基于RecurDyn平带传动的动态仿真

Ｓ Ｅ （ Ｉ ０ １５０ １５０ ， 该 驱 动添 加 在 主 Ｔ Ｐ ＴＭＥ，．３ ，，． ，） 将
动 轮 的转 动副 上．
４ 求 解 及 结 果 查 看
设定仿真时间为 １５Ｓ仿真步数 为 １０步 ， ． ， ０ 得
到 主动 轮和从 动 轮 角 速 度 （ ３ 与 角 加 速 度 曲线 图 ） （ ４ ． 速度 、 速 度 对 比曲线 可 以看 出在 启 动 图 ）从 加
点 方 向的 位 移 随 着 时 间 的 推 移 逐 渐 从 右 向左 ，
图 ７ 带 张 力 图
最 后达 到负 的最 大位 移 值 ， 即运 动 到 最左 边 ， 后 然 又 从左 向右 运动 ， 到 正 的最 大 位 移 ， 成一 个周 达 完
期 ； 带在 ，方 向的 位移 与 方 向 的位 移 基 本 相 平 ， 似， ｔ 从 ：０时开始 ， ｙ方 向位移从 上 到 下 到达 最低
由于带 轮 两边 的拉 力差 及 其 相 应 的变 形 差 形 成 弹 性滑 动 ， 致带 与从 动 带 轮 的 速度 损 失 ， 在 运行 导 带
厚度 １ ２ｍ 带 厚 ８ｍｍ， 宽 ８ ｍ， 动轮转 速 １ ｍ， 带 ０ｍ 主
ｎ＝ ４ ／ ｉ， 材 料 为橡 胶 ， 刚 度 、 ５０ｒｍｎ 带 其 阻尼 、 擦 摩
１Ｏ ． Ｏ ｏ ０ ６ ～ ０． ０ ０ ０１ —０． ６ ． ０ ０２ ． ０
收 稿 日期 ：０ ２０ －１ ２ １ －７１
作者简介 ： 孙希杰（ ９ ３） 男 ， １ ６ － ， 山东莱州人 ， 工程师
第 ５期
孙希杰等 ： 于 Ｒ ｃｒｙ 基 ｅｕＤ ｎ平带传 动的动态仿真
动 曲线是 很平 滑 的 曲线 ， 从动 轮是 通过平 带 与带 而
和从动轮都简化为一个圆柱体 ， １１比例建立仿 按 ：
真模型， 建立 的几 何模 型 如 图 ２ 然后 将模 型 在 Ｒ — ． ｅ ｃｒｙ 面 中施 加 约束 ， 主动 轮 、 动 轮处 施 加 ｕＤ ｎ界 在 从
旋 转 副 ， 带 和带轮 之 间添加 磨擦 力 的 同时设 定带 在
对 平带 的仿真 分析 中建 立 带 的柔 性 体模 型相 当关
键， 有正 确 的仿 真 模 型 才有 精 确 的仿 真结 果 ， 文 本
运 用 Ｒ ｃｒｙ 件对传 动带 运动 过程 进行 了动态 ｅｕＤ ｎ软 特性 的仿真分 析 ， 过 仿 真分 析 ， 到 传 动 带在 运 通 得
动过程 中主动 、 动 轮 的角速 度 和角 加 速 度 曲线 ； 从 以及传 动平 带 的速度 、 移 、 位 加速度 和 动张力 曲线 ，
设 计 、 确 计算 提 供 了一 种 科 学 的 方 法 和 理 论 依 精
据 ， 而有助 于对平 带 动态特 性进 行深 入研究 ． 从
参考 文献 ：
１ － Ｈ 日２Ｏ－１ 一 附 Ｊ＊－ Ｍ Ｆ ｌＩ Ｉ Ｆ
ｎ（ ｗ 一 Ｐ 』Ｙ ・ 日ｅ ０ Ｊ 一 岫 一 ｚ・ 蛐蜊 ２ｍ哪 ∞ Ｆ ” 帅 ｒ ｌ
轮之 间 的摩擦 力进 行运 动 ， 在启 动加 速过程 中传动
带受 到应 力波 的 波动做 变加 速运 动 ， 造成 了从 动轮
轮 和带 的接 触力 及 张 力 参 数 ． 仿 真 系 统 中 ， 标 在 坐 原 点设 在 系统 中 心 ， 目的是 保 证 系 统 静 平 衡 ， 其
轴 正 向 向右 ， ｙ方 向 正 向 向上 ， 标 系 按 右 手 规 则 坐 定义 ， 右边 的带轮 为主 动轮 ＿ ． ３ ｊ
３ 长风信息集 团， ． 甘肃
兰州
７０ ７ ） ３ ０ ０
摘要 ： 用 Ｒ ｃｒ ｙ 运 ｅｕＤ ｎ软 件对传 动 带进行 动 态仿 真 ， 通过仿 真 分析 ， 到 主动 、 动轮 在 运 动过 程 中 得 从 的角速度 和 角加速 度 曲线 ； 以及 传 动平 带的速 度 、 移 、 速 度 和 动 张力 曲 线 ， 以后 传 动平 带 的 位 加 为
度 曲线公 式 为
： ｒ 、
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～
