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1軟件素材的制備。
1.1圖片素材的制備。
軟件中圖片素材包括三維實體零件，三維裝配體和二維工程圖，二維裝配體。這些都可利用Solid Works軟件完成。SolidWorks是一款優(yōu)秀的基于Windows/NT/2000/XP的三維造型軟件。通過它可以進行三維零件設計和三維虛擬裝配，還可以為三維實體零件和裝配體創(chuàng)建二維工程圖，而且零件圖，裝配圖和工程圖共享關聯(lián)性約束，任一圖形中所作的修改會自動反映到其他兩個圖形上。此外還可以通過三維裝配圖動態(tài)地仿真出構件間的傳動關系，因此被廣泛應用于產(chǎn)品開發(fā)中，已經(jīng)發(fā)展成為機械產(chǎn)品三維造型的主流設計工具。
1.1.1三維實體零件建模。
減速器的主要零部件有箱體，齒輪，軸，端蓋，滾動軸承，鍵，銷，螺栓，螺釘，墊片等。在Solid Works軟件中，創(chuàng)建實體零件時，首先繪制零件截面草圖，然后通過拉伸，旋轉(zhuǎn)，掃描和放樣等操作形成零件的基本特征實體，最后通過倒角，圓角，切除，抽殼，鏡像，陣列等操作完成零件實體建模。
1.1.2三維裝配體生成。
在SolidWorks中，裝配體設計技術有自底向上和自頂向下兩種方法。本文采用自低向上的設計方法。首先向裝配體文件中插入箱體作為裝配基準，然后插入其它待裝配的齒輪，軸，軸承等零部件，插入之后，通過移動，旋轉(zhuǎn)工具改變零件的方位，使之便于裝配，最后根據(jù)裝配設計的要求，設定零部件配合表面間的"重合"，"同軸心"，"平行"等約束關系生成減速器裝配體。對生成的裝配體模型，還可利用SolidWorks軟件提供的統(tǒng)計，計算，干涉檢查和物理模擬等工具，進行動態(tài)性能的分析和檢查，直觀地了解減速器整體設計效果，避免不應有的失誤。
1.1.3二維工程圖生成。
由三維實體零件生成二維工程圖時，首先新建一個工程圖文件，然后在"模型視圖"屬性管理器中選擇要生成二維工程圖的三維實體零件，選擇標準視圖的觀察方向，建立一視圖，然后利用"投影視圖"工具，建立與現(xiàn)有視圖有投影關系的視圖，生成二維三視圖，最后標注尺寸，形位公差，表面粗糙度等，添寫標題欄，技術要求，完成各零件和裝配體的二維工程圖。
1.2動畫素材的制備。
軟件中動畫包括三維實體零件動畫演示，裝配，拆卸過程動畫及減速器運動仿真動畫。SolidWorks Animator是專門用來制作，編輯，播放，錄制動畫的插件，并能生成基于Windows的在多媒體播放器上播放的動畫文件。啟用SolidWorksAnimator插件之前，應確保它已安裝。啟用后，將出現(xiàn)"Animator"菜單和"Animator控制器"工具欄。
1.2.1三維實體零件動畫的制作。
打開已創(chuàng)建的實體零件模型，單擊"Animator控制器"工具欄中的"動畫向?qū)?quot;命令按鈕，可根據(jù)"動畫向?qū)?quot;對話框提示，依次選擇動畫類型，旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)次數(shù)，旋轉(zhuǎn)方向，設定動畫播放時間，動畫開始運動前的延遲時間等參數(shù)完成動畫制作。
為能夠全方位的展示實體零件的特征，每個零件分別進行繞X軸，Y軸和Z軸順時針方向旋轉(zhuǎn)一周的動畫設置，設置時應注意后一次旋轉(zhuǎn)動畫的開始時間是前一次旋轉(zhuǎn)動畫的結束時間。本軟件設計零件動畫演示時間為30s，第一次繞X軸旋轉(zhuǎn)是在0s開始10s結束，則第二次繞Y軸旋轉(zhuǎn)是10s開始20s結束，第三次繞Z軸旋轉(zhuǎn)是20s開始30s結束。
1.2.2裝配和拆卸動畫的制作。
減速器裝，拆過程動畫的設計思路是，首先是減速器裝配體旋轉(zhuǎn)一周，以觀察減速器裝配體特征的外觀，然后進行減速器拆卸過程動畫，最后是裝配過程動畫。
?。?）裝配體旋轉(zhuǎn)動畫的制作。
