文档介绍：四川大学
硕士学位论文
基于虚拟样机的蜗杆传动机构3D建模与动力学仿真技术
姓名:江磊
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:殷国富
20060516
基于虚拟样机的蜗杆传动机构建模与动力学仿真技摘要机械制造及其自动化专业研究生江磊指导教师殷国富蜗杆传动机构作为一种典型的传动机构广泛应用于现代机械传动,其运动学和动力学特性关系到变速器本身乃至整个设备性能的发挥。虚拟样机技术在传动机构动力学仿真中的成功应用不仅可以提高仿真精度,而且可以缩短产品设计周期,对于工程实际具有重要的应用价值。通过虚拟样机技术,工程师可以通过机械系统运动仿真,在产品设计阶段发现产品设计中的潜在问题,并快速进行修改,减少了对于物理样机的依赖,这样不仅可以节省成本,缩短产品开发周期,而且可以提高产品性能,,从多方面开展了基于虚拟样机技术的蜗杆传动机构的动力学仿真研究。研究了阿基米德蜗杆蜗轮的三维实体建模方法,探讨了利用疌软件、虯进行协同虚拟样机的建模、装配、数据共享、有限元分析、多刚体动力学仿真以及柔性多体动力学仿真技术,研究成果对实际工程的运用具有一定的指导作用。本文主要的研究工作和成果如下:致哿诵槟庋际醯母拍睢⒛谌菁捌湓诒究翁庋芯抗ぷ髦械氖导视用。详细阐述了蜗杆传动虚拟祥机的总体方案设计,疌软件、、要求精度高特点,重点研究了阿基米德蜗杆‘本文受国家自然科学基盘项目。基于产品四维信息建模的机械设计知识发现技术”嗪牛四川大学硬士论文
蜗轮轮齿实体的数学模型和建模方法,在肪持薪辛宋下帧⑽细说实体建模以及装配仿真。诮樯芏喔仗逶硕抡嬖淼幕∩希没迪低撤抡嫒砑嗀建立了蜗杆传动机构的虚拟样机模型,通过对其进行运动学及动力学仿真,分析了模型的传动比、并输出了相应的载荷时间历程。糜邢拊7治鋈砑嗀建立了蜗杆的P停扇嵝远嗵动力学仿真所需的模态中性文件,同时结合运用虯建立了蜗杆传动柔性多体模型,并进行了应力应变分析。芯苛似胀ㄔ仓下执ǘ杓频幕驹砗突痉椒ǎ肈发技术开发了“普通圆柱蜗杆传动设计计算”软件系统。它将设计过程中需要的各种资源集成到设计软件中,使设计者可以根据实际的设计需要快速的设定、选择各种设计参数和工矿条件,通过软件计算结果、校核在各种条件下是否满足设计要求。所开发的软件已经集成到将由机械工业出版社出版的机械设计手册软件版系统之中。关键词:虚拟样机,蜗杆传动,动力学仿真,设计系统开发Ⅱ
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益激续发,缩行创新性设计,这样才能对快速多变的市场需求做出敏捷响应,从而在市场竞争中获得相当的市场份额和利润。虚拟样机技术就是在这种迫切需要的驱动下产生的。.槟庋际醯母拍虚拟样机技术是指在产品开发指在产品设计开发过程中,将分散的零部件设计和分析技术谀承┑ヒ幌低持辛悴考腃和际揉和在一起,在计算机上建造出产品的整体模型,并针对该产品在投入使用后的各种工况进行仿真分析,预测产品的整体性能,进而改进产品设计、提高产品性能的一种新技术.【虚拟样机技术是一项新生的工程技术。借助于这项技术,工程师们可以在计算机上建立机械系统的模型,伴之以三维可视化处理,模拟在现实环境下系统的运动和动力特性,并根据仿真结果精化和优化系统的设计与过程。它进一步融合了现代信息技术、先进仿真技术和先进制造技术,将这些技术应用于复杂系统全生命周期和全系统,并对它们进行综合管理,从系统的层面来分析复杂系统,支持由上至下的复杂系统开发模式,利用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估,以缩短产品开发周期,降低产品开发成本,改进产品设计质量,提高面向客户与市场需求的能力..槟庋际醯哪谌虚拟样机仿真技术包括两方面的内容,一是几何仿真,即机构的几何特性与装配关系的仿真;二是性能仿真,即系统运动性能及动力特性的仿真.
几何仿真是通过虚拟造型技术直观、准确地反映产品的几何特征与装配关系,进而在设计早期预测系统干涉、检验装配缺陷,以便顺利进入下一步的运动学、动力学仿真中。建模的过程是为几何模型施加切合实际的特性,如约束、驱动力、摩擦及刚度等性能参数。合理的几何仿真是通过性能仿真进行优化设计的前提与基础。性能仿真的核心是多体系统动力学,多体系统动力学是由多刚体系统动力学与多柔体系统动力学组成的。多刚体系统动力学的研究对象是由任意有限个刚体组成的系统,刚体之问以某种形式的约束连接,这些约束可以是理想完整的约束,非完整的约束定常或非定常的约束。研究这些动力学需要建立非线性运动方程,能量表