工业数字孪生项目2任务3 耦合副的建立与设置

项目2机电对象的

使用与运动仿真任务3耦合副的建立与设置目录01任务说明02知识准备03任务实施04任务评价与拓展任务说明1任务说明

本任务以DLDS-532实训平台智能分拣单元（二站）与智能仓储单元（三站）中传输带间的传送机构为例，介绍MCD仿真中简单耦合副的建立、设置及使用方法，从而实现对传送机构张紧轮对应的多个运动副之间按照一定关联性进行同步运动的仿真。本任务所涉及的各单元、模块与机构布局如图2-27所示。通过完成本任务，学生将掌握NXMCD仿真环境中对机电对象进行运动仿真所需要的基本耦合副进行创建与设置的方法，以及对其加以应用的调试技巧，从而为完成更复杂与综合化的仿真任务做好准备。图2-27知识准备2知识准备

1.耦合副的用途与分类如前所述，运动副定义了MCD模型中机电对象的运动方式。耦合副则可以在多个运动副之间建立关联性，使其能按照一定的关系进行运动，达到与实体设备一致的运动效果。在NXMCD仿真环境中，耦合副的类型包括齿轮、齿轮齿条、机械凸轮、滑轮和带、电子凸轮等。这其中，在DLDS-532实训平台的数字孪生实战操作中最重要的一类耦合副是滑轮和带。滑轮和带可令具有一个或多个平行滑轮的带驱动系统根据固定比率运动。通过控制一个此类耦合副中的主滑轮的运动，即可控制一系列与其联动的从动滑轮运动。其中，各从动滑轮的传动比可以手动确定，也可以由NX软件根据滑轮半径自动计算得出。知识准备

2.耦合副的参数选项如图2-28所示，在创建滑轮和带耦合副的过程中，一般有以下常用选项。（1）选择滑轮面或轴运动副

通过在机电导航器或仿真模型中选择需加入耦合副的滑轮面（必须为圆柱面）或轴运动副（一般为铰链副或柱面副），并单击右侧的“添加”（全称为“添加带选定对象的滑轮”）按钮，可将仿真模型中的滑轮面或轴运动副加入待创建的耦合副。图2-28知识准备

（2）滑轮表该表列出已添加至当前耦合副中的所有滑轮，并显示其以下属性：1）主对象：通过勾选该项，可指定相应运动副对应的滑轮为耦合副中的主滑轮。由于每个耦合副中只能有一个主滑轮，每次勾选操作会自动取消此前的主对象勾选。2）运动副名称：显示对应滑轮面或运动副的名称，以便辨认。3）比率：即传动比，其中主滑轮的比率固定为1。如果对应滑轮是通过选择滑轮面添加到耦合副中的，其比率由NX软件根据选定滑轮面的半径自动计算得出;如果对应滑轮是通过选择运动副添加到耦合副中的，可通过双击对应数字编辑从动滑轮的比率。4）半径：在通过选择滑轮面创建耦合副的情况下，此处会显示对应的有效值，其值为所选曲面的半径值;在通过选择轴运动副创建耦合副的情况下，此处会显示半径为0。知识准备

