基于虛擬樣機的蝸桿傳動機構(gòu)3D建模與動力學仿真技術(shù).pdf

1、蝸桿傳動機構(gòu)作為一種典型的傳動機構(gòu)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機械傳動，其運動學和動力學特性關(guān)系到變速器本身乃至整個設(shè)備性能的發(fā)揮。虛擬樣機技術(shù)在傳動機構(gòu)動力學仿真中的成功應(yīng)用不僅可以提高仿真精度，而且可以縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，對于工程實際具有重要的應(yīng)用價值。通過虛擬樣機技術(shù)，工程師可以通過機械系統(tǒng)運動仿真，在產(chǎn)品設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計中的潛在問題，并快速進行修改，減少了對于物理樣機的依賴，這樣不僅可以節(jié)省成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，而且可以提高產(chǎn)品性能，增強

2、產(chǎn)品競爭力。 本文以阿基米德蝸桿傳動為研究對象，從多方面開展了基于虛擬樣機技術(shù)的蝸桿傳動機構(gòu)的動力學仿真研究。研究了阿基米德蝸桿蝸輪的三維實體建模方法，探討了利用CAD/CAE軟件Solidworks、ADAMS和ANSYS進行協(xié)同虛擬樣機的建模、裝配、數(shù)據(jù)共享、有限元分析、多剛體動力學仿真以及柔性多體動力學仿真技術(shù)，研究成果對實際工程的運用具有一定的指導作用。 本文主要的研究工作和成果如下： (1)討論了虛擬樣

3、機技術(shù)的概念、內(nèi)容及其在本課題研究工作中的實際應(yīng)用。詳細闡述了蝸桿傳動虛擬樣機的總體方案設(shè)計，CAD/CAE軟件Solidworks、ADAMS、ANSYS的方法原理以及利用其進行協(xié)同虛擬仿真的理論和相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口。 (2)針對蝸桿蝸輪曲面復雜、要求精度高特點，重點研究了阿基米德蝸桿*本文受國家自然科學基金項目“基于產(chǎn)品四維信息建模的機械設(shè)計知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)”(編號：50275100)蝸輪輪齒實體的數(shù)學模型和建模方法，在Solido

4、rks環(huán)境中進行了蝸輪、蝸桿的 實體建模以及裝配仿真。 (3)在介紹多剛體運動仿真原理的基礎(chǔ)上，利用機械系統(tǒng)仿真軟件ADAMS 建立了蝸桿傳動機構(gòu)的虛擬樣機模型，通過對其進行運動學及動力學仿真，分 析了模型的傳動比、并輸出了相應(yīng)的載荷時間歷程。 (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 動力學仿真所需的模態(tài)中性文件，同時結(jié)合運用ANSYS和ADAMS建立了蝸 桿傳動柔性多體模型