基于Creo 3.0的電子駐車鏈條和鏈輪傳動機構的運動仿真

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 建立鏈條傳動的各個零件

1）建立鏈條運動軌跡零件。打開三維軟件Creo3.0，建立零件圖：鏈條運動軌跡.prt,畫大小鏈輪傳動圓弧軌跡，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。

圖1 建立鏈條運動軌跡零件

圖2 建立小鏈輪

2）建立小鏈輪.prt零件圖，如圖2所示。

3）建立大鏈輪.prt零件圖，如圖3所示。

圖3 建立大鏈輪

4）建立鏈條單元.asm裝配圖。鏈條單元是由2個銷軸、2個滾套、2個內鏈板、2個外鏈板組成，先裝配1個銷軸、2個內鏈板、2個滾套采用固定約束，將第2個銷軸與第2個滾套裝配時采用圓柱連接。調入第2個銷軸，在用戶定義欄下拉欄內選圓柱連接選項，在放置下面軸對齊選項中，選取圖中銷軸外圓曲面，再選取圖中滾套外圓曲面使其對齊。在下面平移軸選項中，選取圖中垂直銷軸及滾套兩基準平面對齊，在下面旋轉軸選項中，選取圖中平行銷軸及滾套兩基準平面對齊，在右邊當前位置選項欄中值設為零，在下面角度最大限制設為小于90°，這里設為88°，這樣在裝配鏈條時外鏈板與內鏈板不會重合。第1外鏈板與第2個銷軸采用固定約束，第2外鏈板與第1外鏈板相對固定，第3個銷軸裝在兩外鏈板中間固定。當第1外鏈板轉動時第2外鏈板也一起轉動，在3個軸的中間分別設置3個點，其目的是在運動過程中鏈條單元3個軸心都在鏈條運動軌跡上。裝配好的鏈條單元如圖4所示。

圖4 裝配好的鏈條單元

2 建立鏈條傳動.asm裝配圖

1）裝配鏈條運動軌跡零件。調入鏈條運動軌跡零件，用戶定義欄不變，在自動定義欄下面選默認選項。

2）裝配第1個鏈條單元組件。調入鏈條單元組件，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鏈條單元銷軸中間的點，再選取鏈條軌跡曲線，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，在放置下面槽的直線上的點選項下面選取圖中鏈條單元銷軸第2軸中間的點，再選取鏈條軌跡曲線，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，在放置下面槽的直線上的點選項下面選取圖中鏈條單元銷軸第3軸中間的點，再選取鏈條軌跡曲線，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，選取鏈條單元平行外鏈板的中間平面與鏈條運動軌跡零件基準平面對齊，如圖5所示。

圖5 建立鏈條傳動裝配圖

3）裝配第2個鏈條單元組件。調入鏈條單元組件，在用戶定義欄下拉欄內選銷連接選項，在放置下面銷軸對齊選項中，選取圖中第1鏈條單元第3銷軸的外表面與第2鏈條單元第1銷軸的外表面對齊。在下面平移選項中，分別選取平行兩鏈條單元鏈板的兩基準平面。在下面軸旋轉選項中，分別選取垂直兩鏈條單元鏈板的兩基準平面。在右邊當前位置選項欄中值設為零，在下面角度最大限制設為小于90°，這里設為88°，這樣在裝配兩鏈條單元時兩外鏈板與兩內鏈板不會重合。再選下面新建集中選上面槽連接選項，在放置下面槽的直線上的點選項下面選取圖中第2鏈條單元第2銷軸的中點，再選取鏈條軌跡零件曲線，注意要全部選取，使曲線封閉。再選下面新建集中上面選槽連接選項，在放置下面槽的直線上的點選項下面選取圖中鏈條單元銷軸第3軸中間的點，再選取鏈條軌跡零件曲線，注意要全部選取，使曲線封閉，如圖6所示。

圖6 裝配第2個鏈條單元組件

4）裝配第3個鏈條單元零件。裝配第3個鏈條單元，點選模型樹下面裝好的第2個鏈條單元零件，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4行選項，在下面選取添加選項，在圖中出現元件參考項銷軸外圓曲面，而且會出現帶顏色的標示，我們只需選取圖中裝配參考的第2個鏈條單元第3個銷軸外圓曲面，接著選取外鏈板的內平面，再選取鏈條軌跡曲線。第2次再選取鏈條軌跡曲線。若裝配位置不對，可在銷連接下面旋轉軸選項中選取兩鏈條單元零件的兩垂直鏈板的平面，在右邊當前位置中調整角度，如圖7所示。

5）裝配全部鏈條單元零件。后面的零件以此類推。完成裝配鏈條單元零件如圖8所示。

6）定義初始條件。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，點選下面圖標切向速度，選圖中第一個鏈條單元零件槽連接標識，在下面模框中輸入10，然后點選確定，如圖9所示。

圖7 裝配第3個鏈條單元零件

圖8 裝配全部鏈條單元零件

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鏈條單元零件下面槽連接標識。在輪廓下面位置下拉菜單選速度，在下面模的常量輸入100，點選確定，如圖10所示。

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，鏈條就像小火車一樣沿著軌跡運動起來。然后點選確定。

9）鏈條傳動機構運動回放。點選回放選項，出現回放菜單，剛才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，鏈條就按鏈條運動軌跡運動起來。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。由此便完成了鏈條傳動機構運動仿真，如圖11所示。

圖9 定義初始部件

圖10 定義伺服電動機

圖11 鏈傳動機構運動回放

10）裝配小鏈輪零件。調入小鏈輪零件，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鏈輪零件軸線與鏈條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平行小鏈輪零件的中間平面與裝配圖的基準平面對齊，如圖12所示。

11）裝配大鏈輪零件。調入大鏈輪零件，點下面用戶定義欄選銷連接，在軸對齊選項中選取圖中大鏈輪零件軸線與鏈條軌跡零件的大圓弧軸線對齊，在銷連接下面平移選項中選取圖中平行于大鏈輪零件的中間平面與裝配圖的基準平面對齊，如圖13所示。

圖12 裝配小鏈輪零件

圖13 裝配大鏈輪零件

圖14 定義帶輪連接

圖15 定義鏈輪伺服電動機

圖16 鏈條和鏈輪機構運動回放

12）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鏈輪的外圓，在滑輪曲面右邊分別輸入大小鏈輪的外徑。然后點打鉤選項，完成帶連接定義，如圖14所示。

13）定義鏈輪伺服電動機。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鏈輪下面銷連接標識。在輪廓下面位置下拉菜單選速度，在下面模的常量輸入35，點選確定，如圖15所示。

14）定義鏈條和鏈輪機構分析。點選機構分析選項，出現分析定義菜單，在菜單下點選運行，大小鏈輪及鏈條一起運動起來，然后點選確定。若鏈條和鏈輪運動不協調，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，以調整鏈條和鏈輪運動一致。

15）鏈條和鏈輪機構運動回放。點選回放選項，出現回放菜單，剛才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，鏈條和鏈輪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鏈條和鏈輪傳動機構.mpg或.avi的視頻文件，可在播放器中播放。由此便完成了鏈條和鏈輪機構運動仿真，如圖16所示。