基于PTC Creo 3.0卡鉗駐車(chē)執(zhí)行器的圓弧齒同步帶機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真

余樂(lè)樂(lè)， 溫開(kāi)元

(浙江瑞立集團(tuán)技術(shù)中心新能源開(kāi)發(fā)部,浙江瑞安 325200)

1 圓弧齒同步帶運(yùn)動(dòng)思路分析

要想使圓弧齒同步帶真正地運(yùn)動(dòng)，必須將每個(gè)齒運(yùn)動(dòng)起來(lái)，為此，將圓弧齒同步帶每個(gè)齒拆分為獨(dú)立單元齒，然后將每個(gè)單元齒定義連接裝配起來(lái)形成完整的圓弧齒同步帶，給第一單元齒以驅(qū)動(dòng)力并獲得初始速度，則每個(gè)單元齒沿著皮帶輪軌跡運(yùn)動(dòng)起來(lái)，就像小火車(chē)一樣沿著軌道行駛。

1）建立同步帶輪運(yùn)動(dòng)軌跡零件。打開(kāi)三維軟件Creo3.0，建立零件圖：同步帶輪運(yùn)動(dòng)軌跡.prt,畫(huà)大小皮帶輪圓弧，中間用兩直線連接，分別相切大小圓弧，在大小圓弧中心分別作兩中心線，如圖1所示。

2）建立小圓弧齒皮帶輪.prt零件圖，如圖2所示。3）建立大圓弧齒皮帶輪.prt零件圖，如圖3所示。4）建立皮帶.prt零件圖，分別作兩中心線，如圖4所示。5）建立圓弧同步帶單元齒.prt零件圖，如圖5所示。

2 建立圓弧齒同步帶傳動(dòng).asm裝配圖

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

2.1 裝配同步帶輪運(yùn)動(dòng)軌跡零件

打開(kāi)裝配圖，調(diào)入同步帶輪運(yùn)動(dòng)軌跡零件，用戶(hù)定義欄不變，在自動(dòng)定義欄下拉欄選默認(rèn)選項(xiàng)。

2.2 裝配第一個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件

調(diào)入圓弧齒同步帶單元齒零件，在用戶(hù)定義欄下拉欄內(nèi)選槽連接選項(xiàng)，在放置下面槽的直線上的點(diǎn)選項(xiàng)下面選取圖中圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過(guò)渡的頂點(diǎn)，再選取同步帶輪運(yùn)動(dòng)軌跡零件的曲線，注意要全部選取，使曲線封閉。點(diǎn)下面新建集中再選槽連接選項(xiàng)，選取圖中圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過(guò)渡的另一個(gè)頂點(diǎn)，再選取圖中同步帶輪運(yùn)動(dòng)軌跡零件的曲線，注意要全部選取，使曲線封閉。點(diǎn)下面新建集中選平面連接選項(xiàng)，選取圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧同步帶基準(zhǔn)平面對(duì)齊，如圖6所示。

圖6

圖7

2.3 裝配第二個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件

裝配下一個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件，調(diào)入圓弧齒同步帶單元齒零件，在用戶(hù)定義欄下拉欄內(nèi)選槽連接選項(xiàng)，在放置下面槽的直線上的點(diǎn)選項(xiàng)下面選取圖中第二個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過(guò)渡的左邊頂點(diǎn)，再選取圖中同步帶輪運(yùn)動(dòng)軌跡零件的曲線，注意要全部選取，使曲線封閉。點(diǎn)下面新建集中再選銷(xiāo)連接選項(xiàng)，選取圖中第二個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過(guò)渡的另一個(gè)右邊過(guò)頂點(diǎn)那條邊，再選取圖中第一個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件相對(duì)應(yīng)的那條邊對(duì)齊，在銷(xiāo)連接下面平移選項(xiàng)中選取圖中兩圓弧齒同步帶單元齒零件平面對(duì)齊，如圖7所示。

