王志飞 等·基于NX软件的密炼机转子三维建模及受力分析
2020年 第46卷·51
·作者简介：王志飞（1980-），男，工学学士，毕业于河南农业大学，工程师，主要从事炼胶设备密炼机等的设计。收稿日期：
2020-02-14密炼机自1916被Banbury发明以来，因其高效
炼胶性能，其已经成为橡胶加工企业的首选炼胶设备。
炼胶转子作为密炼机最核心部件，其表面凸棱数量多
少、凸棱的螺旋升角大小及组成凸棱外形的曲面等参
数信息，都会对密炼机的炼胶性能产生直接影响。为
优化转子性能，提高炼胶品质及效率，针对密炼机转
子结构，国内外越来越多的科研院所与企业对此进行
了广泛、深入研究。 NX是Siemens PLM Software公司开发的一个
产品工程解决方案，是一个交互式 CAD/CAM(计算
机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，
能满足用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，可以
轻松实现各种复杂实体及造型的建构，为用户的产品
设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段，当下
其已成为模具等行业三维设计的一个主流应用。
目前有关转子三维建模及分析方法的文章有很
多，但基本上仅是对转子凸棱部位进行的简单建模，
而转子凸棱端部位的收尾处基本处于开放状态，并没
有对收尾进行圆弧及倾角处理，这样的三维模型与转
子实际形状的偏差较大，易给转子受力分析及模拟胶
料的流场分析带来一定的误差。本文通过对转子曲面
的倾角及圆弧进行NX建模，以及转子体内部水道建
模，并进行强度计算及分析，论述转子体各部位三维
建模的有效性和必要性。
1 NX软件在密炼机转子设计中必要NX系统内的三维主模型是基于产品数据管理系统（PDM）为核心的一个中央数据库文件，包含了产
品相关的所有几何和非几何信息，在产品的生命周期
内可为各阶段开发及相关各部门提供服务，其主模型
是设计人员、工艺人员、仿真分析人员、编程人员后
续操作所用模型的 “引用”，保证上下游模型的一致性。
随着三维软件与大量数控加工设备的配合应用，精确
CATIA软件装配中的运动模拟教程
CATIA（Computer-Aided Three-dimensional Interactive Application）是一款功能强大的三维建模软件，广泛应用于机械设计、装配与运动仿真等领域。本教程将为您介绍CATIA软件在装配过程中的运动模拟功能，帮助您更好地理解和应用这一功能。
第一步：打开CATIA软件并创建装配文件
在开始之前，首先确保您已经正确安装了CATIA软件。打开软件后，选择“新建”，然后在弹出的对话框中选择“装配设计”。
第二步：导入零部件文件
在装配过程中，我们需要导入零部件文件以进行后续的装配和运动模拟操作。点击“导入”按钮，选择待导入的零部件文件，并将其添加到装配设计中。
第三步：创建关系
在装配文件中，我们需要为不同零部件之间创建适当的关系，以确保它们按照预期方式进行运动。选择“约束”工具，在零部件之间创建合适的约束关系，例如定位、配合等。
第四步：设置运动学属性
在进行运动模拟之前，我们需要为每个零部件设置相应的运动学属性。选择“属性”工具，为每个零部件设置正确的运动学类型，如旋转、平移等。 第五步：创建运动学关系
运动学关系用于定义零部件之间的运动方式，将其连接起来形成一个整体模型。选择“运动学”工具，在零部件之间创建适当的运动学关系，如齿轮、凸轮等。
第六步：设置运动规则
在第五步中创建了运动学关系后，我们需要为整个装配定义运动规则。选择“运动规则”工具，设置适当的约束和限制条件，以确保装配在运动模拟中的行为符合真实情况。
第七步：进行运动仿真
完成以上准备工作后，我们可以开始进行运动仿真了。选择“运动仿真”工具，在CATIA软件中模拟装配的运动过程，并观察各个零部件的运动轨迹、速度和加速度等参数。
第八步：分析运动仿真结果
当运动仿真完成后，我们可以对仿真结果进行分析和评估。CATIA软件提供了丰富的可视化和数据分析工具，帮助我们深入了解装配过程中的运动性能和互动关系。
五轴机器人主体结构设计及运动仿真
摘 要