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（ ＝ １ ｃ 予） （一。 ． ） ｓ
式 中 ， 传动 带 稳定 运 行 时 的 速度 （ ｓ ， 为 ｍ／） Ｔ 为传 动带 总加 速 时间 （ ） Ｓ． 在 Ｒ ｃｒｙ 件 中 ， 编 写 驱 动 角 速 度 方 程 ｅｕｄｎ软 用
大到最大值 ２５２ｍ ／ ， １ ｍ ｓ然后 速度在其值上下波
动， 平带 ｙ方 向分 速度 比 方 向分 速 度 波动 显著 ， ｚ方 向无 速度 波动 ． 度 的波动是 由于带 的粘 弹特 速 性、 重力 及张 力等 的 因素 造 成 ， 带 本 身产 生 了松 使 弛变 形现 象 ， 速度 的不 同显 示 了平带 由于粘 性特 性
・ ７・ ３
２ 虚 拟 样 机 的建 立
该 建模 环境 除考 虑 重 力 外 ， 考 虑 了张 力 、 还 摩
擦力 、 弹性模 量 、 阻尼 对 整个 系统 的影 响． 主 动轮 将
阶段 ， 动轮 的运 动 有 一 定 的滞 后 损 失 ． 从 这是 由于 传 动 带在 启动 过程 产生 反复 伸缩 ， 力波在 传 动带 应 中传 播从 主动 轮传 播 到从 动轮需 要一 定 的时 问 ， 导 致从 动轮 运动 滞后 于 主动 轮运 动 ， 下来 速度 不 断 接 增大 ， 由于主 动轮 按 照 给 定 的 角 速度 方 程 启 动 ， 运
系数 等参数 如 图 １以及 材料 的阻尼 系数如 表 １ ．
中会 产生 反复伸 缩 ， 别是 在带 轮上 的挠 曲会使 带 特 体 内部产 生摩擦 引起 滞后 现象 ， 因此 传动带 设计 中
带 的动态 特性 至关 重 要 ， 括 带 的参 数 选 取 、 率 包 功 损失、 平稳 工作 、 用寿命 、 济可行 、 使 经 安全 可靠 等．
的运 动 曲线有 一 定 的 波 动． 动结 束 后 ， 动轮 始 启 从 终存 在微 小振 动 ．
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图 ２ 样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机 模 型
３ 施 加 载 荷
在 完成 上述 建模 工 作后 ， 主动 轮 的旋转 副施 对
图 ６是 带质 心 、 Ｉ Ｚ方 向的 位移 图 ， 坐 标 、， 、 横
为 时间 ， 坐标 为位 移 ， ＝ 纵 ｔ ０时 ， 由于带 张 紧 ， 和 带 带 轮的接 触 面之 间产 生压 力 ， 摩擦 力 的作 用 下带 在 将 和带 轮 进 入接 触 ， 仿 真 开始 ， ｔ ０时 ， 触 在 既 ＝ 接
・
３ ８・
兰 州 工 业 高 等 专 科 学 校 学 报
第１ ９卷
产生 的伸 缩效 应存 在 ， 与实 际情况 相符 这
一 州 Ｆ ｔ２忡 呐 ） 一 Ｍ ｔ Ｆ ２‘ 一 ）一 ｗ
一
时 ， 中总 张力迅 速增 大 ， 后 又反 向减 小 ， 带 然 这是 由 带与带 轮之 问 的作 用力 与 反作用 力 引起 的 ， 接着 张 力又从 反 向增大 到正 向最 大值 ， 后在 正 向最大 值 最 处上下 波动 ， 平带 张力 曲线 中 有很 多 波 动 现 象 ， 这 也正好 说 明 了动 张力要 在带 中沿 带叠 加和传 播 ， 从 而 引起 带 中张力 的波 动．
的方 法来 实 现启动 角 速度 的加 载 ， 中角 速 度方程 其
定 义 为 （ ）：Ｓ Ｅ ＴＭＥ， ， ０ １５， 盯）＋ ｔ Ｔ Ｐ（ Ｉ ０ ０， ． ３ ５
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Ｖ ＼ Ｖ 、 一＼ Ｖ 一 ． ，
设 计 、 确计 算提供 了一种科 学 的方 法和理论依 据 ． 精
关键 词 ： ｅｕＤ ｎ 平 带 ； 态； 真 Ｒ ｃｒ ｙ ； 动 仿
中图分 类号 ：Ｈ１ ２ ４ Ｔ ３ ．５ 文献 标 志码 ： Ａ
