工业通用减速机造型设计

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1减速机造型设计

品牌特征是根据企业文化内涵，通过不同的文法表现的形式，其中结合了人对物的理解和对美的认知。相同风格特征的产品在造型上给人的感知意象也是相似的。产品造型风格特征有显性和隐性之分。形态、色彩、材质、部件及其构成法则等是显性的，可通过设计的方法加以表述；而意象感知、情感体验、品牌内涵等则是隐性的，是人们对产品的综合感性认知。

1．1品牌文化元素

减速机的箱体通常采用灰铸铁制造，壁厚要满足刚度、强度及工艺要求。综合考虑减速机产品的结构特点和企业文化，将减速机产品的文化主题确定为“专业、精良、刚毅”。中国是钟的王国，大钟、编钟是中华民族传统文化的载体之一，编钟是中华文明所创造的辉煌，而大钟外形简洁、流畅，其铸造技术是古代铸造史上的顶峰。因此，提取大钟简洁、流畅、浑厚、饱满的元素，抽象为减速机的整体造型意象元素。

1．2概念设计

1．2．1主体特征

减速机的主体特征包括外观与色彩。考虑到TR系列减速机基本形态及大钟原型的特点，采用整体特征模仿的设计方法，将减速机产品的主视图（即输出轴所在平面）定为特征元素主视面，以展现减速机主体造型特征元素。特征线影响着消费者对产品的认知，可利用特征线实现减速机产品的外观造型。将TR系列减速机主视图中的整体轮廓线作为特征线，在不改变内部结构的前提下，通过有目的地改变特征线的形态，将大钟元素融入减速机造型设计，构建产品的主体特征。运用Pro/E软件进行TR系列减速机外观主体特征的概念方案设计，如图4所示。采用模糊评价法，运用问卷调查等方式进行筛选与评估，确定图4d为减速器造型主体特征的优选方案。

1．2．2通用特征

减速机通用特征包括标识、材质、盖板、通气帽、吊环、螺栓、封盖等，标志依据企业规范，材质选用铸铁。通气帽、吊环、螺栓、封盖等按整体特征风格需要选用标准件或自制件。盖板用来密封箱体，要求连接的强度与密封性，在运输与工作中，不能出现漏油等现象。回纹图案整齐、绵延丰富，是中国传统吉祥图案及纹样，也是祝福、祝寿、祝愿国运珍贵礼品的美好饰纹，如图5所示。将回纹与企业文化结合，在盖板上构成传统文化“回纹”图样，以表现企业文化特征，如图6所示。地脚要满足强度、刚度要求，可根据客户需求进行不同面的安装。地脚的概念设计方案如图7所示。

1．3最终方案造型设计

将减速机、主体特征、通用特征的概念设计方案融入到整体造型中，运用Pro/E软件进行三维造型设计，结果如图9所示。减速机通常由盘类、轴类、紧固类、垫圈类等多种零件组成。部分零部件是通用的标准件，在计算机辅助三维建模阶段，通常会采用自顶而下（Top-down）的开发方法，利用Pro/E软件，结合导入的视图作为建模草图，展开外观和零部件细节的三维设计，并通过虚拟装配和虚拟人机评价进行检查，对整体造型特征概念设计不合理的地方进行完善。Pro/E软件通过插件与Camera4D渲染软件无缝衔接，可为数字模型添加材质、灯光、纹理、贴图等内容，产生最终的效果，如图10所示。

2箱体有限元分析

为了验证箱体是否能够符合工程实际要求，需对其进行性能分析，通过有限元分析可直观地看到箱体设计的薄弱部分，便于改进设计方案，增加箱体的刚度，如图11所示。

3结论

从大钟文化中提取出大钟元素，通过对减速机整体轮廓特征线进行再创造，使其具有企业品牌文化内涵，为树立品牌形象、提高国际市场竞争力进行了有益地探索。此外，探讨了将品牌文化主题融于产品造型的方法，该方法以品牌内涵为核心，以特征造型设计为手段，以“确定造型意象元素—造型概念设计—整体造型设计—有限元分析”为设计流程，在减速机产品的设计开发中具有一定的实践价值。

作者：付晓莉孙许方陈芳单位：中原工学院机电工程学院