弧齿锥齿轮的智能装配和动态仿真分析

弧齿锥齿轮的智能装配和动态仿真分析

林爱琴，孙曙光，李媛媛

（黑龙江东方学院机电工程学部，黑龙江哈尔滨150086）

摘要：介绍了利用Pro/E软件的装配、仿真模块及Program的开发功能，实现参数化的螺旋锥齿轮的智能装配和动态仿真的基本思想可以把设计错误消除在制造前，以减少重复工作，减少损失。和方法，并通过干涉分析可以发现零件设计图的缺陷。利用此方法，关键词：Pro/E；弧齿锥齿轮；动态仿真中图分类号：TH122；TP391.9

文献标识码：A

文章编号：1672-545X（2009）01-0025-02

Pro/E是当今最为流行的工程应用软件之一，集合复杂曲面三维造型、产品装配、数控加工、机构仿真、模具开发、应力分析等功能于一体。本文基于Pro/E中的装配、仿真模块，对一对参数化的弧齿锥齿轮进行装配，然后进行动态模拟，在啮合期间进行干涉分析。

（3）实现自动啮合。在装配状态下，可实现两个参数化齿轮及轴的结构乃至两齿轮的中心距的变化。当输入不同的参数时，齿轮各部分尺寸会发生相应的变化，要想使变化后的一对齿轮还能够自动地正确啮合在一起，需要对轴的直径、轴线2与轴截面的距离、基准面DTM2与轴线1的距离进行约束，中心距相一致。进入program编使这三个值与两齿轮的孔径、

辑状态，进行编程，利用零件的执行语句EXECUTE可实现上述功能。

1弧齿锥齿轮的装配

在已有参数化齿轮的条件下，利用Pro/E装配环境实现装

在有关零件图上建立参数化的基准线、配。基本装配思想为：

基准面，进入装配环境，利用零件图上建立的基准线、面，将待装配齿轮定位安装。具体步骤如下。

（1）建立安装基准。目的是确定两齿轮的安装位置，且便首先创建一根参数化的轴，其为轴1且中心线为轴线于调整。

1，将作为一个齿轮的中心轴线；然后再建立一个基准面DTM2平行于轴线1，与轴线1的距离设定为可变参数；最后做另一根辅助基准线，与轴线1垂直，且与轴截面有一定的距离，也将其设定为可变参数，称其为轴线2，轴线2将作为另一个齿轮的中心轴线。

（2）进入Pro/E装配环境，进行齿轮的装配。Component-assemble首先调入轴1并定位；其次调入齿轮1，与轴1转动连接，方法是connection-pin(销钉)，两零件间的运动方式，为绕着同一条轴线旋转，但不能作任何方位的平移。因此在装配时需要定义零件间的轴线对齐axisalignment(轴对齐)，与相对的平移距离translation(平移)二项约束。这样轴1和齿轮1就装配上了；齿轮2与轴线2的连接同上。这样两齿轮安装的基本步骤已完成（如图1所示）。

2动态仿真

在Pro/E中，运动分析仿真首先要定义运动件连接方式，

然后添加驱动器，最后才能执行机构的仿真运动动作。仿真的结果，不仅能以动画的形式表现出来，而且如果把运动学分析基本思想与优化设计配合使用，还可以进行运动的优化设计。根据理论传动比确定两是：设定两齿轮为主动驱动件(driver)，齿轮的转速及转向；令齿轮副运转，进行干涉分析；利用各零件参数化功能调整齿轮副结构尺寸，再作运转、干涉分析。

（1）设定运动参数。Assembly-mechanism进入机构分析模块，Model-drivers-add设定驱动件，取默认名称driver1；选取轴线1为旋转轴线，在specification中选velocity，表示要对转动速度进行控制；选中initialangle下的current检查框，表示以当前状态为初始角度；完成齿轮1所有运动参数设置，ok回到drivers对话框。按照上述方法设定齿轮2为驱动件。

（2）启动运行。选mechanism菜单项下的runmotion，进入motiondefinitions对话框。按driver进入相应区段，在drivers框内按压add两次，使driver1，driver2两个驱动件进入相应列表框，同时选中这两项使其呈现高亮，表示要求两件同时运动，也可进入edit重新修改运行按下ok接受所有其他默认选项，

时间、间隔等选向，然后退出motiondefinition子对话框。按下runmotion钮，两齿轮将按所设运动参数，进入运行状态，运行完成后，自动停止。如果这时发现有不妥之处，例如转动定义不对、转向不对等问题，可返回相应状态修改直至满意。

图1弧齿锥齿轮装配图

（3）干涉分析。在齿轮运行完之后，选取assembly-mech-

收稿日期：2008-10-09

作者简介：林爱琴（1980—），女，讲师，研究方向为螺旋锥齿轮的参数化设计。

25

EquipmentManufactringTechnologyNo.1，2009

anism-results-playback，出现resultsplayback对话框，在mode下选取globalinterference表示要做干涉检查；在options下选这样可以在出现时暂停下来，否则连续运转。取stopplayback，

按下play钮将启动一段较长时间的运算，结束后出现animate对话框。启动后将进入运转并同时显示干涉部位，干涉部位在。出现微小干涉是由于系统图形上以红线显示（如图2所示）和公式的精度引起，设计理论本身并没有错误。根据装配经验，这样微小的体积干涉在实际装配时只需做少量技术处理即可解决。

利用Pro/E软件中的装配模块和高级编程模块，实现了弧齿锥齿轮的自动装配，并利用了运动仿真模块，对已装配的一对参数化的弧齿锥齿轮进行动态运转分析，观察是否发生干涉现象，如果出现干涉，可通过设定的齿轮基本参数进行调整直到满意为止。用此方法有效地避免了大量的人工计算和用快捷，而且是通过计算机自手工进行操作的麻烦，显得方便、动进行运算的，保证了计算的准确性，减少误差，验证了齿轮将对其他的复杂曲面零件的设计和装配，提供造型的准确性。十分有益的经验。

参考文献：

[1]刘惟信.圆锥齿轮与双曲面齿轮传动[M].北京：人民交通出版社，1980.

[2]林清安.Pro/ENGINEER2001零件设计(高级篇)[M].北京：清华大学2001.出版社，

图2

干涉分析图

[3]张鸿源.圆锥齿轮测量[M].北京：中国计量出版社，1988.

3结束语

IntelligentAssemblyandDynamicSimulationAnalysisofSpiralBevelGear

LINAi-qin,SUNShu-guang,LIYuan-yuan(HeilongjiangOrientCollege,Harbin150086,China)

Abstract:IntelligentassemblyanddynamicanalysisofspiralbevelgearwererealizedbymeansofPro/E’smodelandprogramfunction,andthemethodswasdescribed.ThecomponentsdesignflawswerefoundedByanalyzing.Theuseoftheabovemethods，designerrorswerere-movedbeforemanufacture,reducingduplicationofworkandlose.Keywords:Pro/E;spiralbevelgear;dynamicsimulation

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第21页）

KinematicSimulationofSCARARobot

WUZhi-min,XIONGRui

China)(GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006，

Abstract：ThroughtheanalysisofkinematicandkineticofSCARArobotandusePro/EngineerandAdamsasthemodelingandsimulationsoftware,analysisthecharacteristicofkinematicandkineticofSCARArobot.Introducetheprocessandmethodof3Dmodelingandsimulation,optimizethe3Ddesignparametertofindtheoptimizeddesign.Keywords：SCARArobot;kinematics;kinetics;simulation;optimize

26