（3）名称

可自行设置滑轮和带系统的名称，以便后续辨认管理。该选项为可选项，如果不进行设置，NX软件会自动为其分配名称。任务实施3任务实施

（1）准备工作

为使上述传送机构张紧轮正确工作，首先需要进行如下的准备工作：1）为智能分拣单元（二站）传输模块与智能仓储单元（三站）检测分拣模块中的三处滑轮创建刚体。2）为上述三处滑轮分别创建铰链副，使其可以绕各自的滑轮中心原位旋转。由于需要在后续通过鼠标拖动验证铰链副的运动效果，在创建铰链副时，应在“运动类型”右侧的下拉列表框中，选择“动力学”。在这一任务中，目标是建立滑轮和带类型的耦合副，以其控制DLDS-532实训平台中的智能分拣单元（二站）与智能仓储单元（三站）中传输带（分别属于二站传输模块与三站检测分拣模块）间的传送机构张紧轮同步运动，并验证在该耦合副控制下传送机构张紧轮的同步运动效果。任务实施（2）传送机构张紧轮耦合副的建立与设置1）在NXMCD中，单击“主页”选项卡下“机械”组中的“更多”选项，在弹出的菜单中选择“耦合副”类型下的“滑轮和带”，开始建立目标耦合副。2）依次在机电导航器或仿真模型中单击此前建立的各铰链副，每选中一个后，再通过单击“滑轮和带”对话框中的“添加带选定对象的滑轮”按钮，将对应铰链副加入耦合副。若无意外，各个滑轮的“比率”默认值均应为1。3）根据对实训平台实际硬件的观察、分析可知，二、三站传输带中，直接受动力源（三站异步电动机）驱动的是三站传输带，如图2-29所示，故在此应将传送机构中直接与三站传输带相连的滑轮设为主滑轮。通过勾选“滑轮和带”对话框内滑轮表中对应铰链副的“主对象”选项，即可将其设为主滑轮。图2-29任务实施

4）由于传送机构中各个滑轮半径相同且应按照1：1：1行程运动，不需要改变各从动滑轮的“比率”默认值，令其保持为1即可。5）根据需要，为耦合副设置名称。至此，对该耦合副的设置如图2-30、图2-31所示。6）单击“确定”按钮，完成耦合副的建立与设置。后续若有需要，可在机电导航器中双击耦合副以对其进行修改。图2-30图2-31任务实施（3）运动效果验证

单击“主页”选项卡下“仿真”组中的“播放”按钮开始仿真，并在仿真开始后，单击主滑轮（与三站传输带相连）并按住鼠标左键不放，拖动主滑轮做原位旋转运动，从而带动传送机构中的从动滑轮同步转动，验证传送机构中各滑轮的运动效果。任务评价与拓展4任务评价与拓展序号评价内容评价标准配分得分1二、三站传输带间传送机构的运动效果未创建耦合副前或在机电导航器中取消勾选已被创建的耦合副后，传送机构主滑轮可在仿真运行中被拖动旋转50未创建耦合副前或在机电导航器中取消勾选已被创建的耦合副后，传送机构从动滑轮可在仿真运行中被拖动旋转传送机构各滑轮被拖动旋转过程中受到合适的限位约束2二、三站传输带间传送机构的交互效果创建并使滑轮和带类型的耦合副生效后，能通过拖动传送机构主滑轮旋转，使传送机构从动滑轮同步旋转50更改任一从动滑轮所对应运动副的“运动类型”为“运动学”，还能通过拖动传送机构主滑轮旋转，使传送机构从动滑轮同步旋转任务评价与拓展1.齿轮耦合副的创建和设置步骤1）在NXMCD中，单击“主页”选项卡下“机械”组中的“更多”选项，在弹出的菜单中选择“耦合副”类型下的“齿轮”，开始建立目标耦合副。2）在“轴运动副”组中，单击“选择主对象”，在软件主界面中选择要作为主轴的轴。3）单击“选择从对象”，在软件主界面中选择要作为从轴的轴。4）在“约束”组的“主倍数”和“从倍数”框中，为每个倍数键入一个值。5）根据实际需要，为耦合副设置名称。单击“确定”按钮，完成耦合副的建立与设置。拓展资料任务评价与拓展2.齿轮齿条耦合副的创建和设置步骤1）在NXMCD中，单击“主页”选项卡下“机械”组中的“更多”选项，在弹出的菜单中选择“耦合副”类型下的“齿轮齿条”，开始建立目标耦合副。2）在“运动副/传送带”组中，单击“选择主对象”，选择合适的线性轴作为主对象。3）单击“选择从对象”，选择合适的旋转轴作为从对象。4）在“设置”组中，单击“点对话框”，手动创建一个接触点，该接触点与线性轴和旋转轴一起用于定义小齿轮半径。5）根据实际需要，为耦合副设置名称。单击“确定”按钮，完成耦合副的建立与设置。拓展资料任务评价与拓展1.简单齿轮耦合副的仿真实现以独立小例子的形式学习并完成简单齿轮耦合副的仿真实现练习。2