基于PTC Creo 3.0卡鉗駐車執行器的圓弧齒同步帶機構運動仿真

余樂樂， 溫開元

(浙江瑞立集團技術中心新能源開發部,浙江瑞安 325200)

1 圓弧齒同步帶運動思路分析

要想使圓弧齒同步帶真正地運動，必須將每個齒運動起來，為此，將圓弧齒同步帶每個齒拆分為獨立單元齒，然后將每個單元齒定義連接裝配起來形成完整的圓弧齒同步帶，給第一單元齒以驅動力并獲得初始速度，則每個單元齒沿著皮帶輪軌跡運動起來，就像小火車一樣沿著軌道行駛。

1）建立同步帶輪運動軌跡零件。打開三維軟件Creo3.0，建立零件圖：同步帶輪運動軌跡.prt,畫大小皮帶輪圓弧，中間用兩直線連接，分別相切大小圓弧，在大小圓弧中心分別作兩中心線，如圖1所示。

2）建立小圓弧齒皮帶輪.prt零件圖，如圖2所示。3）建立大圓弧齒皮帶輪.prt零件圖，如圖3所示。4）建立皮帶.prt零件圖，分別作兩中心線，如圖4所示。5）建立圓弧同步帶單元齒.prt零件圖，如圖5所示。

2 建立圓弧齒同步帶傳動.asm裝配圖

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

2.1 裝配同步帶輪運動軌跡零件

打開裝配圖，調入同步帶輪運動軌跡零件，用戶定義欄不變，在自動定義欄下拉欄選默認選項。

2.2 裝配第一個圓弧齒同步帶單元齒零件

調入圓弧齒同步帶單元齒零件，在用戶定義欄下拉欄內選槽連接選項，在放置下面槽的直線上的點選項下面選取圖中圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過渡的頂點，再選取同步帶輪運動軌跡零件的曲線，注意要全部選取，使曲線封閉。點下面新建集中再選槽連接選項，選取圖中圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過渡的另一個頂點，再選取圖中同步帶輪運動軌跡零件的曲線，注意要全部選取，使曲線封閉。點下面新建集中選平面連接選項，選取圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧同步帶基準平面對齊，如圖6所示。

圖6

圖7

2.3 裝配第二個圓弧齒同步帶單元齒零件

裝配下一個圓弧齒同步帶單元齒零件，調入圓弧齒同步帶單元齒零件，在用戶定義欄下拉欄內選槽連接選項，在放置下面槽的直線上的點選項下面選取圖中第二個圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過渡的左邊頂點，再選取圖中同步帶輪運動軌跡零件的曲線，注意要全部選取，使曲線封閉。點下面新建集中再選銷連接選項，選取圖中第二個圓弧齒同步帶單元齒零件平面與圓弧過渡的另一個右邊過頂點那條邊，再選取圖中第一個圓弧齒同步帶單元齒零件相對應的那條邊對齊，在銷連接下面平移選項中選取圖中兩圓弧齒同步帶單元齒零件平面對齊，如圖7所示。

2.4 裝配第三個圓弧齒同步帶單元齒零件

裝配下一個圓弧齒同步帶單元齒零件，點選模型樹下面裝好的第二個圓弧齒同步帶單元齒零件，再點選上面功能區命令欄中重復選項，出現重復元件菜單，在菜單中分別有類型、元件參考、裝配參考，選取3行選項，在下面選取添加選項，在圖中出現元件參考項頂點，而且會出現帶顏色的頂點標示，我們只需選取裝配參考下面的曲線即可，下面2行同上面一樣選取，若裝配位置不對，可在銷連接下面旋轉軸選項中選取兩零件平面的小垂直平面，在右邊當前位置中調整角度，如圖8所示。

2.5 裝配全部圓弧齒同步帶單元齒零件

后面的零件以此類推。完成裝配圓弧同步帶單元齒零件如圖9所示。

圖8

2.6 定義初時條件

點選上面功能區命令欄中初始條件選項，出現初始條件定義菜單，點選下面圖中第一個圓弧齒同步帶單元齒零件槽連接標識，在下面模框中輸入10，然后點選確定，如圖10所示。

圖9

圖10

2.7 定義伺服電動機

點選伺服電動機選項，出現伺服電動機定義菜單，在類型下面運動軸點選圖中第一個圓弧齒同步帶單元齒零件下面槽連接標識。在輪廓下面位置下拉菜單選速度，在下面模的長量輸入10，點選確定，如圖11所示。

