基于proe的槽轮机构动力学仿真

目录

1 槽轮机构的应用 (1)

2 槽轮机构proe模型的建立 (3)

2.1 槽轮机构零件的建立 (3)

2.1.1 支架模型的建立 (4)

2.1.2 传动杆模型的建立 (5)

2.1.3 槽轮模型的建立 (6)

2.2 槽轮机构组件的装配 (7)

3 槽轮机构的仿真动力学分析 (8)

3.1 仿真运动的参数设置 (8)

3.1.1 凸轮副的建立 (8)

3.1.2 伺服电动机的定义 (9)

3.2 槽轮机构的动力学分析 (11)

3.2.1 测量的建立 (11)

3.2.2 槽轮机构分析 (12)

3.2.3 分析结果 (13)

3.3 总结 (17)

1 槽轮机构的应用

槽轮机构具有结构简单、制造容易、工作可靠和机械效率较高等优点。但是槽轮机构在工作时有冲击，随着转速的增加及槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，其适用范围受到一定的限制。槽轮机构一般用于转速不是很高的自动机械、轻工机械和仪器仪表中。例如图1-1所示的电影放映机中的送片机构。由槽轮带动胶片，作有停歇的送进，从而形成动态画面。此外也常与其它机构组合，在自动生产线中作为工件传送或转位机构。如图1-2，为蜂窝煤制机模盘转位机构。

图1-1 电影胶片抓拍机构

图1-2 蜂窝煤制机模盘转位机构

2 槽轮机构proe模型的建立

2.1 槽轮机构零件的建立

槽轮机构主要由支架、传动杆和槽轮组成，其模型图如图2-1所示。

图2-1 槽轮机构模型

2.1.1 支架模型的建立

在proe软件中，新建“零件”，通过“草绘”和“拉伸“的操作，建立如图2-2 的支架零件。

图2-2 支架模型

2.1.2 传动杆模型的建立

新建“零件”，通过“草绘”、“拉伸”和“旋转”的操作，建立传动杆模型如图2-3。

图2-3 传动杆模型

2.1.3 槽轮模型的建立

新建“零件”，通过“旋转工具”、“拉伸工具”、“去除材料”和“阵列”的命令，建立槽轮的模型，如图2-4所示。

图2-4 槽轮模型

2.2 槽轮机构组件的装配

新建“组件”，装入“支架”零件模型，约束使用“缺省”，将其自由度全部固定；再装入“传动杆”零件模型，采用“销钉”连接；最后装入“槽轮”零件模型，同样采用“销钉”连接。装配图如图2-5所示。

图2-5 槽轮机构装配图

3 槽轮机构的仿真动力学分析

3.1 仿真运动的参数设置

在组件图中，单击菜单命令“应用程序”下的“机构”，系统自动转换到机构操作界面。

3.1.1 凸轮副的建立

传动杆的一端与槽轮相对的两个槽间建立凸轮副连接，另一端与另外的两个轮槽建立凸轮副连接，如图3-1所示。

图3-1 凸轮副的建立

3.1.2 伺服电动机的定义

点击菜单“插入”下的“伺服电动机”选项，进入“伺服电动机定义”对话框，选择传动杆与支架的销钉连接轴为与伺服电动机想连接的轴。点击“反向”，点击“轮廓”选项卡，设置参数如图3-2。

图3-2 “轮廓”选项卡参数设置

设置完参数加上电动机的模型图如图3-3所示。

图3-3 加载伺服电动机后的模型图

3.2 槽轮机构的动力学分析

3.2.1 测量的建立

打开“测量”，新建测量，测量槽轮边沿上一点“PNT0”，的位置，速度，加速度以及槽轮转动的角位移，角速度，角加速度。如图3-4所示。

图3-4 测量的建立

3.2.2 槽轮机构分析

点击“机构分析”，设置参数如图3-5。单击“运行”，“确定”。

图3-5 机构分析定义参数设置

3.2.3 分析结果

点击“测量”，输出位置，速度，加速度图形如下图。

图3-6 PNT0点的位置测量输出图

图3-7 PNT0点速度测量输出图

图3-8 PNT0点加速度测量输出图

图3-9 PNT0点位置，速度，加速度输出结果图

图3-10 槽轮角位移输出结果图

图3-11 槽轮角速度测量输出图

图3-12 槽轮角加速度测量输出图

图3-13 槽轮位移，角速度，角加速度输出图

3.3 总结

通过上述图形可以看出槽轮做间歇运动，速度和加速度（角速度和角加速度）周期相同，而位置的周期是他们周期的2倍。