2.4 裝配第三個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件

裝配下一個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件，點(diǎn)選模型樹(shù)下面裝好的第二個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件，再點(diǎn)選上面功能區(qū)命令欄中重復(fù)選項(xiàng)，出現(xiàn)重復(fù)元件菜單，在菜單中分別有類(lèi)型、元件參考、裝配參考，選取3行選項(xiàng)，在下面選取添加選項(xiàng)，在圖中出現(xiàn)元件參考項(xiàng)頂點(diǎn)，而且會(huì)出現(xiàn)帶顏色的頂點(diǎn)標(biāo)示，我們只需選取裝配參考下面的曲線即可，下面2行同上面一樣選取，若裝配位置不對(duì)，可在銷(xiāo)連接下面旋轉(zhuǎn)軸選項(xiàng)中選取兩零件平面的小垂直平面，在右邊當(dāng)前位置中調(diào)整角度，如圖8所示。

2.5 裝配全部圓弧齒同步帶單元齒零件

后面的零件以此類(lèi)推。完成裝配圓弧同步帶單元齒零件如圖9所示。

圖8

2.6 定義初時(shí)條件

點(diǎn)選上面功能區(qū)命令欄中初始條件選項(xiàng)，出現(xiàn)初始條件定義菜單，點(diǎn)選下面圖中第一個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件槽連接標(biāo)識(shí)，在下面?？蛑休斎?0，然后點(diǎn)選確定，如圖10所示。

圖9

圖10

2.7 定義伺服電動(dòng)機(jī)

點(diǎn)選伺服電動(dòng)機(jī)選項(xiàng)，出現(xiàn)伺服電動(dòng)機(jī)定義菜單，在類(lèi)型下面運(yùn)動(dòng)軸點(diǎn)選圖中第一個(gè)圓弧齒同步帶單元齒零件下面槽連接標(biāo)識(shí)。在輪廓下面位置下拉菜單選速度，在下面模的長(zhǎng)量輸入10，點(diǎn)選確定，如圖11所示。

圖11

圖12

2.8 定義機(jī)構(gòu)分析

點(diǎn)選機(jī)構(gòu)分析選項(xiàng)，出現(xiàn)分析定義菜單，在菜單下點(diǎn)選運(yùn)行，圓弧齒同步帶單元齒就像小火車(chē)一樣沿著軌跡運(yùn)動(dòng)起來(lái)，然后點(diǎn)選確定。

2.9 圓弧齒同步帶機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)回放

點(diǎn)選回放選項(xiàng)，出現(xiàn)回放菜單，之前的機(jī)構(gòu)分析文件出現(xiàn)在結(jié)果集的下框中，點(diǎn)選回放按鈕，出現(xiàn)動(dòng)畫(huà)菜單，點(diǎn)選向前或向后按鈕，圓弧齒同步帶運(yùn)動(dòng)便出現(xiàn)了動(dòng)畫(huà)的畫(huà)面。拖動(dòng)動(dòng)畫(huà)菜單下面速度，可使動(dòng)畫(huà)速度加快或放慢，點(diǎn)選反轉(zhuǎn)按鈕，可使動(dòng)畫(huà)正轉(zhuǎn)結(jié)束后反轉(zhuǎn)。點(diǎn)選捕獲按鈕，出現(xiàn)捕獲菜單，此時(shí)可將動(dòng)畫(huà)轉(zhuǎn)換成mpg或avi的視頻文件，可在播放器中播放。由此便完成了圓弧齒同步帶機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真，如圖12所示。

2.10 裝配皮帶零件

由于圓弧齒同步帶是由多個(gè)單元齒組成，在圓弧過(guò)渡段外圓出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象，為此，我們將一根普通的皮帶裝配到圓弧齒同步帶組件當(dāng)中，使其看起來(lái)像一根完整的圓弧齒同步帶。回到裝配圖界面，調(diào)入皮帶零件，將兩零件中心線對(duì)齊及平面對(duì)齊，形成一根完整的圓弧齒同步帶。

