SolidWorks 巧用“曲线驱动的阵列”功能实现链条快速建模

巧用“曲线驱动的阵列”功能实现链条快速建模

链传动结构紧凑；没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力小，可减少轴承的摩擦损失；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作；广泛用于交通运输、农业、轻工、矿山、石油化工和机床工业。

三维摸型是现代机械产品设计、制造、装配、仿真等一切工作的基础。SolidWorks中链条的三维造型是实现链传动建模的难点，长期以来得到了广泛的关注。目前，只有袁彬等人提出了导入全部链节进行装配的链条建模方法。这一方法让链条装配得十分美观，为以后设计链传动打下了坚实的基础。但是，这种方法得到的链条装配关系很复杂，要求计算机具有较高的硬件配置，且操作繁琐，容易出现装配关系过定义等出错的情况。

本文根据多年使用SolidWorks建模的经验，提出了建立一个链节单元，在零件编辑环境中利用“曲线驱动的阵列”功能，实现链条快速建模的方法。

1 链节建模

滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。为简化建模过程，本文的链节仅由1个内链节与2个外链节组成。可得到内、外链节的各部分尺寸，在SolidWorks2010中分别进行建模，然后进行装配，即可以得到一个20A型链节装配体(如图1所示)。

图1 链节装配体

2 轨迹建模

在链节装配体中，新建立一轨迹零件，这是链条运动的轨迹。首先，根据实际传动参数绘制草图，取小链轮齿数17、大链轮齿数38、初定中心距800。然后，使用“套合样条曲线”功能，将4个线段套合成1个样条曲线。最后，进行“曲面拉伸”得到如图2所示的轨迹零件。

图2 轨迹零件

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3 配合链节与轨迹

如图3所示，作内链节与外链节零件中绘制3个点的点草图。然后，设定链节与轨迹零件的4个配合(3个点与轨迹的重合配合，1个内链节对称面与轨迹对称面的重合配合)，使得链节可沿着既定的轨迹进行移动，保存链节装配体。

图3 链节与轨迹的配合

4 利用“曲线驱动的阵列”功能生成链条

方法1：链节在圆弧处，阵列得到整个链条。

打开链节装配体，拖动链节至小圆弧或大圆弧端点处，另存为链条，选择零件为文件类型。打开链条零件，利用”曲线驱动的阵列”功能，选择阵列的实体、方向，输入阵列的距离，即可生成整个链条。

方法2：链节在直线处，阵列得到整个链条。

打开链节装配体，拖动链节至直线端点处，另存为链条，选择零件为文件类刑。打开链条零件、利用“曲线驱动的阵列”功能，生成整个链条。

方法3：分段阵列，装配得到整个链条。

a.打开链节装配体，拖动链节至小圆弧端点处，另存为链条小圆弧，选择零件为文件类型。打开链条小圆弧零件，利用“曲线驱动的阵列”功能，仅生成链条的小圆弧部分。

b.打开链节装配体，拖动链节至大圆弧端点处，另存为链条大圆弧，选择零件为文件类型。打开链条大圆弧零件，利用“曲线驱动的阵列”功能，仅生成链条的大圆弧部分。

c.打开链节装配体，拖动链节至直线端点处，另存为链条直线，选择零件为文件类型。打开链条直线零件，利用“曲线驱动的阵列”功能，仅生成链条的直线部分。

d.新建链条装配体，如图4所示的插入链条的各个部分，添加配合关系进行装配连接，得到图5所示的链条。值得注意的是，在最后一个连接处，可能需要插入链节或内链节零件，调整中心距，才能保证链条的正确装配。

图4 插入到装配体的各段链条

图5 分段阵列再装配体得到的链条

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5 与链轮装配得到链传动模型

将链条以零件或子装配体插入，并设定与主、从动链轮的3个配合(2个同心、1个重合)，可得到如图6所示的链传动模型。此时。可利用SolidWork，的干涉检查工具或测量工具，检查链条与其他零件的间隙或干涉情况。

图6 链传动模型

6 结束语

本文利用SolidWorks“曲线驱动的阵列”功能，提出了3种快速建立链条模型的方法。前2种整体阵列的方法简便快速，缺点是有部分链节配合不够精确。第二种分段阵列再装配的方法，弥补了这一不足，得到的链条可以与导入全部链节进行装配的链条建模方法相媲美。如果能用迈迪三维设计工具集等方法自动生成链节模型，则链条的建摸速度将更加快速。总之。利用“曲线驱动的阵列”功能建立链条模型，将节省大量的建模时间，为机械产品设计时的虚拟装配、干涉检查与展示交流提供了可能，其有一定的实际应用价值。