Ｏ 引言
平 带是 柔性 体 ， 动态 过程 中 ， 在 带存 在非 稳定 、 动张力 传播 以及 纵 、 向振 动等现 象 ， 横 带在 工作 时 ，
点， 即达 到负 的最 大值 ， 然后 开始 向正 方 向运 动 ， 从 质心 位移 曲线可 以看 出 ， 们位 移 是 周 期 变化 ， 它 这 说 明模 型中平带 在 绕 带 轮转 动 并 在 两个 带 轮 之 间 做 周期性 移动 』 ．
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一
度、 加速度 、 磨擦力等参数 ， 因而为以后传动平带的
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图 ４ 主 动 、 动 带 轮 角 加 速 度 从
图 ５是 平带 的质 心 、 Ｘ方 向 、， 向 、 ｌ方 Ｚ方 向 的 速度 图 ， 坐标 为 时 间 ， 坐标 为 速 度 ， 加 驱 动 横 纵 施
后 ， 带与 主动 轮 在 张力 的作 用 下 接触 ， 平 平带 在 摩 擦力 作 用下 运动 ， 从带 速 变化 曲线 中可 以明显地 看 到启 动 过程 中传 动带 的波 动情 况 ， 心速度 逐渐增 质
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图 ３ 主 动 、 动 带 轮 角 速 度 从
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加驱动 ， 由于传动带是柔性体 ， 因此在传动带启动
过 程 中需要 避免 传 动 带 张 力 产 生 的振 动 和过 大 的
动 张力 ， 以使 传 动 带 的 带 、 动轮 、 动 轮 、 架 等 主 从 机 受 到较 小 的冲击 载 荷 ， 而提 高 设 备 的使 用 寿命 ． 从 该 仿真 采用 ＨＡ Ｒ ＳＯ Ｒ ＩＩＮ法 作 为 启 动 方 法 ］其 速 ，
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５ 结 语
在 Ｒ ｃｒｙ ｅｕＤ ｎ软件 中建 立传 动带 虚拟 样机 的模 型 ， 全面 了解平 带 传 动 过 程 中 的动 态 特 性 ， 且 可 并 通过 实体模 型 的运 动 可方 便 直 观 地 观察 到系 统 的
运动 情况 ， 同时可 以得 到系 统 的 动 态参 数 ， 主动 如 轮 、 动 轮 的 角 速 度 和 角 加 速 度 ； 带 的位 移 、 从 平 速
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图 ５ 平 带速 度 曲 线
第 １ ９卷 第 ５期 ２１ ０ ２年 １ ０月 文 章 编 号 ：０ ９— ２９ ２ １ ）５—０３ ０ １０ ２ ６ （０ ２ ０ ０６— ５
兰 州 工 业 高 等 专 科 学 校 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｚ ｏ ｏｙ ｅ ｈ ｉ ｏｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｆＬ ｎ ｈ ｕ Ｐ ｌｔ ｃ ｎ ｃ Ｃ ｌ ｅ ｅ
因此 为 以后 传动 平带 的设计 、 精确 计算 提供 了一种
科学 的方 法和理 论依据 ¨ ．
图 ｌ 材 料 参 数
表 １ 材 料 的 阻尼 系数
１ 问题 描 述
仿真分 析 中平带 传动模 型 的主要 参数 ： 主动 轮
直径 ３ ０ ｍ 厚 度 １２ ｍ 从 动 轮直 径 １０ ｍ ２ ｍ， １ ｍ， ６ ｍ，
Ｖｏ１ １ Ｎｏ ５ ．９ ． ０ｃ ． ｔ２０１ ２
基 于 Ｒ ｃ ｒｙ ｅ ｕＤ ｎ平 带传 动 的动 态 仿 真
孙 希 杰 ，张 健 王 颖。 ，
（． 肃省核地质二一三大 队 ， 肃 １甘 甘 天水 ７ １２ ； ． 节 工 业 学 校 ， 州 ４００ ２毕 贵 毕节 ５ １０ ５ ７０；