2.11 裝配小圓弧齒皮帶輪零件

調(diào)入小圓弧齒皮帶輪，點(diǎn)下面用戶(hù)定義欄選銷(xiāo)連接選項(xiàng)，在軸對(duì)齊選項(xiàng)中選取圖中小圓弧齒皮帶輪零件軸線與同步帶輪軌跡零件的小圓弧軸線對(duì)齊，在銷(xiāo)連接下面平移選項(xiàng)中選取圖中小圓弧齒皮帶輪與裝配圖的基準(zhǔn)平面合適距離對(duì)齊，如圖13所示。

圖13

圖14

2.12 裝配大圓弧齒皮帶輪零件

調(diào)入大圓弧齒皮帶輪，點(diǎn)下面用戶(hù)定義欄選銷(xiāo)連接選項(xiàng)，在軸對(duì)齊選項(xiàng)中選取圖中大圓弧齒皮帶輪零件軸線與同步帶輪軌跡零件大圓弧的軸線對(duì)齊，在銷(xiāo)連接下面平移選項(xiàng)中選取圖中大圓弧齒皮帶輪與裝配圖的基準(zhǔn)平面合適距離對(duì)齊，如圖14所示。

2.13 定義帶輪連接

點(diǎn)選上面功能區(qū)命令欄中應(yīng)用程序，再點(diǎn)選機(jī)構(gòu)選項(xiàng)，再點(diǎn)選帶連接選項(xiàng)，點(diǎn)選皮帶未拉伸長(zhǎng)度選項(xiàng)輸入皮帶長(zhǎng)度，在參考滑輪下面分別選取圖中大小圓弧齒皮帶輪的外圓，在滑輪曲面右邊分別輸入大小圓弧齒皮帶輪的外徑。然后點(diǎn)打鉤選項(xiàng)，完成帶連接定義，如圖15所示。

圖15

圖16

2.14 定義帶輪伺服電動(dòng)機(jī)

點(diǎn)選伺服電動(dòng)機(jī)選項(xiàng)，出現(xiàn)伺服電動(dòng)機(jī)定義菜單，在類(lèi)型下面運(yùn)動(dòng)軸點(diǎn)選圖中小圓弧同步帶輪下面銷(xiāo)連接標(biāo)識(shí)。在輪廓下面位置下拉菜單選速度，在下面模的常量輸入100，點(diǎn)選確定，如圖16所示。

圖17

2..15 定義圓弧齒同步帶輪機(jī)構(gòu)分析

點(diǎn)選機(jī)構(gòu)分析選項(xiàng)，出現(xiàn)分析定義菜單，在菜單下點(diǎn)選運(yùn)行，大小圓弧齒皮帶輪及圓弧齒同步帶一起運(yùn)動(dòng)起來(lái)，然后點(diǎn)選確定。若皮帶輪及同步帶運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)，可在兩伺服電動(dòng)機(jī)定義輪廓下面位置下拉菜單速度模的常量中輸入不同的數(shù)據(jù)，以調(diào)整皮帶輪及同步帶運(yùn)動(dòng)一致。

2.16 圓弧齒同步帶輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)回放

具體步驟參考2.9節(jié)，可將動(dòng)畫(huà)轉(zhuǎn)換成行星齒輪機(jī)構(gòu).mpg或avi的視頻文件，可在播放器中播放。由此便完成了圓弧齒同步帶機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真，如圖17所示。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文利用PTC Creo 3.0軟件對(duì)卡鉗駐車(chē)執(zhí)行器的圓弧齒同步帶機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，詳細(xì)介紹了圓弧齒同步帶各零件的建立步驟、圓弧齒同步帶傳動(dòng)裝配圖步驟，以及生成動(dòng)畫(huà)演示的方法，可為開(kāi)展類(lèi)似機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析提供參考

[1]詹友剛.Creo3.0高級(jí)應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[2]詹友剛.Creo3.0快速入門(mén)教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[3]朱孝錄.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[4]饒振綱.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.