空间搜索能力。在种群的环境选择中,优先选择拐点和辅助点进化下一代,以此平衡种群的收敛性和多样性。将该算法在多目标测试问题上与流行的算法进行了比较,实验结果表明提出的算法在多目标问题优化中有明显优势。最后,将该算法应用到二级斜齿圆柱齿轮减速器优化设计当中。

SolidWorks智能零部件在机械设计中的应用

常规装配方法需要一个个插入零件并给予配合约束,操作比较繁琐,针对常规装配方法的不足,以卡扣零件为例,在SolidWorks中制作了一个卡扣智能零件,可以实现一步将卡扣和它装配时携带的相关零件(螺钉)装配到位,并自动在主体零件上生成与之装配的槽口。论述了智能零件制作及编辑修改的方法和技巧,给出了应用实例。实践证明,智能零件可以使得机械设计更加高效、智能。

基于SolidWorks的快速造型非标准螺纹的几种方法

分析了SolidWorks中造型非标螺纹的多种方法,详细介绍了各种方法造型过程,阐述了各种方法可能出现的问题和解决技巧,并从操作难易程度、可编辑性、运行速度、生成工程图是否符合国标、能否3D打印等多方面对几种方法进行了比较,指明了几种方法的应用场合,设计者可以根据需要灵活选择。

无传动间隙的3K行星齿轮减速器设计

3K行星齿轮减速器的啮合齿轮副存在齿侧间隙,使得传动链中引入了传动间隙,导致传动精度降低以及换向冲击。为消除3K行星齿轮减速器的传动间隙,利用3K行星齿轮传动中行星架不参与力矩传递的特性,提出了一种柔性行星架以消除传动间隙,并通过仿真分析验证了所提消隙机构的有效性。通过配齿及效率优化实现了高效的正向和反向传动。研制样机并进行了传动精度、滞回特性、正弦响应误差、正向传动效率、反向传动效率以及反向启动扭矩测试,结果验证了所提柔性行星架对消除3K行星齿轮减速器传动间隙、提高传动精度和传动效率以及提高反向传动性能的有效性。

共享单车锁用减速器输出级齿轮副疲劳寿命分析

共享单车的落地和普及促进了共享单车锁用减速器的发展和应用,而输出级齿轮副的疲劳寿命决定了减速器的有效寿命,针对传统试验测试齿轮疲劳寿命方法的不足,提出一种基于有限元仿真的输出级齿轮副寿命预测方法。在ANSYS软件中建立齿轮副有限元模型,并改进齿轮副结构参数以改善齿轮副间的受力情况。在ADAMS软件中对齿轮副进行动力学仿真获取齿轮副间的动态接触力,并以此作为载荷谱在nCode DesignLife软件中对齿轮副疲劳寿命做出预测,最后通过试验验证有限元仿真方法的正确性。结果表明:改进从动轮压力角后齿轮副主动轮应力减小了30.18%,从动轮应力减小了38.71%;改进压力角后齿轮副疲劳寿命增加了124.23%,满足设计要求;齿轮副试验寿命结果与仿真预测寿命结果误差小于10%,在可接受范围内。

基于Solidworks的育苗容器成型机支架结构优化设计

支架作为育苗容器成型机重要的零部件,其结构好坏直接影响安全生产。以初步设计的支架零件为研究对象,利用Solidworks对其进行静力学分析,得到其承受最大应力为150.7 MN·m^(-2),最小安全系数为2.333。为获得最优化设计,采取静力学有限元分析和设计算例迭代优化的方法自动更改参数值并优化计算。算例共获得7组参数,其中支架厚度4.5 mm、质量5.456 kg为最优设计。优化后的支架减少约16%的材料,此时其承受最大应力为156.0 MN·m^(-2),最小安全系数为2.254,各项数据满足强度要求。

SolidWorks中创建零件配置的两种方法及技巧

笔者以垫片零件为例,论述了SolidWorks中创建零件配置的两种方法:直接在设计树中创建以及用设计表功能创建;详细说明了两种方法的操作步骤以及创建过程中的关键操作技巧,论述了设计表方法中属性管理编辑的目的和方法并给出了应用举例。仿真结果表明,用带配置的零件模型做零件模板,可以简化操作,提高设计造型的效率。

SolidWorks中利用模板生成工艺卡简图的一种方法

笔者针对尺寸不同、结构类似的系列化零件,提出了一种用配置和方程式建造零件模板的一种方法,并详细论述了该方法的操作步骤和关键技巧。仿真结果表明:该方法可以得到系列零件,同时利用配置可以得到不同工序的零件简图,完善工序信息后,可以实现在一个工程图文件里包含多个工序的工序卡;该方法极大地提高了设计效率,方便交流。

基于轴类零件的SolidWorks与UG NX的建模方法比较

UG NX与SolidWorks是目前机械设计中较常用的三维设计软件,而轴类零件也是机器中很常见的零件。文章多角度比较用两种软件进行轴类零件造型时,绘制草图和运行特征命令的先后顺序不同对造型过程和结果的影响,同时也比较了轴类零件上常见结构如退刀槽、键槽的不同造型方法。对于两种软件在轴类零件造型中的不足提出了解决办法。

RV减速器的多目标层次优化设计

为了使RV减速器的结构更加紧凑、传动效率更高和承载能力更强,提出了一种基于层次分析法(AHP)的RV减速器多目标优化设计方法。以RV减速器的体积、传动效率和摆线轮接触应力为多目标函数,借助层次分析法(AHP)对优化目标进行评估,计算各个目标的权重,将多个目标通过加权法转化为单目标函数,其次建立了包含参数范围、强度校核及结构限制的约束条件。最后利用遗传算法(GA)实现多目标优化设计问题的求解。优化结果表明,优化后的RV减速器体积减小、传动效率更高、承载能力更强,综合性能提高了8.0%。为实际生产应用中减速器的优化设计提供理论和方法指导。

基于OBE理念的《机械基础》课程教学改革研究——以“设计加工减速器”为例

文章以成果为导向,以“设计加工减速器”为教学改革案例,学生分组对轴或齿轮进行减速器零部件三维绘制、3D实物打印以及最后的组装,最终通过学生在人群中位置变化,实现增值评价。让学生加工设计能力得到锻炼,对精益求精的大国工匠精神以及职业道德精神也有更深刻的理解。