工业机器人是一种集多学科先进技 术于 一体 的现 代制 造业 重 要的 自动 化装
备，随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也在不断扩大。虽然近年来我
国工业机器人的需求量逐年增加，但目前国产的机器人大多还需要进口，这与我国
快速的发展的工业水平不相适应。
本文以FES TO柔性生产线装配工作站的三菱工 业机器人为基础，针对五轴工业
机器人的主体结构进行设计，其中包括各运动关节电机和传动机构的选型设计；机
器人主体机构三维建模；机器人关键零部件的三维建模和工程图绘制；通过机器人
手腕、前臂、后臂、立柱和底座这几部分的结构设计及运动仿真，探讨在solidworks
软件环境下 , 建立了机械手臂的三维实体建模、虚 拟装配、动态模拟和干涉检查,
并运用solidw orks的motion模块进行机械手臂的 运动仿真,实现Solidworks软件环
境下机械手臂的虚拟设计。本设计的工业机器人采用交流伺服电机及带传动的工作
方式，机器人传动环节减少，结构简单，提高了系统的精度，减少维护工作量，同
时也简化了生产工艺，降低了生产成本。
关键词：工业机器人、结构设计、仿真模拟、solidworks
IV
五轴机器人主体结构设计及运动仿真
Abstract
The industrial robot is a set of advanced technologies in the integration of
multidisciplinary
important modern manufacturing equipment, with the development of science and technology, the
industrial robot applications are constantly expanding. Although in recent years the demand robot of
基于SolidWorks的齿轮油泵的三维建模和运动仿真
本文以齿轮油泵为例，利用SolidWorks软件进行零件三维建模和运动仿真，重点介绍齿轮的建模及装配方法，为同类产品的虚拟设计提供有效参考，并为在校学生深入学习solidworks软件提供必要帮助。
标签：solidworks软件；齿轮建模；虚拟装配；运动仿真
随着现代科学技术的发展，三维CAD 技术得到普及。SolidWorks 作为主流机械设计软件，功能强大简便易学。本文通过solidworks软件对齿轮油泵各组成零部件的实体造型、虚拟装配、拆装动画、运动仿真的描述，真实地展示了齿轮油泵的实际装配和工作过程，及时发现设计中存在的问题，从而降低成本，提高设计效率，缩短设计时间。本文中所有实例均采用solidworks2012版完成。
1 齿轮油泵三维实体建模
齿轮油泵是各种机械润滑和液压系统的输油装置。是机械设计中基本部件。由泵体、泵盖、主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、垫片、紧盖螺钉、填料、压盖、压盖螺母、定位销等十几个零件组成。
要实现齿轮油泵虚拟装配和运动仿真，首先要对组成零件进行实体造型。在齿轮油泵的组成零件中，螺钉、螺母、垫片和定位销等为标准件，可从SolidWorks标准件库存中直接调用；泵体、泵盖为铸造箱体类零件，齿轮轴为典型的回转体零件，这些都是机械零件中的典型结构，建模过程不再赘述。
对初学者或对SolidWorks软件不太熟悉的设计师来说，齿轮建模比较困难，下面介绍几种方便实用的建模方法。
1.1 方法1——利用GearTrax中文版齿轮插件
GearTrax是一个SolidWorks常用插件，为机械工程师提供了一种简单方便用于精确齿轮及齿轮副的自动设计工具，可设计的圆柱齿轮、圆锥齿轮、齿形带轮、蜗轮蜗杆、花键、带轮等，方便快捷，且模型精确程度较高。
在GearTrax操作界面中按齿轮参数要求输入齿轮模数，齿数、齿面厚度、斜齿轮需输入螺旋角及左右旋向，点击完成按钮，使用时最好提前打开solidworks软件并设置使用英文菜单，齿轮轮齿将在SolidWorks软件中自动完成，再自行建造齿轮轮毂、轮辐、键槽或销孔等结构即可完成齿轮建模。