圖11

圖12

2.8 定義機構分析

點選機構分析選項，出現分析定義菜單，在菜單下點選運行，圓弧齒同步帶單元齒就像小火車一樣沿著軌跡運動起來，然后點選確定。

2.9 圓弧齒同步帶機構運動回放

點選回放選項，出現回放菜單，之前的機構分析文件出現在結果集的下框中，點選回放按鈕，出現動畫菜單，點選向前或向后按鈕，圓弧齒同步帶運動便出現了動畫的畫面。拖動動畫菜單下面速度，可使動畫速度加快或放慢，點選反轉按鈕，可使動畫正轉結束后反轉。點選捕獲按鈕，出現捕獲菜單，此時可將動畫轉換成mpg或avi的視頻文件，可在播放器中播放。由此便完成了圓弧齒同步帶機構運動仿真，如圖12所示。

2.10 裝配皮帶零件

由于圓弧齒同步帶是由多個單元齒組成，在圓弧過渡段外圓出現不連續的現象，為此，我們將一根普通的皮帶裝配到圓弧齒同步帶組件當中，使其看起來像一根完整的圓弧齒同步帶。回到裝配圖界面，調入皮帶零件，將兩零件中心線對齊及平面對齊，形成一根完整的圓弧齒同步帶。

2.11 裝配小圓弧齒皮帶輪零件

調入小圓弧齒皮帶輪，點下面用戶定義欄選銷連接選項，在軸對齊選項中選取圖中小圓弧齒皮帶輪零件軸線與同步帶輪軌跡零件的小圓弧軸線對齊，在銷連接下面平移選項中選取圖中小圓弧齒皮帶輪與裝配圖的基準平面合適距離對齊，如圖13所示。

圖13

圖14

2.12 裝配大圓弧齒皮帶輪零件

調入大圓弧齒皮帶輪，點下面用戶定義欄選銷連接選項，在軸對齊選項中選取圖中大圓弧齒皮帶輪零件軸線與同步帶輪軌跡零件大圓弧的軸線對齊，在銷連接下面平移選項中選取圖中大圓弧齒皮帶輪與裝配圖的基準平面合適距離對齊，如圖14所示。

2.13 定義帶輪連接

點選上面功能區命令欄中應用程序，再點選機構選項，再點選帶連接選項，點選皮帶未拉伸長度選項輸入皮帶長度，在參考滑輪下面分別選取圖中大小圓弧齒皮帶輪的外圓，在滑輪曲面右邊分別輸入大小圓弧齒皮帶輪的外徑。然后點打鉤選項，完成帶連接定義，如圖15所示。

圖15

圖16

2.14 定義帶輪伺服電動機

點選伺服電動機選項，出現伺服電動機定義菜單，在類型下面運動軸點選圖中小圓弧同步帶輪下面銷連接標識。在輪廓下面位置下拉菜單選速度，在下面模的常量輸入100，點選確定，如圖16所示。

圖17

2..15 定義圓弧齒同步帶輪機構分析

點選機構分析選項，出現分析定義菜單，在菜單下點選運行，大小圓弧齒皮帶輪及圓弧齒同步帶一起運動起來，然后點選確定。若皮帶輪及同步帶運動不協調，可在兩伺服電動機定義輪廓下面位置下拉菜單速度模的常量中輸入不同的數據，以調整皮帶輪及同步帶運動一致。

2.16 圓弧齒同步帶輪機構運動回放

具體步驟參考2.9節，可將動畫轉換成行星齒輪機構.mpg或avi的視頻文件，可在播放器中播放。由此便完成了圓弧齒同步帶機構運動仿真，如圖17所示。

3 結 語

本文利用PTC Creo 3.0軟件對卡鉗駐車執行器的圓弧齒同步帶機構進行了運動仿真，詳細介紹了圓弧齒同步帶各零件的建立步驟、圓弧齒同步帶傳動裝配圖步驟，以及生成動畫演示的方法，可為開展類似機構的運動分析提供參考

[1]詹友剛.Creo3.0高級應用[M].北京:機械工業出版社,2014.

[2]詹友剛.Creo3.0快速入門教程[M].北京:機械工業出版社,2014.

[3]朱孝錄.齒輪傳動設計手冊[M].北京:化學工業出版社,2005.

[4]饒振綱.行星齒輪傳動設計[M].北京:化學工業出版社,2003.