為了提高設計系統(tǒng)的效率，以SolidWorks軟件為平臺，以VisualBasic作為編程語言，對2K-V型減速器進行裝配體的參數(shù)化設計，在SolidWorks現(xiàn)有功能的基礎上通過增加新功能模塊開發(fā)出2K-V型減速器的虛擬裝配設計模塊；通過插件Motion對2K-V型減速器的運動仿真進行參數(shù)化設計，為后續(xù)的優(yōu)化設計打下了良好的基礎。

　　引言

　　2K-V型減速器是一種復雜的少齒差行星齒輪傳動機構，其特點是傳動比范圍大，回差小，剛度大，運動精度高，抗沖擊能力強，體積小，結構緊湊，傳動效率高等。由于其優(yōu)越的性能，近年來在機器人、數(shù)控機床、自動化設備等領域應用愈來愈廣泛。如果2K-V型減速器能夠實現(xiàn)面向裝配的三維參數(shù)化設計，將會提高整個系統(tǒng)設計的效率和質量。本文根據(jù)2K-V型減速器的結構形式，采用自頂向下的裝配設計方法，在零件參數(shù)化設計以及模塊化設計的基礎上，以Solid-Works作為開發(fā)平臺，采用VB語言實現(xiàn)了2K-V型減速器裝配體的三維參數(shù)化設計，并模擬了裝配體的運動。

1、裝配體虛擬設計

　　面向裝配的設計DFA(DesignforAssembly)屬于并行工程的一種關鍵技術，其思想是在產(chǎn)品初步設計過程中充分考慮并解決裝配時可能會產(chǎn)生的相關問題，以確保參數(shù)化設計出來的零部件能夠便捷、高效地進行裝配。

　　1.1、虛擬裝配系統(tǒng)的設計目的

　　虛擬裝配設計是實現(xiàn)2K-V型減速器三維參數(shù)化設計虛擬制造的關鍵技術，它通過獲得產(chǎn)品信息以及2K-V型減速器裝配信息后進行裝配過程的動態(tài)仿真。在對2K-V型減速器的零部件進行裝配設計時，可通過裝配關系來進行相關描述，定義相應零部件的裝配關系。主要的裝配關系有垂直、面重合、面對齊、同軸心等，基本上可以滿足2K-V型減速器自動裝配設計中出現(xiàn)的裝配關系約束需求。

　　該系統(tǒng)采用SolidWorks提供的OLEAutomation開發(fā)工具，以VisualBasic作為編程語言，在Solid-Works現(xiàn)有功能的基礎上通過增加新的功能模塊開發(fā)出2K-V型減速器的虛擬裝配設計模塊。該型減速器三維參數(shù)化系統(tǒng)的虛擬裝配設計模塊主要實現(xiàn)了以下功能:

　　1)該模塊能夠自動生成相應的裝配環(huán)境，用戶能夠實現(xiàn)2K-V型減速器裝配體的參數(shù)化設計，可操作復雜的圖形，迅速完成2K-V型減速器的裝配建模，還可以從SolidWorks環(huán)境中獲取各種所需的初始數(shù)據(jù)以及生成相關有用的數(shù)據(jù)；

　　2)該裝配模塊包含相關功能需求，能夠通過2K-V型減速器實體模型，在計算機上分析與驗證該減速器的裝配性能，并將裝配分析結果反饋到相關設計階段；

　　3)該裝配模塊可應用于2K-V型減速器的開發(fā)過程，作為分析2K-V型減速器裝配性能的可視化工具，還能對裝配過程進行動態(tài)仿真及干涉檢查等；

　　4)該裝配模塊生成的各種相關數(shù)據(jù)能以固定的形式進行存儲，方便用戶管理與查尋。

　　1.2、虛擬裝配設計的幾個關鍵技術

　　1)參數(shù)化設計

　　參數(shù)化設計(PD，ParametricDesign)存儲產(chǎn)品設計的整個過程是對產(chǎn)品進行參數(shù)化設計及裝配的基礎。在設計2K-V型減速器時，由于不同型號的減速器拓撲信息相同而幾何信息不同，故2K-V型減速器裝配模塊應在對減速器相關零件結構進行歸納總結的基礎上建立相關參數(shù)化模型，以確保參數(shù)化設計過程中該型減速器的結構相同。裝配體模塊以VB語言作為開發(fā)基礎，充分利用SolidWorks軟件所提供的API函數(shù)來進行二次開發(fā)，從而迅速地對2K-V型減速器進行裝配設計。

