1主要零件的三维建模
1.1斜齿轮的零件设计
斜齿轮可以通过两种方式获得：设计库和基于SolidWorks二次开发的麦迪三维设计工具插件。通过设计库设计斜齿轮根据课程设计的参数要求，适当地选取斜齿轮的模数、齿数、螺旋方向、螺旋角、压力角、齿宽、标称轴直径、轮毂宽及键槽的形式，用SolidWorks中自带的toolbox工具生成斜齿轮：(1)在SolidWorks右侧设计库工具栏中，点击前的“+”号，选择Gb，在下方会出现各种标准件的文件夹，点击“动力传动”中的齿轮文件夹。(2)选择螺旋齿轮传动，右键选择生成零件。(3)在SolidWorks左侧工具栏中会出现配置零部件，然后输入斜齿轮的各参数。选择好设计参数后，点击确定，生成斜齿轮。此时的斜齿轮是实心的，然后对斜齿轮的齿宽端面为基准面阵列孔生成孔板式斜齿轮。通过迈迪三维设计工具生成斜齿轮迈迪三维设计工具集是济南迈迪数码技术有限公司开发的SolidWorks标准件库，使SolidWorks软件的功能大大增强。此插件安装完成后，会在SolidWorks中出现相应界面。(1)在麦迪工具栏中，选择设计工具，在弹出的对话框内输入设计的参数，如图1所示。(2)输入参数后，点击上方的【计算】，然后点击生成齿轮2。(3)在弹出的对话框中，输入齿轮的制造方法、要阵列圆的直径和个数等参数，点击确定，生成大齿轮。
1.2高速轴—凸台拉伸法
一级减速器的高速轴是一个包含齿轮结构的轴类零件，可以利用【拉伸凸台/基体】和【拉伸切除】等命令生成齿轮的基本模型。(1)利用Toolbox生成一实体斜齿轮后，分别以斜齿轮的左右端面为基准面，通过拉伸凸台的方法，将不同直径的轴段拉伸出所需要的长度。(2)在轴的最左侧轴段上建立一基准面，在基准面上画出键槽的投影尺寸，通过拉伸切除的方法绘出键槽，如图2所示。一级减速器的低速轴除了可以用凸台拉伸的方法绘制，也可以通过旋转拉伸的方法进行。(1)在SolidWorks中创建一个新的零件文件，单击【草图】绘制，绘制出低速轴草图。(2)点击【旋转拉伸】按钮，旋转轴选择中心线，旋转角度输入360°，点击确定，生成低速轴草图实体。(3)在建立键槽的两个轴段上建立基准面，在基准面上绘制键槽的草图，通过拉伸切除的方法绘制出低速轴，如图3所示。
2装配体
2.1低速轴组件
低速轴组件包含轴，轴承，齿轮和挡油环，这些组件通过同轴心、面与面重合约束在一起。
2.2齿轮配合
直齿轮的啮合是齿面与齿面的啮合，而斜齿轮则是齿面上与分度圆重合的线啮合，因此为了符合齿轮的机械配合关系，需要在两个齿轮的端面画出其分度圆，如图4所示。点击SolidWorks的配合按钮，选择【机械配合】，勾选【齿轮配合】，然后选择齿轮的两个分度圆，单击确定，即可完成斜齿轮的配合。
2.3总装配体
当减速器的所有零件及组件完成建模后，进行总体装配。在SolidWorks中新建装配体，将下箱体设置成固定于原点的零件，然后将高速轴组件和低速轴组件装配到下箱体中，调整齿轮的啮合情况。安装上箱盖、高低速轴的闷盖和透盖等各种零部件，完成总装配体，如图5所示。
2.4物理模拟及动画
(1)单击SolidWorks下方的【运算算例1】中的马达按钮，选择旋转马达、转速及方向，零部件选择高速轴，然后点击确定。(2)动画运动完成后，单击上图中的保存按钮，输入文件名称，默认为avi格式，单击确定即完成减速器的物理模拟。这个动画的时间很短，预想延长动画时间，点击动画向导进行设置即可实现。
3减速器拆装动画制作
减速器的拆装是通过【爆炸】与【解除爆炸】来实现的，下面以低速轴组件的拆装为例。(1)打开低速轴组件，点击【爆炸】，选取需要爆炸的零件，零件上出现一个XYZ方向的坐标轴，点击X轴，拖动鼠标，零件可以左右移动，同理Y轴零件前后移动，Z轴零件上下移动。(2)解除爆炸：单击设计树右侧的【配置】，在低速轴装配上单击右键，选择解除爆炸即可恢复低速轴组件的安装。(3)保存动画：单击【爆炸】与【解除爆炸】动画控制器中的保存按钮，输入文件名称，默认为avi格式，单击确定即可将拆卸和安装的动画保存下来。
4工程图的实现(以大齿轮为例)
打开齿轮零件图，选择【从零件图制作工程图】，选择A3(GB)图纸，将前视图置于图纸中，再对前视图进行剖视，得到左视图。由此生成的两个视图均不标准(如图6a所示)，故需要对工程图进行处理。先对前视图进行编辑，全选前视图中的所有线条，安装轴孔和键槽线除外，其余都隐藏，如图6c所示。SolidWorks生成的左视图有斜齿的轮廓，也不是标准的工程图(如图7a所示)。现将轮齿廓线和剖面线隐藏，画一条齿根线，再重新添加剖面线，即生成标准的工程图如图7c所示。在此基础上标注尺寸、形位公差、粗糙度、技术要求和明细栏等。其中齿轮明细表可以用SolidWorks的自带表格来添加，但是上下标等复杂代号不好实现。因此，先在Excel文件里编辑好明细栏，然后在SolidWorks工具栏中点击插入对象，选择事先编辑好的Excel文件即可。
5结束语
一级减速器的设计不是一蹴而就的。中间的设计过程，尤其是高速轴和低速轴的设计需要反复的验算、校核、装配、调整等。利用SolidWorks根据校核及装配的情况对尺寸进行修改，零件图修改后，相关联的装配图也自动修改，避免了传统绘制过程中零件图及装配图需修改的弊端，节约了时间，同时也调动了学生发现问题、解决问题的积极性，锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。利用SolidWorks对一级斜齿圆柱减速器进行设计过程中，遇到两个难题，即斜齿轮的配合及齿轮工程图不标准的问题，笔者采用简单的方法进行了解决。利用SolidWorks三维设计软件的仿真模块，将一级减速器加上马达转动起来，可以使学生直观地观察斜齿轮之间的啮合关系，提高了学生的学习兴趣和教师的教学效率。实践证明，用SolidWorks三维设计软件进行减速器设计，取得了良好的教学效果，同时激发了学生对三维设计的软件兴趣，建立了机械设备整体设计的思维，这对于一个工科学生毕业后走上工作岗位也是不可缺少的。因此，建议普及利用SolidWorks三维设计软件对机械设计基础课程设计进行改革。
作者：顾艳红 刘占民 张建军 徐林林 蔡晓君 姬宜朋 单位：北京石油化工学院机械工程学院