打開"動畫向?qū)?quot;對話框，根據(jù)提示，選擇動畫類型為旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸為Y軸，旋轉(zhuǎn)次數(shù)1，旋轉(zhuǎn)方向為順時針，旋轉(zhuǎn)時間10s，延遲時間0s，完成旋轉(zhuǎn)動畫的制作。單擊"播放動畫"按鈕，可看到裝配體在10s內(nèi)順時針旋轉(zhuǎn)360°后停止，以展示裝配體模型的外觀特征。
?。?）裝配體拆卸過程動畫的制作。
SolidWorks提供的裝配體的爆炸視圖實際上就是裝配體的拆卸，爆炸視圖動畫就是裝配體的拆卸過程。制作裝配體拆卸過程動畫，首先必須按減速器零部件的拆卸順序生成爆炸視圖。根據(jù)本減速器的特點，拆卸順序是箱體，箱蓋的連接螺母，墊片和螺桿-銷-箱蓋組件-高速軸組件-低速軸組件-箱體。生成爆炸視圖時，按減速器拆卸順序分別設置每個零部件的爆炸路徑。
爆炸視圖生成之后，就可進行動畫制作，打開"動畫向?qū)?quot;對話框，根據(jù)提示，在"選擇動畫類型"對話框中選擇"爆炸"，在"動畫控制選項"對話框中設置時間長度為20s，延遲時間為10s.時間長度是整個拆卸過程所用的時間，用于控制動畫的速度，延遲時間用以延緩動畫開始時對象的移動。因為拆卸是在裝配體旋轉(zhuǎn)一周后進行的，所以應將拆卸開始時間（延遲時間）設在旋轉(zhuǎn)動畫結束之時（10s）。在SolidWorksAnimator界面，沿時間線拖動時間欄可觀察動畫效果及拆卸過程中各零件的相對位置，并通過拖動鍵碼點，調(diào)整零件的拆卸順序及沿拆卸路徑的運動速度。
?。?）裝配體裝配過程動畫的制作。
根據(jù)"可拆即可裝"的原理，裝配過程為拆卸過程的逆過程。即解除爆炸就是裝配，因此在"動畫向?qū)?quot;對話框中選擇"選擇動畫類型"為"解除爆炸"，在"動畫控制選項"對話框中設置時間長度為20s，延遲時間為30s，完成裝配過程動畫的制作。
1.2.3減速器運動仿真動畫的制作。
利用"物理模擬"工具，設置齒輪軸為驅(qū)動件進行傳動過程模擬動畫，然后在SolidWorks Animator界面，打開"動畫向?qū)?quot;對話框，根據(jù)提示，在"選擇動畫類型"對話框中選擇"物理模擬"，在"動畫控制選項"對話框中設置時間長度為20s，延遲時間為0s，完成減速器工作過程仿真動畫制作。
最后將所有后綴為。sldprt的實體文件，。sldasm的裝配體文件和。slddrw的工程圖文件另存成。jpg格式的圖片文件。單擊"Animator控制器"工具欄上的"錄制動畫"按鈕或依次執(zhí)行菜單"Animator" /"錄制動畫"命令，將制作的動畫保存成。avi格式文件。
2軟件界面的設計。
為達到良好的教學效果，減速器的教學軟件應操作簡單，界面友好。本軟件主要運用VB的windowsmediaplayer控件來演示減速器三維實體零件和裝配體動畫，減速器虛擬裝配，拆卸及工作過程仿真動畫，用image控件顯示二維工程圖，command控件設置操作命令按鈕，label控件顯示操作提示說明，listbox控件顯示零件名稱列表。操作時只需用鼠標單擊選擇即可。實體零件動畫演示界面。
3結語。
借助SolidWorks軟件，成功地完成一級圓柱齒輪傳動減速器的三維實體零件和裝配體建模及其二維工程，并制作了虛擬裝配，拆卸及運動仿真動畫。利用VisualBasic編程軟件，制作了減速器虛擬裝配和拆卸及運動仿真的教學軟件。將板書，教具等傳統(tǒng)的教學手段與現(xiàn)代化教學手段相結合，使課堂教學形式由單調(diào)呆板變得豐富生動，使學生對常見的機械零件有直觀的感性認識，使該課程的理論教學與實踐訓練得到了有機結合，有利于學生動手能力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。此教學軟件的設計為今后設計其他設備的虛擬仿真教學軟件打下了基礎，也為將來進一步設計計算機輔助教學軟件并出版機械設計基礎課程的電子教材奠定了基礎。
