工業(yè)通用減速機(jī)造型設(shè)計(jì)

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1減速機(jī)造型設(shè)計(jì)

品牌特征是根據(jù)企業(yè)文化內(nèi)涵，通過不同的文法表現(xiàn)的形式，其中結(jié)合了人對(duì)物的理解和對(duì)美的認(rèn)知。相同風(fēng)格特征的產(chǎn)品在造型上給人的感知意象也是相似的。產(chǎn)品造型風(fēng)格特征有顯性和隱性之分。形態(tài)、色彩、材質(zhì)、部件及其構(gòu)成法則等是顯性的，可通過設(shè)計(jì)的方法加以表述；而意象感知、情感體驗(yàn)、品牌內(nèi)涵等則是隱性的，是人們對(duì)產(chǎn)品的綜合感性認(rèn)知。

1．1品牌文化元素

減速機(jī)的箱體通常采用灰鑄鐵制造，壁厚要滿足剛度、強(qiáng)度及工藝要求。綜合考慮減速機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和企業(yè)文化，將減速機(jī)產(chǎn)品的文化主題確定為“專業(yè)、精良、剛毅”。中國是鐘的王國，大鐘、編鐘是中華民族傳統(tǒng)文化的載體之一，編鐘是中華文明所創(chuàng)造的輝煌，而大鐘外形簡潔、流暢，其鑄造技術(shù)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(jī)的整體造型意象元素。

1．2概念設(shè)計(jì)

1．2．1主體特征

減速機(jī)的主體特征包括外觀與色彩。考慮到TR系列減速機(jī)基本形態(tài)及大鐘原型的特點(diǎn)，采用整體特征模仿的設(shè)計(jì)方法，將減速機(jī)產(chǎn)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(xiàn)減速機(jī)主體造型特征元素。特征線影響著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知，可利用特征線實(shí)現(xiàn)減速機(jī)產(chǎn)品的外觀造型。將TR系列減速機(jī)主視圖中的整體輪廓線作為特征線，在不改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下，通過有目的地改變特征線的形態(tài)，將大鐘元素融入減速機(jī)造型設(shè)計(jì)，構(gòu)建產(chǎn)品的主體特征。運(yùn)用Pro/E軟件進(jìn)行TR系列減速機(jī)外觀主體特征的概念方案設(shè)計(jì)，如圖4所示。采用模糊評(píng)價(jià)法，運(yùn)用問卷調(diào)查等方式進(jìn)行篩選與評(píng)估，確定圖4d為減速器造型主體特征的優(yōu)選方案。

1．2．2通用特征

減速機(jī)通用特征包括標(biāo)識(shí)、材質(zhì)、蓋板、通氣帽、吊環(huán)、螺栓、封蓋等，標(biāo)志依據(jù)企業(yè)規(guī)范，材質(zhì)選用鑄鐵。通氣帽、吊環(huán)、螺栓、封蓋等按整體特征風(fēng)格需要選用標(biāo)準(zhǔn)件或自制件。蓋板用來密封箱體，要求連接的強(qiáng)度與密封性，在運(yùn)輸與工作中，不能出現(xiàn)漏油等現(xiàn)象。回紋圖案整齊、綿延豐富，是中國傳統(tǒng)吉祥圖案及紋樣，也是祝福、祝壽、祝愿國運(yùn)珍貴禮品的美好飾紋，如圖5所示。將回紋與企業(yè)文化結(jié)合，在蓋板上構(gòu)成傳統(tǒng)文化“回紋”圖樣，以表現(xiàn)企業(yè)文化特征，如圖6所示。地腳要滿足強(qiáng)度、剛度要求，可根據(jù)客戶需求進(jìn)行不同面的安裝。地腳的概念設(shè)計(jì)方案如圖7所示。

1．3最終方案造型設(shè)計(jì)

將減速機(jī)、主體特征、通用特征的概念設(shè)計(jì)方案融入到整體造型中，運(yùn)用Pro/E軟件進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，結(jié)果如圖9所示。減速機(jī)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(biāo)準(zhǔn)件，在計(jì)算機(jī)輔助三維建模階段，通常會(huì)采用自頂而下（Top-down）的開發(fā)方法，利用Pro/E軟件，結(jié)合導(dǎo)入的視圖作為建模草圖，展開外觀和零部件細(xì)節(jié)的三維設(shè)計(jì)，并通過虛擬裝配和虛擬人機(jī)評(píng)價(jià)進(jìn)行檢查，對(duì)整體造型特征概念設(shè)計(jì)不合理的地方進(jìn)行完善。Pro/E軟件通過插件與Camera4D渲染軟件無縫銜接，可為數(shù)字模型添加材質(zhì)、燈光、紋理、貼圖等內(nèi)容，產(chǎn)生最終的效果，如圖10所示。

2箱體有限元分析

為了驗(yàn)證箱體是否能夠符合工程實(shí)際要求，需對(duì)其進(jìn)行性能分析，通過有限元分析可直觀地看到箱體設(shè)計(jì)的薄弱部分，便于改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，增加箱體的剛度，如圖11所示。

3結(jié)論

從大鐘文化中提取出大鐘元素，通過對(duì)減速機(jī)整體輪廓特征線進(jìn)行再創(chuàng)造，使其具有企業(yè)品牌文化內(nèi)涵，為樹立品牌形象、提高國際市場(chǎng)競(jìng)爭力進(jìn)行了有益地探索。此外，探討了將品牌文化主題融于產(chǎn)品造型的方法，該方法以品牌內(nèi)涵為核心，以特征造型設(shè)計(jì)為手段，以“確定造型意象元素—造型概念設(shè)計(jì)—整體造型設(shè)計(jì)—有限元分析”為設(shè)計(jì)流程，在減速機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中具有一定的實(shí)踐價(jià)值。

作者：付曉莉?qū)O許方陳芳單位：中原工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院