ug鏈傳動仿真2024年

Ug鏈傳動仿真本文應用NX軟件對鏈傳動進行三維建模，并將多個鏈節(jié)快速而精確地虛擬裝配，在運動分析模塊中對鏈傳動進行動力學仿真分析，將仿真結(jié)果以動畫和圖表的形式表現(xiàn)出來，可精確、快速地完成鏈傳動的設計，加快產(chǎn)品開發(fā)的速度。一、引言鏈傳動是以鏈條為中間撓性件的嚙合傳動機構(gòu)，它是一個復雜的多自由度的機構(gòu)。鏈傳動具有平均傳動比準確、無滑動、結(jié)構(gòu)緊湊及可進行遠距離傳動等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)、工程、運輸、采礦和治金等各種機械傳動中被廣泛應用。由于鏈傳動的零件小而多，嚙合運動過程復雜，在計算機上用三維軟件實現(xiàn)運動仿真難度較大。真實地反映運動規(guī)律和對運動規(guī)律進行分析，是實現(xiàn)鏈傳動動力學仿真的關鍵。NX是CAD/CAM/CAE一體化三維軟件，可利用NX運動仿真模塊進行鏈傳動的動力學分析：基于運動副和3D接觸等功能，真實實現(xiàn)鏈傳動的運動模擬，并分析運動部件的速度、加速度和受力情況等，從而預知所設計的傳動機構(gòu)是否滿足要求，保證鏈傳動的可靠性。運用NX進行機構(gòu)的虛擬裝配及動力學仿真的流程如下：建立三維模型→虛擬裝配→啟動運動仿真模塊→定義連桿→建立連桿之間的連接(含運動副、連接器、傳動副及約束等)→創(chuàng)建標記(含標記、傳感器及智能點)→建立驅(qū)動和負載(含力和扭矩)→創(chuàng)建解算方案→解算→運動分析。二、鏈傳動三維建模及虛擬裝配1.用NX對各零部件進行三維建模并繪制安裝軌跡線鏈傳動的設計先根據(jù)傳遞的功率選擇鏈傳動類型，通過計算確定主動鏈輪的齒數(shù)、從動鏈輪的齒數(shù)、中心距、鏈條節(jié)距及鏈條節(jié)數(shù)等參數(shù)。這里選擇滾子鏈的鏈節(jié)型號為06B，節(jié)距為9.525mm，為了分析方便，選取主動鏈輪齒數(shù)Z1為6，從動鏈輪齒數(shù)Z2為10。在NX的建模模塊中按照鏈傳動的實際參數(shù)，設計內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)三維模型，如圖1所示;設計主動鏈輪和從動鏈輪的三維模型，如圖2所示;繪制鏈條的安裝軌跡線，注意安裝軌跡必須由直線段組成，其長度為鏈條節(jié)距的倍數(shù)，再繪制機架，如圖3所示。2.鏈傳動快速虛擬裝配首先新建一個裝配文件，然后用“添加組件”工具進行零件的裝配。將鏈條的安裝軌跡曲線以“絕對原點”方式將其固定，再分別添加內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)組件，并用“接觸對齊”的約束方式將一個內(nèi)鏈節(jié)和一個外鏈節(jié)安裝到軌跡曲線上，完成大小鏈輪的安裝和定位，如圖4所示。用“wave幾何鏈接器”工具將裝配中的所有組件復制到工作部件(鏈接體或鏈接曲線)，并將所有組件隱藏，保留鏈接體或鏈接曲線的顯示。單擊“對特征形成圖樣”工具，在出現(xiàn)的對話框中選擇內(nèi)鏈節(jié)(鏈接體)作為形成圖樣的特征，用“沿曲線”的方式進行陣列，選擇安裝軌跡曲線為陣列路徑，陣列的數(shù)量為9，陣列的間距為2×9.525mm，完成全部內(nèi)鏈節(jié)的安裝，如圖5所示。用同樣的方法完成全部外鏈節(jié)的安裝，最后完成鏈條的總體裝配，如圖6所示。