从工况参数到可回读 SolidWorks 装配体的自动减速器设计工具。 An open engineering workflow that turns duty parameters into traceable reducer calculations, native SolidWorks models, STEP files and section drawings.
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AutoReducerDesigner 是面向 Windows 的一至三级平行轴渐开线斜齿圆柱减速器自动设计软件。它把工作机参数、V 带及带轮尺寸、传动比分配、齿轮与轴系校核、轴承和箱体预选、中性 CAD、SolidWorks 2025 原生建模、剖视工程图与交付审计串成一条可重复运行的流程。
| 你提供 | 软件输出 |
|---|---|
| 载荷、速度、滚筒、工作制度 | 可实现齿数比、功率/转速/转矩链 |
| 电机、带比、大小带轮尺寸 | 带速、包角、轴载荷和联动 CAD |
| 1/2/3 级方案范围 | 前 10 个候选、强度/轴/键/轴承/热平衡校核 |
| 生成 CAD | OBJ/STL/DXF/SVG/BOM、STEP、SLDPRT/SLDASM/SLDDRW |
| 学术验证 | 17 项分析不变量和载荷敏感性报告 |
- 从 Releases 下载
AutoReducerDesigner-1.0-win-x64.zip。 - 解压后双击
AutoReducerDesigner.exe。 - 输入工况，选择一/二/三级，按需修改带轮尺寸。
- 点击“运行全自动设计”。
桌面计算需 Python 3.10+。原生 CAD 需 SolidWorks 2025；没有 SolidWorks 时仍可生成计算报告和中性 CAD。
这个项目仍在快速迭代。欢迎提交：
- 你的真实工况与设计结果；
- 计算或 CAD 与手工结果的差异；
- 界面、模型、工程图和报告的改进建议；
- 可脱敏的错误日志、截图或复现参数。
请使用 结构化反馈模板，它会引导你提供版本、参数和复现步骤。
发布包生成后，双击：
dist\AutoReducerDesigner\AutoReducerDesigner.exe
默认工况已经填入：F=5200 N、V=1.5 m/s、D=400 mm、8 年、每年 300 天、每天 2 班、每班 8 小时。默认按 400/140 的实际带轮节径比求减速器目标传动比；也可以切换为复现课程原稿的名义比 3.0。
详细操作见 中文使用说明。
- 保留并审计原始 RAR、DOCX、PDF、DWG，建立参数来源、推断值和未决项清单。
- 对参考课程案例进行可追踪复算和回归测试，不用目标传动比替代可实现齿数比。
- 生成独立的学术方法验证报告：17 项运动学、功率、转矩、圆周力、中心距与能量链不变量复算，并给出 0.9/1.0/1.1 载荷敏感性。
- 对一级、二级、三级方案离散搜索标准模数、整数齿数、螺旋角和圆整中心距，每种级数保留前 10 个候选。
- 传播逐级功率、转速、转矩和啮合力，固定左右坐标、转向、齿向与有符号轴向力链。
- 校核参考齿面接触/齿根弯曲、轴静强度、修正 Goodman 疲劳、屈服、挠度、轴承转角、键、阶梯轴和一阶临界转速。
- 预选 NTN 302 系列圆锥滚子轴承、SKF 径向轴封、平键、端盖、V 带和 LT10 联轴器，并保留目录来源和未决供应商输入。
- 生成上下剖分箱体、轴承座、凸缘、地脚、维护接口、润滑方式、油位、油量及热平衡屏幕校核。
- 由同一 JSON 模型规格生成 OBJ、STL、单件螺旋齿轮 STL、DXF、SVG、BOM 和交付报告。
- 通过 SolidWorks 2025 API 生成原生
.SLDPRT、.SLDASM、.SLDDRW和 PDF；自动强制重建、关闭重开、检查装配坐标，并导出后重新导入 STEP 检查实体数。 - 提供中文 WinForms 桌面界面、候选方案比较、真实流程状态、进度记录和一键打开交付文件。
- 可在桌面界面修改电机转速、V 带传动比、小/大带轮节径和大带轮轮缘宽；带轮尺寸会联动计算和 CAD，不是仅修改外观。
- 提供“内部结构”入口：只读打开当前原生装配，自动隐藏上箱体与检修盖，再把可交互的 SolidWorks 会话交给用户旋转查看。
最终推荐 2S-01 两级方案：
- 实际减速器传动比：
4.741596639 - 传动比误差：
+0.027053% - 减速器输入转速：
339.5 r/min - 输出转速：
71.600354 r/min - 工作机线速度：约
1.4996 m/s - 第一级：
m=4 mm，28/61齿，中心距185 mm - 第二级：
m=4 mm，34/74齿，中心距225 mm - 基准载荷最小齿轮安全系数：
1.253；固定几何下+10%载荷为1.195
这里特意修正了原稿中的运动学混用：课程文件把 V 带写成名义传动比 3.0，但 140/400 mm 带轮的实际几何比为 400/140=2.857142857。正式工作流默认使用实际几何比。
$env:PYTHONPATH = (Resolve-Path "src").Path
python `
-m auto_reducer.workflow `
"specs\multistage_search_reference.json" `
--output-root "output\two-stage-v2" `
--stage-counts 2 `
