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減速器是現(xiàn)代機械裝備中使用較廣的通用機械裝備，具有結構緊湊、傳動效率高、傳遞運動準確、可靠等優(yōu)點。CATIA軟件是由法國達索公司(Dassault System)推出的計算機輔助設計、制造和分析軟件(CAD/CAE/CAM)，廣泛應用于航天、汽車、船舶和電子設備等行業(yè)，涵蓋基礎結構、機械設計、造型、分析與模擬、數控加工、數字化仿真等模塊，并在三維特征建模方面功能強大，能夠非常方便的進行三維零件參數化造型，完成的參數化造型能根據按人機交互形式輸入的設計變量來控制特征的有無，形成新的尺寸，從而能夠再制造出新的三維零件。
以二級直齒圓柱齒輪減速器的齒輪軸為例，進行三維建模，此齒輪軸為高速軸，在CATIA軟件設計中先生成齒輪，其基本參數如表。齒輪的生成是通過漸開線方程創(chuàng)建齒輪齒廓，并運用“圓陣列”、“切割”、“合并”功能，得到標準漸開線圓柱齒輪的截面圖，再通過“拉伸(Pad)”、“旋轉(Rotate)”等命令生成齒輪及齒輪軸。
在對減速機齒輪軸進行有限元分析前，要對已設計好的齒輪軸模型賦予材質，45鋼，調質，HBS=240～270。為了使齒輪更逼真，點擊“視圖”—“渲染樣式”—“帶材料著色”命令，然后轉入到CATIA分析與模擬(Analysis&Simulation)模塊中的創(chuàng)成式結構分析(Generative Structure Analysis)子模塊進行靜應力分析，然后劃分網格。在CATIA界面的管理樹中Finite Model.1—Nodes and Elements—OCTREE Tetrahedron Mesh.1:Gear shaft上點擊鼠標右鍵，出現(xiàn)菜單，選擇OCTREE Tetrahedron Mesh.1:Gear shaft對象—定義，彈出對話框，在對話框中設置單元的尺寸和類型。由于齒輪軸各處所受應力不同，網格劃分可不同，應力較集中的區(qū)域網格劃分要細，使它更接近于實際工作情況，計算結果更加精確。該齒輪軸由于有鍵槽、軸肩處應力集中，網格要細化，所以取單元尺寸為2 mm，其它部分為50 mm。
根據零件和分析需要可施加適當的約束，運用夾緊(Clamp)命令對齒輪軸的軸端施加約束，假定在鍵槽的工作面和齒輪的節(jié)點上分別施加大小分別為24 MPa和10 MPa的分布壓力，這2個壓力使軸產生大小相等、方向相反的轉矩。為了更清楚看到施加載荷，可設置Custmize View Modes對話框隱去網格。
單擊“Computer”命令，在彈出對話框中選“All”，單擊“確定”命令后，計算機以對話框的形式顯示對輸入參數處理的進度條，這一系列計算都是系統(tǒng)自動完成，求解過程完成后，可查看分析結果。
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