巧用Solidworks零部件阵列实现链条快速建模.doc

巧用Solidworks零部件阵列实现链条快速建模关键字:Solidworks链传动建模零部件阵列本文介绍了Solidworks中链条的三维造型是实现链传动建模的难点，长期以来得到了广泛的关注。利用“零部件阵列”实现了链条的快速建模，节省了大量的建模时间，为机械产品设计时的虚拟装配、干涉检查与展示交流提供了可能，具有一定的实际应用价值。0 引言链传动结构紧凑；没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力小，可减少轴承的摩擦损失；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作；广泛用于交通运输、农业、轻工、矿山、石油化工和机床工业。三维模型是现代机械产品设计、制造、装配、仿真等一切工作的基础。Solidworks中链条的三维造型是实现链传动建模的难点，长期以来得到了广泛的关注。目前，只有袁彬等人提出了导入全部链节进行装配的链条建模方法。这一方法让链条装配得十分美观，为以后设计链传动打下了坚实的基础。但是，这种方法链条的整体装配关系很复杂，要求计算机具有较高的硬件配置且操作比较繁锁，容易出现装配关系过定义等出错的情况。本文根据多年使用Solidworks建模昀经验，提出了建立一个链节单元，在装配体环境中利用“零部件阵列”实现链条快速建模的方法。1 链轮建模根据工作要求，取小链轮齿数17、大链轮齿数38、节距31.75。查机械设计手册，利用Solidworks拉伸、旋转、切除、阵列等基本造型方法可以得到主动链轮与从动链轮的零件模型，如图1-2所示。图1 主动链轮图2 从动链轮2 链节建模滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。查机械设计手册得到图3所示20A型链节相关尺寸，在SolidWorks 2010中分别将这几个零件单独进行建模然后进行装配，可以得到一个链节装配体（如图6所示）。为简化建模过程，本文的链节仅由一个内链节（如图4所示）与二个外链节（如图5所示）组成。图3 20A型链节尺寸图4 内链节图5 外链节分页此外，还需在内链节与外链节零件中绘制点草图，如图7所示的三个点（这将用于与轨迹零件的配合，以确定链节的位置）。图6 链节图7 点草图3 建立链传动装配体新建链传动装配体，插入主动链轮与从动链轮零件，添加三个配合，如图8所示。其中距离配合用于确定中心距，根据机器设备结构尺寸初定中心距950。图8 链传动装配体4 轨迹建模在链传动装配体中，新建立轨迹零件，这是链条运动的轨迹。首先如图9所示，在链轮齿宽中性面上，根据实际传动参数绘制草图。然后，进行对称的“曲面拉伸”得到如图10所示的轨迹零件。在这里，需要注意的是不能使用“套合样条曲线”功能，将四个线段套合成一个样条曲线。因为，在装配体环境中没有“曲线驱动的阵列”，只有“线性零部件阵列”与“圆周零部件阵列”。图9 轨迹零件草图图10 轨迹零件分页5 采用“零部件阵列”生成链条(1)在链传动装配体中插入一链节，放在下直线端，设定与轨迹的四个配合，如图11所示。利用“线性零部件阵列”，选择要阵列的零部件和方向，输入阵列的距离和实例数，即可生成下直线段链条，如图12所示。图11 链接与下直线段的配合图12 线性阵列下直线段链条(2)再插入一链节，放在小圆弧端，设定与轨迹的三个配合，如图13所示。利用“圆周零部件阵列”，选择要阵列的零部件和方向，输入阵列的角度和实例数，即可生成小圆弧段链条，如图14所示。图13 链接与小圆弧段的配合图14 圆周阵列小圆弧段链条分页(3)此时得到的两段链条是活动的，如图15所示可分别沿着相应的轨迹移动。用同心配合联接下直线段与小圆弧段，如图16所示。图15 得到的下直线段与小圆周段图16 用同心配合联接两段链条(4)插入一链节，如图17所示设定三个配合，过渡到上直线段。图17 过渡到上直线段(5)与步骤(1)相似，插入一链节，设定4个配合，线性零部件阵列得到上直线段链条，如图18-19所示。图18 链节与上直线段的配合图19 线性阵列上直线段链条分页(6)与步骤(2)相似，插入一链节，设定3个配合，圆周零部件阵列得到大圆弧段链条，如图20-21所示。图20 链节与大圆弧段的配合图21 圆周阵列大圆弧段链条(7)插入一链节如图22所示，用于联接上直线段与大圆弧段。添加四个配合：同心（链节与直线段），重合（内外链板平面），重合（点与圆弧轨迹），同心（链节与圆弧段）。图22 联接上直线段与大圆弧(8)插入一链节如图23所示，用于联接下直线段与大圆弧段。设定三个配合：同心（链节与直线段），重合（内外链板平面），重合（点与圆弧轨迹）。图23 联接下直线段与大圆弧(9)调节中心距。一般情况下，最后联接的部分存在偏差，这需要调节链轮的中心距大小，从图23可知要增大中心距，才能正好安装一个链节。此时，通过改变两链轮距离配合的距离值来改变中心距，如图8所示。增大中心距至960，如图24所示，发现中心距嫌大。经过几次调整，当中心距为957.5时可以实现正确的联接，如图25所示。图24 中心距960时联接图图25 装配完成的链条6 结束语通过个链传动的建模实例，详细说明了如何利用Solidworks“零部件阵列”功