--cad-stage-count 2 `
--belt-ratio-mode realized_pulley_geometry随后可用已编译的 SolidWorks 适配器生成原生模型：
& "cad\AutoReducer.SolidWorks\bin\Release\net8.0-windows\AutoReducer.SolidWorks.exe" `
--spec "output\two-stage-v2\cad\specs\2S-01_model_spec.json" `
--verification "output\two-stage-v2\cad\solidworks_verification.json" `
--visible falsedotnet build desktop\AutoReducer.Desktop\AutoReducer.Desktop.csproj -c Release
dotnet build cad\AutoReducer.SolidWorks\AutoReducer.SolidWorks.csproj -c Release `
-p:SolidWorksApiRedist="C:\Program Files\SOLIDWORKS Corp\SOLIDWORKS\api\redist"
powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\package_windows.ps1发布包是 net8.0-windows 框架依赖版本，需要 .NET 8 Desktop Runtime。计算引擎需要 Python 3.10 或更高版本；原生 CAD 功能需要 SolidWorks 2025。若 SolidWorks 安装在非默认位置，请通过 MSBuild 属性 SolidWorksApiRedist 指向其 api\redist 目录。运行时可通过 AUTO_REDUCER_PYTHON、AUTO_REDUCER_SOLIDWORKS_GENERATOR 和 AUTO_REDUCER_PROJECT_ROOT 指定自定义位置。
打包脚本同时生成 dist\AutoReducerDesigner-1.0-win-x64.zip，用于整体复制或归档。
$env:PYTHONPATH = "src"
python -m unittest discover -s tests -v
python tools\final_acceptance.py --release-root output\two-stage-v2 --drawing-visual-review-passed最终验收报告写入 output/two-stage-v2/acceptance/。其中包括测试、两个 .NET 项目构建、桌面端端到端自检、中性文件哈希、SolidWorks 原生文件回读、STEP 实体回读、工程图/PDF 和发布包检查。
output/two-stage-v2/
├─ design_candidates.json / .md
├─ academic_validation.json / .md
├─ workflow_manifest.json
├─ desktop_preview.png
├─ cad/
│ ├─ specs/ 统一 CAD JSON 规格
│ ├─ neutral/ OBJ、STL、齿轮 STL、DXF、STEP、内外部预览
│ ├─ reports/ SVG、BOM、审计与交付报告
│ ├─ solidworks/ SLDPRT、SLDASM、SLDDRW、PDF
│ └─ solidworks_verification.json
└─ acceptance/ 最终自动验收 JSON 与 Markdown
软件版本 1.0 表示计算、方案搜索、CAD、SolidWorks 和桌面应用流程已闭环并通过当前参考工况验收。当前可用于课程设计/毕业设计的方法验证与可追溯复算；不表示论文完整结论、实验或 FEA 验证，也不表示制造批准。
受版权保护的 GB/T 3480 / ISO 6336 正文和表格不随软件分发；当前齿轮强度是可追踪的参考方法筛选，报告持续设置 manufacturing_release_ready=false。投产前必须补齐授权标准系数及适用性判断、轴承供应商套圈公差和运行游隙/预紧、修正寿命数据、润滑剂实测参数、材料证书、箱体结构/模态有限元、完整公差链和 GD&T，并由有权工程师批准。
中性齿轮 STL 是连续扭转的渐开线可视几何；SolidWorks 原生齿轮按齿数、法向模数、螺旋角和旋向生成多轴向齿带拼接的分段螺旋齿形、轴孔和轮毂键槽，并保留完整参数属性。该实体用于方案、啮合方向和装配空间核对，不冒充滚齿或磨齿工艺生成的制造级精确齿面。
SolidWorks 原生模型还生成轴上计算键槽、带定位止口与圆周螺栓孔的端盖、带 5 条带槽和轮毂键槽的 V 带轮，以及带键槽的输出联轴器。箱体采用上下剖分式铸造结构：箱盖是一条跨越两根轴系的连续拱形壳体，箱座是带大圆角底部的稳定油池，圆形几何只保留在局部轴承凸台与端盖处，避免沿两个齿轮分别鼓包形成“8”字外形。上下壳体使用同心圆弧或等距圆角内腔保持壁厚，下部油池与完整安装底脚实体搭接，顶部仅保留检查盖所需的局部加工平台。箱体同时包含剖分法兰、轴承凸台与座孔、连接/地脚孔、随轮廓收短的加强筋、圆角矩形检查口与检查盖、通气/油位/放油接口和带孔吊耳。A3 工程图除装配主视、俯视、右视和等轴测外，还放置小齿轮与大齿轮细节视图。