　　2)面向裝配的建模技術

　　裝配體建模通過SolidWorks三維實體造型軟件來建立相互之間的裝配關系，進而形成2K-V型減速器的裝配體模型。減速器裝配信息主要包括減速器零件的幾何形狀、相互之間的位置關系以及裝配順序等信息。

　　面向裝配的設計(DFA)建模方法是在通過表達系統(tǒng)整體功能以及設計要求的基礎上，從最初的抽象概念設計開始，進而對概念模型逐步細化，然后將概念模型映射成裝配模型。面向裝配的設計建模還注重2K-V型減速器的功能需求、結構以及整體化，并通過對裝配模型的物理及動態(tài)屬性加以描述和虛擬，實現(xiàn)了裝配環(huán)境中裝配設計對裝配零部件高信息集成的需求[2]。

　　3)裝配規(guī)劃技術

　　裝配規(guī)劃技術是進行自動裝配的核心技術，包括裝配順序規(guī)劃以及路徑規(guī)劃等技術。2K-V型減速器采用基于VA的裝配規(guī)劃，這種裝配規(guī)劃就是在Solidworks環(huán)境下模擬手工裝配，分析2K-V型減速器裝配體的可裝配性和可拆卸性，最終確定最優(yōu)裝配規(guī)劃方案。

　　4)零部件裝配信息提取

　　為了提取和存儲2K-V型減速器裝配體中每個相關零部件的裝配位置信息，需要在刪除裝配關系之前提取裝配體中對應零部件的位置以及裝配關系等信息，并將這些信息儲存到相對應的基本信息參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。在2K-V型減速器的裝配體的參數(shù)化設計過程中，可以用SolidworksAPI函數(shù)命令提取相關零部件的坐標位置以及裝配關系等對應信息。

　　5)干涉檢查以及約束處理

　　在對2K-V型減速器進行裝配設計的過程中，要對其進行靜態(tài)干涉檢查和動態(tài)干涉檢查。靜態(tài)干涉檢查主要是檢查2K-V型減速器裝配體所有零部件之間的相對位置是否存在干涉和間隙，同時進行裝配公差設計是否合理等檢查；動態(tài)干涉檢查則主要針對2K-V型減速器的可裝配性進行評估，在2K-V型減速器裝配體的零部件運動過程中，通過檢查對應零部件的運動包絡體是否存在相互之間的運動干涉來判斷是否存在動態(tài)干涉。裝配約束主要是確定2K-V型減速器裝配體中對應基準件以及其他裝配件的定位、相互約束關系等，主要由約束關系、裝配特征和裝配設計管理樹組成。2K-V型減速器裝配體中的約束關系通過系統(tǒng)對相關零部件的裝配約束關系以及對應的自由度進行推理和求解來獲得。2K-V型減速器裝配系統(tǒng)通過對裝配環(huán)境下的各零部件之間的幾何關系和相互位置進行分析、推理，并經(jīng)過匹配對應的約束知識庫來自動提取裝配約束。在2K-V型減速器的裝配過程中，裝配約束管理重新組合對于相應零部件的裝配起指導性作用，零部件的新舊裝配約束關系組隨著2K-V型減速器裝配的深入而不斷更新，相關零部件的約束空間也同時隨著裝配過程約束的不斷添加而收縮，直到裝配所剩余空間為空時，才能確定2K-V型減速器對應零部件的最終定位約束。

　　1.3、建立裝配體參數(shù)化設計主界面

　　良好的人機交互界面能夠幫助用戶迅速的完成設計任務。為此，遵循2K-V型減速器三維參數(shù)化設計的整體部署，設計出2K-V型減速器虛擬裝配的人機交互界面。2K-V型減速器虛擬裝配系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動裝配、轉換視角、以及爆炸視圖等一系列相關功能。

3、結論

　　本文主要介紹了2K-V型減速器裝配體設計的方法，并建立了裝配體參數(shù)化設計的主界面，同時通過SolidWorks本身自帶插件Motion對2K-V型減速器的運動仿真進行了參數(shù)化設計，為后續(xù)的優(yōu)化設計打下了良好的基礎。