虚拟样机技术在300 MN模锻水压机接力器设计中的应用

     (3)装配体静态干涉检查。利用SolidWorks自带工具条可对接力器装配体进行静态干涉检查.选择"工具"下的"干涉检查"工具条.再在接力器装配体中选择两个或多个零部件.运行干涉检查即可。如果存在干涉.则干涉信息清单上会列出所有干涉零件名称.并在图形区域上显示干涉包围的区域和大小。发现干涉后.可以直接在装配体环境下修改发生干涉的零件。装配体零件中的修改可以直接反映在零件模型上.实现模型动态交互更新。对干涉零件修改后继续进行干涉检查如还有干涉再次将零件进行修改直到不发生干涉为止。
    

     3. 3运动仿真
    
     运动仿真的目的是对接力器各零件之间的动态干涉情况进行分析并检查运动行程是否满足设计要求。接力器存在着旋转副和移动副.运动时要求满足:(1)齿轮的旋转角度范围为-120~+120。(2)在齿轮旋转角度范围内运动时.齿条柱塞不得与缸底碰撞。(3)运动过程中.齿条柱塞的齿不得通过柱塞缸的密封圈进人缸体内部。
    
     对于接力器运动仿真.可选用SolidWorks插件C0SMOSMotion作为运动仿真模块.在装配模块下直接进人仿真环境。在进行仿真之前.应先进行与仿真相关的基本参数的设置.如力的单位、时间的单位以及与动画有关的帧时间间隔及帧数等。在接力器运动仿真中.设置力的单位为N.时间单位是S.仿真动画的时间间隔是0.05 s.帧数为20.然后利用C0SMOSMotion的智能运动构建器·把接力器的箱体进行固定.并根据接力器的真实运动情况.对接力器油缸的柱塞施加压力.并在齿轮轴上施加载荷.观察运动情况是否符合设计要求。通过运动仿真发现零件存在动态干涉或运动行程不符要求时.可直接在装配体环境下对零件进行修改直到满足要求为止。
    
     3.4强度校核
    
     用SolidWorks自带的插件-CosmosWorks,可以将三维模型通过标准数据接口导人并进行有限元分析。对于接力器来说.工作时主要考虑齿轮轴的承载能力.齿轮轴过细则在工作中可能出现断裂。三维建模后可在CosmosWorks中对其进行有限元强度校核。分析时将其二维模型调人CosmosWorks环境中.首先在"Material对话框"中选择模型的材料特性.并进行一些基本参数的设定.如三维模型各长度尺寸的单位、加载时力的单位等。接着在"Mesh Create"菜单下按要求进行网格划分.在本例中选择系统默认方式自动进行网格划分即可。然后根据接力器齿轮轴的实际受力状况设定齿轮轴的约束，并对其施加载荷，最后执行分析，计算齿轮轴各个部件的受力情况，得到应力应变图，检查设计是否满足要求。
    
     3. 5工程图输出
    
     利用SolidWorks的快速制图功能(Rapid Draft)，可以把现有的二维数据经过数学变换，迅速生成*. SLDDRW格式的二维工程图。该二维工程图可自动完成各个视图的尺寸标柱，并支持参数化的智能尺寸驱动功能，保持了与原二维图的相关性，当修改三维图形和二维工程图两者中任一图形的某个尺寸时，另一个图形中相应的尺寸会自动修改过来，这给设计的修改带来了极大的方便。生成二维工程图时也可导出不再与SolidWorks三维图相关联的*.DWU格式，并可在AutoCAD中方便的对其编辑修改。
    
     4结语
    
     在300 MN模锻水压机接力器设计中，利用虚拟样机设计方法，通过计算机技术建立产品的数字化模型，方便快捷的完成了接力器设计的整个周期。有效避免了设计过程中错误的发生，降低了技术风险。使得整个设计工作在短短的几周就完成了，大大缩短了了研发周期，降低了研发成本。可见虚拟样机技术是一种全新的机械设计方法，其深人研究及广泛应用具有重大意义，值得在类似设计中大力推广。