三、鏈傳動的運動仿真及動力學分析完成鏈傳動的總體裝配之后，在運動仿真模塊中可以對鏈傳動進行運動仿真和動力學分析，驗證其運動的正確性，檢查零件的運動軌跡和運動干涉，分析活動構(gòu)件的位移、速度、加速度、作用力及力矩等參數(shù)。1.啟動運動仿真模塊首先進入運動仿真模塊，在“運動導航器”內(nèi)新建仿真文件motion_1，將運動分析類型設置為“動力學”，如圖7所示。2.定義連桿為了準確地模擬鏈傳動的真實運動情況，在進行動力學仿真時，要根據(jù)情況將沒有相對運動的一組零件定義為一個連桿。定義不能移動的機架為固定連桿L001、主動鏈輪為連桿L002、從動鏈輪為連桿L003、9個內(nèi)鏈節(jié)分別為連桿L004~L012、9個外鏈節(jié)分別為連桿L013~L021，如圖8所示。執(zhí)行“工具”菜單中的“材料屬性”命令為各零件指派材料，如圖9所示。3.定義運動副及運動驅(qū)動運動副是將兩個相鄰的構(gòu)件(連桿)聯(lián)接起來形成可動連接，使兩構(gòu)件(連桿)既相互接觸又能作相對運動。定義主動鏈輪與機架的轉(zhuǎn)動副J001、定義從動鏈輪與機架的轉(zhuǎn)動副J002、定義內(nèi)鏈節(jié)與外鏈節(jié)的連接為轉(zhuǎn)動副J003~J020，如圖10所示。編輯主動鏈輪與機架的轉(zhuǎn)動副J001，將主動鏈輪的旋轉(zhuǎn)方式設為“恒定”，初始速度設為360°/s，如圖11所示。4.定義3D接觸和阻尼器在鏈傳動中，鏈節(jié)與鏈輪的相對運動會發(fā)生碰撞，它們的嚙合不能用通常的運動副，而要用3D接觸進行聯(lián)接。在NX運動仿真中，如果沒有定義接觸單元，連桿之間發(fā)生碰撞時不會反彈而是直接相互滲透，不能反映真實的相對運動。這種兩連桿的接觸，在NX中用2D接觸或3D接觸來完成，只是解算的時間比較長。定義9個內(nèi)鏈節(jié)分別與主動鏈輪的連接方式為3D接觸G001~G009，再定義9個內(nèi)鏈節(jié)分別與從動鏈輪的連接方式為3D接觸G010~G018，如圖12所示。因鏈傳動有負載和摩擦力，從動鏈輪被驅(qū)動時有一定的阻力，為了反映鏈傳動的真實情況，在從動鏈輪旋轉(zhuǎn)副上添加一個阻尼器，數(shù)值設為100，如圖13所示。5.創(chuàng)建解算方案進行解算創(chuàng)建一個解算方案進行機構(gòu)動力學分析，執(zhí)行“解算方案”命令，仿真時間設置為1s，步數(shù)設置為2000步，設置重力方向為鏈條下垂的方向，使用系統(tǒng)默認的求解器進行解算，如圖14所示。注意：由于有多個3D接觸存在，解算時間比較長，可適當調(diào)整解算誤差和步長等，加快解算過程。一般有3D接觸的解算步長應為時間的1000倍以上，否則仿真會失真。6.鏈傳動的運動仿真和運動分析解算完成后打開“動畫”對話框執(zhí)行基于時間或步數(shù)的運動仿真，查看系統(tǒng)模擬機構(gòu)運動的全過程。運行后處理功能，很容易得到所關心的輸出結(jié)果，可用“電子表格”或“圖表”的形式輸出機構(gòu)中關鍵部件的位移、運動干涉以及速度、加速度等運動情況。如點擊“生成圖表”命令，運動對象分別選擇主動鏈輪的旋轉(zhuǎn)副和從動鏈輪的旋轉(zhuǎn)副，Y軸定義角速度，X軸定義時間，則生成主動鏈輪和從動鏈輪的角速度曲線，如圖15所示。鏈傳動的多邊形效應使從動鏈輪的角速度呈周期性變化，由于零件的碰撞和振動，從動鏈輪的角速度跳動比較大，真實地反映了鏈傳動的運動規(guī)律。四、結(jié)語利用NX三維軟件快速而精確地完成鏈傳動的三維建模和虛擬裝配，在運動分析模塊中真實地實