工業通用減速機造型設計

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1減速機造型設計

品牌特征是根據企業文化內涵，通過不同的文法表現的形式，其中結合了人對物的理解和對美的認知。相同風格特征的產品在造型上給人的感知意象也是相似的。產品造型風格特征有顯性和隱性之分。形態、色彩、材質、部件及其構成法則等是顯性的，可通過設計的方法加以表述；而意象感知、情感體驗、品牌內涵等則是隱性的，是人們對產品的綜合感性認知。

1．1品牌文化元素

減速機的箱體通常采用灰鑄鐵制造，壁厚要滿足剛度、強度及工藝要求。綜合考慮減速機產品的結構特點和企業文化，將減速機產品的文化主題確定為“專業、精良、剛毅”。中國是鐘的王國，大鐘、編鐘是中華民族傳統文化的載體之一，編鐘是中華文明所創造的輝煌，而大鐘外形簡潔、流暢，其鑄造技術是古代鑄造史上的頂峰。因此，提取大鐘簡潔、流暢、渾厚、飽滿的元素，抽象為減速機的整體造型意象元素。

1．2概念設計

1．2．1主體特征

減速機的主體特征包括外觀與色彩。考慮到TR系列減速機基本形態及大鐘原型的特點，采用整體特征模仿的設計方法，將減速機產品的主視圖（即輸出軸所在平面）定為特征元素主視面，以展現減速機主體造型特征元素。特征線影響著消費者對產品的認知，可利用特征線實現減速機產品的外觀造型。將TR系列減速機主視圖中的整體輪廓線作為特征線，在不改變內部結構的前提下，通過有目的地改變特征線的形態，將大鐘元素融入減速機造型設計，構建產品的主體特征。運用Pro/E軟件進行TR系列減速機外觀主體特征的概念方案設計，如圖4所示。采用模糊評價法，運用問卷調查等方式進行篩選與評估，確定圖4d為減速器造型主體特征的優選方案。

1．2．2通用特征

減速機通用特征包括標識、材質、蓋板、通氣帽、吊環、螺栓、封蓋等，標志依據企業規范，材質選用鑄鐵。通氣帽、吊環、螺栓、封蓋等按整體特征風格需要選用標準件或自制件。蓋板用來密封箱體，要求連接的強度與密封性，在運輸與工作中，不能出現漏油等現象。回紋圖案整齊、綿延豐富，是中國傳統吉祥圖案及紋樣，也是祝福、祝壽、祝愿國運珍貴禮品的美好飾紋，如圖5所示。將回紋與企業文化結合，在蓋板上構成傳統文化“回紋”圖樣，以表現企業文化特征，如圖6所示。地腳要滿足強度、剛度要求，可根據客戶需求進行不同面的安裝。地腳的概念設計方案如圖7所示。

1．3最終方案造型設計

將減速機、主體特征、通用特征的概念設計方案融入到整體造型中，運用Pro/E軟件進行三維造型設計，結果如圖9所示。減速機通常由盤類、軸類、緊固類、墊圈類等多種零件組成。部分零部件是通用的標準件，在計算機輔助三維建模階段，通常會采用自頂而下（Top-down）的開發方法，利用Pro/E軟件，結合導入的視圖作為建模草圖，展開外觀和零部件細節的三維設計，并通過虛擬裝配和虛擬人機評價進行檢查，對整體造型特征概念設計不合理的地方進行完善。Pro/E軟件通過插件與Camera4D渲染軟件無縫銜接，可為數字模型添加材質、燈光、紋理、貼圖等內容，產生最終的效果，如圖10所示。

2箱體有限元分析

為了驗證箱體是否能夠符合工程實際要求，需對其進行性能分析，通過有限元分析可直觀地看到箱體設計的薄弱部分，便于改進設計方案，增加箱體的剛度，如圖11所示。

3結論

從大鐘文化中提取出大鐘元素，通過對減速機整體輪廓特征線進行再創造，使其具有企業品牌文化內涵，為樹立品牌形象、提高國際市場競爭力進行了有益地探索。此外，探討了將品牌文化主題融于產品造型的方法，該方法以品牌內涵為核心，以特征造型設計為手段，以“確定造型意象元素—造型概念設計—整體造型設計—有限元分析”為設計流程，在減速機產品的設計開發中具有一定的實踐價值。

作者：付曉莉孫許方陳芳單位：中原工學院機電工程學院