機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計 課件 項目13 齒輪裝配及運(yùn)動模擬

機(jī)械產(chǎn)品的

數(shù)字化設(shè)計齒輪裝配及運(yùn)動模擬項目十三項目十三：項目過程任務(wù)描述任務(wù)分析相關(guān)知識任務(wù)實(shí)施1243335任務(wù)拓展項目過程學(xué)習(xí)項目十三：任務(wù)描述

齒輪機(jī)構(gòu)用來傳遞空間兩軸的運(yùn)動和力，根據(jù)一對齒輪實(shí)現(xiàn)傳動比的情況，它可分為定傳動比和變傳動比齒輪機(jī)構(gòu)。定傳動比機(jī)構(gòu)中的齒輪是圓形的，所以又稱為圓形齒輪機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)可以保證傳動比恒定，使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械中獲得更廣泛的應(yīng)用。本次任務(wù)要求完成如圖所示圓形齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計和運(yùn)動模擬。任務(wù)描述知識目標(biāo)：

運(yùn)動算例

齒輪嚙合運(yùn)動模擬素質(zhì)目標(biāo)：通過齒輪嚙合運(yùn)動仿真，了解虛擬設(shè)計、制造、裝配等在工業(yè)生產(chǎn)中的作用，激發(fā)學(xué)生對虛擬現(xiàn)實(shí)的興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力技能目標(biāo)：齒輪三維建模齒輪裝配及齒輪傳動的運(yùn)動模擬學(xué)習(xí)項目十三：任務(wù)描述學(xué)習(xí)項目十三：任務(wù)分析

在SolidWorks中，可以通過繪制漸開線的方法，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)齒輪。也可以借助如GearTrax（齒輪生成器）這樣的第三方插件來進(jìn)行齒輪的建模。除此之外，SolidWorks還提供了另一系列更為方便的方式進(jìn)行齒輪的建模，那就是調(diào)用SolidWorks集成的Toolbox工具，直接根據(jù)齒輪參數(shù)進(jìn)行齒輪建模的方法。本次設(shè)計采用第三種方法，即調(diào)用SolidWorks集成的Toolbox工具，直接根據(jù)齒輪參數(shù)進(jìn)行齒輪建模并且完成齒輪的裝配和運(yùn)動模擬。

學(xué)習(xí)項目十三：相關(guān)知識機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計一、標(biāo)準(zhǔn)件工具庫二、齒輪和齒輪副設(shè)計軟件三、運(yùn)動算例學(xué)習(xí)項目十三：相關(guān)知識一、標(biāo)準(zhǔn)件工具庫

標(biāo)準(zhǔn)件工具庫ToolBox提供了多種標(biāo)準(zhǔn)（如ISO、DIN等）的標(biāo)準(zhǔn)件庫。利用標(biāo)準(zhǔn)件庫，設(shè)計人員不需要對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行建模，在裝配中直接采用拖放操作就可以在模型的相應(yīng)位置裝配指定類型、指定規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件。

設(shè)計人員還可以利用ToolBox簡單地選擇所需標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)，自動生成零件。ToolBox提供的標(biāo)準(zhǔn)件以及設(shè)計功能包括：軸承以及軸承使用壽命計算；螺栓和螺釘、螺母；圓柱銷；墊圈和擋圈；拉簧和壓簧；PEM插件；常用夾具；鋁截面、鋼截面、梁的計算；凸輪傳動、鏈傳動和皮帶傳動設(shè)計等。學(xué)習(xí)項目十三：相關(guān)知識二、齒輪和齒輪副設(shè)計軟件

齒輪和齒輪副設(shè)計軟件GearTrax主要用于精確齒輪的自動設(shè)計和齒輪副的設(shè)計，通過指定齒輪類型、齒輪的模數(shù)和齒數(shù)、壓力角以及其他相關(guān)參數(shù)，GearTrax可以自動生成具有精確齒形的齒輪。GearTrax可以設(shè)計的齒輪類型包括：直齒輪、斜齒輪和錐齒輪，鏈輪，齒形帶齒輪，蝸輪和蝸桿，花鍵，V帶帶輪等。主要特點(diǎn)和功能包括：真正的精確漸開線齒廓，漸開線齒廓曲線可導(dǎo)入SolidWorks草圖；變位量自動計算；支持塑料齒輪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；齒輪所有參數(shù)均可由用戶控制等。學(xué)習(xí)項目十三：相關(guān)知識三、運(yùn)動算例

運(yùn)動算例是裝配體模型運(yùn)動的圖形模擬。SolidWorks可將諸如光源和相機(jī)透視圖之類的視覺屬性融合到運(yùn)動算例中。運(yùn)動算例不更改裝配體模型或其屬性。它們模擬模型規(guī)定的運(yùn)動?？墒褂肧olidWorks配合在建模運(yùn)動時約束零部件在裝配體中的運(yùn)動。運(yùn)動算例工具有：

動畫?？墒褂脛赢媮盹@示裝配體的運(yùn)動：添加馬達(dá)來驅(qū)動裝配體一個或多個零件的運(yùn)動。使用設(shè)定鍵碼點(diǎn)在不同時間規(guī)定裝配體零部件的位置。動畫使用插值來定義鍵碼點(diǎn)之間裝配體零部件的運(yùn)動。

基本運(yùn)動。可使用基本運(yùn)動在裝配體上模仿馬達(dá)、彈簧、接觸、以及引力?；具\(yùn)動在計算運(yùn)動時考慮到質(zhì)量。基本運(yùn)動計算相當(dāng)塊，所以可將之用來生成使用基于物理的模擬的演示性動畫。

運(yùn)動分析。可使用運(yùn)動分析裝配體上精確模擬和分析運(yùn)動單元的效果（包括力、彈簧、阻尼、以及摩擦）。運(yùn)動分析使用計算能力強(qiáng)大的動力求解器，在計算中考慮到材料屬性和質(zhì)量及慣性。還可使用運(yùn)動分析來標(biāo)繪模擬結(jié)果供進(jìn)一步分析。學(xué)習(xí)項目十三：項目實(shí)施三維數(shù)字化設(shè)計創(chuàng)建小、大齒輪創(chuàng)建齒輪裝配齒輪運(yùn)動模擬學(xué)習(xí)項目十三：任務(wù)拓展使用SolidWorks軟件“方程式驅(qū)動的曲線”工具，設(shè)計漸開線齒輪。能力提升學(xué)習(xí)項目十三：任務(wù)拓展完成項目十銑刀頭裝配，在“V帶輪”處添加旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，進(jìn)行運(yùn)動模擬。能力提升學(xué)習(xí)項目十三：任務(wù)拓展

使用SolidWorks軟件的曲