基于虛擬樣機(jī)的蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3D建模與動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù).pdf

1、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為一種典型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性關(guān)系到變速器本身乃至整個(gè)設(shè)備性能的發(fā)揮。虛擬樣機(jī)技術(shù)在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真中的成功應(yīng)用不僅可以提高仿真精度，而且可以縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，對(duì)于工程實(shí)際具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)虛擬樣機(jī)技術(shù)，工程師可以通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的潛在問(wèn)題，并快速進(jìn)行修改，減少了對(duì)于物理樣機(jī)的依賴，這樣不僅可以節(jié)省成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，而且可以提高產(chǎn)品性能，增強(qiáng)

2、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。 本文以阿基米德蝸桿傳動(dòng)為研究對(duì)象，從多方面開(kāi)展了基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真研究。研究了阿基米德蝸桿蝸輪的三維實(shí)體建模方法，探討了利用CAD/CAE軟件Solidworks、ADAMS和ANSYS進(jìn)行協(xié)同虛擬樣機(jī)的建模、裝配、數(shù)據(jù)共享、有限元分析、多剛體動(dòng)力學(xué)仿真以及柔性多體動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)，研究成果對(duì)實(shí)際工程的運(yùn)用具有一定的指導(dǎo)作用。 本文主要的研究工作和成果如下： (1)討論了虛擬樣

3、機(jī)技術(shù)的概念、內(nèi)容及其在本課題研究工作中的實(shí)際應(yīng)用。詳細(xì)闡述了蝸桿傳動(dòng)虛擬樣機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)，CAD/CAE軟件Solidworks、ADAMS、ANSYS的方法原理以及利用其進(jìn)行協(xié)同虛擬仿真的理論和相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口。 (2)針對(duì)蝸桿蝸輪曲面復(fù)雜、要求精度高特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了阿基米德蝸桿*本文受國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于產(chǎn)品四維信息建模的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)”(編號(hào)：50275100)蝸輪輪齒實(shí)體的數(shù)學(xué)模型和建模方法，在Solido

4、rks環(huán)境中進(jìn)行了蝸輪、蝸桿的 實(shí)體建模以及裝配仿真。 (3)在介紹多剛體運(yùn)動(dòng)仿真原理的基礎(chǔ)上，利用機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件ADAMS 建立了蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真，分 析了模型的傳動(dòng)比、并輸出了相應(yīng)的載荷時(shí)間歷程。 (4)利用有限元分析軟件ANSYS建立了蝸桿的FEA模型，生成柔性多體 動(dòng)力學(xué)仿真所需的模態(tài)中性文件，同時(shí)結(jié)合運(yùn)用ANSYS和ADAMS建立了蝸 桿傳動(dòng)柔性多體模型