基于UG的內(nèi)嚙合齒輪副的3種運(yùn)動(dòng)仿真分析

田多林

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用，內(nèi)嚙合齒運(yùn)動(dòng)仿真是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。以UG軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)，對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副的運(yùn)動(dòng)仿真情況進(jìn)行了重點(diǎn)分析，希望文中內(nèi)容，對(duì)相關(guān)工作人員能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：UG；內(nèi)嚙合齒輪；運(yùn)動(dòng)仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.207

0 引言

運(yùn)動(dòng)仿真模塊本身具有強(qiáng)大的動(dòng)力學(xué)、靜態(tài)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析能力，可以將其應(yīng)用在構(gòu)建運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型模擬運(yùn)動(dòng)規(guī)律，跟蹤零件運(yùn)動(dòng)軌跡中。但是，在具體應(yīng)用中，還存在許多問題，因此加強(qiáng)分析是必要的。

1 UG的優(yōu)勢(shì)

目前，制造業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，面臨的一項(xiàng)最重大的挑戰(zhàn)是需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在生產(chǎn)制造過(guò)程中，如何在縮減產(chǎn)品成本的基礎(chǔ)上，提高利潤(rùn)，并且能夠?yàn)榇似胶狻?/p>

UG作為一款新數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，在應(yīng)用中可以通過(guò)過(guò)程驅(qū)動(dòng)場(chǎng)頻更新，從而使工程專業(yè)人員，在推動(dòng)革新的基礎(chǔ)下，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。UG在為客戶提供優(yōu)秀的解決方案基礎(chǔ)上，確保解決方案能夠改善設(shè)計(jì)效率，降低成本，并且能夠縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。

2 UG/MOTION運(yùn)動(dòng)仿真具體分析

UG/MOTION運(yùn)動(dòng)仿真是構(gòu)成UG/CAE中的一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)成部分，對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)任何二維或三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析分析和仿真操作，并且從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，也取得了不錯(cuò)的效果。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：（1）依據(jù)具體情況，構(gòu)建一個(gè)合理的運(yùn)行分析場(chǎng)景。（2）構(gòu)建運(yùn)動(dòng)模型，其中包括的主要內(nèi)容有，各個(gè)零件連續(xù)杠桿的特點(diǎn)，杠桿之間的運(yùn)動(dòng)副以及機(jī)構(gòu)荷載等多項(xiàng)內(nèi)容[1]。（3）設(shè)置運(yùn)動(dòng)參數(shù)，然后依據(jù)要求，將仿真數(shù)據(jù)模型提交給軟件，與此同時(shí)需要做好仿真運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)和輸出過(guò)程中的合理控制，從而確定最終仿真的合理性與科學(xué)性。（4）依據(jù)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

UG/MOTION運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程中，主要分為以下三個(gè)階段：（1）前處理，該過(guò)程主要包括連桿創(chuàng)建、運(yùn)動(dòng)副、定義驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容，每項(xiàng)內(nèi)容對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果都會(huì)造成直接影響，因此必須做好相應(yīng)的分析工作。（2）求解，在具體操作過(guò)程中的主要作用，是生產(chǎn)內(nèi)部數(shù)據(jù)文件[2]。（3）后處理，包括內(nèi)容包括分析處理數(shù)據(jù)，并且通過(guò)一套合理的方式，轉(zhuǎn)化成電影文件、動(dòng)畫、圖標(biāo)等。對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)概括，其包括的主要內(nèi)容有包括以下過(guò)程，構(gòu)建連桿、運(yùn)動(dòng)副、齒輪副、結(jié)算方案。在進(jìn)入仿真后，應(yīng)用“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副向?qū)А?，系統(tǒng)依據(jù)裝配模型存在的約束關(guān)系，自動(dòng)完成創(chuàng)建桿和運(yùn)動(dòng)副，例如創(chuàng)建連桿和運(yùn)動(dòng)副等方面存在不準(zhǔn)確的情況，此時(shí)只需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整即可。

該仿真在具體操作過(guò)程中，能夠提供豐富的報(bào)表文件和圖標(biāo)文件，是一種相對(duì)比較高級(jí)的仿真形式，在應(yīng)用中取得了不錯(cuò)的效果。

3 圖像動(dòng)畫仿真

圖像動(dòng)畫仿真的具體內(nèi)容如下：（1）在UG軟件平臺(tái)的“表達(dá)式”對(duì)話框中，定義變量。（2）通過(guò)視圖→可視化→創(chuàng)建動(dòng)畫，然后進(jìn)入“圖像動(dòng)畫”對(duì)話框中，在“添加/復(fù)制”可視化名稱后，完成軌跡穿件。（3）編輯“參數(shù)”和“關(guān)鍵幀”內(nèi)容，在該過(guò)程中需要特別主要注意的是，要勾選更新公式，只有確保以上各項(xiàng)操作內(nèi)容的合理性與準(zhǔn)確性，才能實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)參數(shù)化。該仿真的最大特點(diǎn)，是可以通過(guò)自動(dòng)的方式對(duì)仿真參數(shù)進(jìn)行修改。

4 齒輪副參數(shù)化裝配

內(nèi)嚙合齒輪副裝配過(guò)程中，要確定內(nèi)齒和外齒兩者之間的耦合關(guān)系，正確的耦合關(guān)系，是下一步工作正常開展的關(guān)鍵。在問題分析過(guò)程中，以內(nèi)齒的中心為原點(diǎn)，豎直方向?yàn)閤軸，水平方向?yàn)閥軸，做一直角坐標(biāo)系xoy，該坐標(biāo)系是內(nèi)嚙合齒輪副的決定坐標(biāo)系；再以同樣的方式做一個(gè)x1o1y1坐標(biāo)軸；以外齒的圓心為圓點(diǎn)豎直方向?yàn)閤軸，水平方向?yàn)閥軸，做一個(gè)直角坐標(biāo)系x2o2y2，x1o1y1與x1o1y1分別表示內(nèi)齒和外齒的相對(duì)坐標(biāo)系，在構(gòu)建過(guò)程中，需要確保x1o1y1與x1o1y1都汞有一個(gè)原點(diǎn)，從而完成內(nèi)外齒輪兩者的正確裝配關(guān)系。

在具體仿真過(guò)程中，需要通過(guò)的后端不斷，改變y與y1夾角的大小，并且需要通過(guò)屏幕捕捉不同夾角下的嚙合圖，然后通過(guò)連續(xù)播放y與y1不同夾角下的圖，便可得到齒輪旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)仿真[3]。通過(guò)該仿真，一方面可以更加清楚的了解齒輪在具體運(yùn)行過(guò)程中嚙合規(guī)律，另一方面，還可以對(duì)齒廓造型裝配模型是否準(zhǔn)確，以及其在具體運(yùn)行過(guò)程中遭受干涉進(jìn)行詳細(xì)檢查。

5 結(jié)束語(yǔ)

UG軟件在齒輪運(yùn)動(dòng)仿真中有著廣泛應(yīng)用，特別是在內(nèi)嚙合齒輪副運(yùn)動(dòng)仿真中，利用UG可以使仿真質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，從而提高相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量。但是，從UG的應(yīng)用情況來(lái)看，還存在一些問題，因此需要加強(qiáng)對(duì)其的分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊偉偉，宋廣禮，徐磊，趙藏.基于UG NX的電腦橫機(jī)編織機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的研究[J].毛紡科技，2015（01）：6-10.

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