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新型FT针摆传动减速器参数化建模与虚拟装配研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

新型FT传动是一种两级封闭式摆线传动装置,主要优点为传动精度与效率高、传动平稳、结构紧凑等,可以广泛应用于工业机器人领域[1]。虚拟样机技术是设计制造领域的一项新技术,采用虚拟样机替代昂贵的物理样机,不但可以缩短开发周期,而且还大大提高了设计效率[2]

新型FT减速器类型多、内含零件数量大、传动结构复杂,国内外对于FT针摆传动的文献寥寥无几。而且,如果对每一种FT减速器进行建模并分析,耗费的人力与时间势必增多。由于各类型的FT减速器具有一定的相似性[3-4],因此,采用参数化建模的想法应运而生,更为接下来虚拟样机的建立提供了途径,进一步为FT针摆传动减速器的系列化设计与研究铺垫。

1 FT针摆传动减速器传动原理

新型FT传动属于两级传动,第一级为渐开线齿轮传动,第二级为针摆行星传动。其传动原理如图1所示[5]

  

图1 FT传动的传动简图

输入轴1齿轮与行星轮2啮合,带动偏心体3转动,通过花键连接的偏心体发生转动,进一步带动两个成180°相位差的摆线轮4发生公转,摆线轮4与针齿5啮合后发生自转,带动输出轴6转动,将转矩输出。

2 参数化造型

采用Creo 3.0软件为平台,对FT针摆传动减速器的渐开线齿轮、摆线轮进行参数化建模,参数化建模的目的主要是使设计者方便使用该模型。

比如案例1是纯初中几何知识,学生可以借助工具操作探究,从直观感知到抽象推理;案例2学生可以在纸上画图、观察,甚至根据“直角三角形斜边上中线等于斜边一半”就能直接得到点运动的路线,这都是初中学生可接受、能自主完成的问题.但纵观一些初中数学题,人为拔高要求的现象并不鲜见.如案例3本质上是“定弦定角”问题,远远超出课程标准要求.案例4虽然是数学阅读理解探究问题,但是解析味很浓,命题者打了“擦边球”,这样的现象并不是个案,要引起初中数学教师包括命题者的警惕,动点运动问题的试题命制和教学必须严格依标据本,尊重学生认知.

2.1 渐开线直齿轮参数化造型

渐开线直齿轮建模主要过程:明确所建齿轮的模数、齿数、厚度、压力角、齿根圆角半径和变位系数,使用曲线方程绘制渐开线,镜像另一条渐开线,利用两条渐开线及齿顶圆弧、齿根圆弧绘制齿槽围线,并拉伸切出齿槽,对齿槽特征进行轴阵列,完成渐开线直齿轮造型[6]

(2)指导委员会从宏观角度进行评估,重点关注以下几个方面:①大型仪器设备的科学研究潜力;②能否以最佳的方式通过该仪器设备获得知识;③能否促进相关科学领域的长远发展;④技术上是否可靠及工程上能否实现;⑤促进科学技术发展宏观政策的可实现性。经过上述综合评估,最后由联邦政府在评估结论的基础上做出决定。

(1)在Creo 3.0中新建一个.prt文件,使用mmns_prt_solid模板。渐开线的绘制利用Creo 3.0中曲线选项——从方程,紧接着选择基准面FRONT,再选择柱坐标系,在弹出的窗口中输入渐开线曲线方程

他拖着木桶又往上游走了小半里地,估算从这里下水,应该可以划到西门一带。他让潘云坐进了木桶,双手紧紧抓住桶沿,自己则泡在水里,双手推着木桶往前游,借着木桶的浮力,游个几千米也没什么问题。

theta=(tan(t*45)-tan(20))*180/pi-t*45+20+90/z1

z=0

齿顶圆直径:sd1=da=m*(z1+2)

改革开放以来,我国经历了数次企业税制改革,我国的经济发展已经进入了新时期,市场趋于饱和,经济发展势头放缓,竞争越来越激烈。因此,企业必须及时转型,最大程度的提高财务管理效益,完善内控体系,从而提高经营管理效益,确保企业在激烈的竞争中存活下来。首先,企业的财务管理效益直接影响经济效益,只有对企业资产进行合理的规划,才能切实提高企业资金的利用效率,扩大利润,实现可持续稳定发展。其次,企业综合管理的效益已体现在财务管理的效益上。目前,在国内外竞争对手的激烈冲击下,我们必须树立竞争意识,牢牢把握有限的市场空间,采取各种营销策略,努力扭转颓势,找到发展之路。

 

1 渐开线直齿轮特征参数

  

参数实际值参数实际值模数m1齿数 z172压力角20齿顶高系数hax1顶隙系数cx0.25齿宽b8变位系数x0齿顶圆直径da74分度圆直径r36

x=(rp-rrp/s)*cos(360*t/27)-(2-k1*rrp/s)*cos(360*t*28/27)

(3)在FRONT基准面进行草绘齿槽围线,需要建立以下关系式:

分度圆直径:sd0=m*z1

(2)添加相应“参数”(工具-参数),对应渐开线特征参数如表1所示。

一是要注重平等性。这里的平等性有两个方面的含义:首先,思想教育工作应着眼于推进教育者自身思想上的进步,以此启发受教育者的思维,打牢思想政治工作的理论根基。这就要求思想政治工作者必须加强学习,不断充实提高自己,成为为职工群众解惑释疑的思想引导者。其次,要尊重他人的人格和自尊,努力建立平等和谐的气氛。实践表明,只有以平等的心态与群众并肩探索真理,共同接近真理,缩短教育者与被教育者之间的距离,才能从思想上和感情上与教育对象产生共鸣,达到事半功倍的效果。在具体的教育工作中,要立足于平等沟通,注重双向交流,以朋友之间的谈心、唠家常等方式逐渐引入正题,力戒上下级式的训话方式,从而达到较好的教育引导效果。

齿根圆直径:sd2=df=m*(z1-2.5)

紧接着通过TOP面镜像得到另一条曲线。先拉伸出齿坯,然后用齿槽围线拉伸切出齿槽,并对其进行轴阵列,建立“关系”P22(需要阵列的个数)=z1。

按照表1特征参数建立如图2所示的齿廓,改变其中的参数,模型也会随之改变。

输入齿轮轴上的齿轮同样按照此方法进行三维建模,再通过拉伸等方式得到模型。

  

图2 渐开线齿轮齿廓

2.2 摆线轮三维参数化造型

以FT455减速器样机实例值为例,该值通过反求得到。点击插入→基准模型→曲线→从方程,先选取“笛卡尔”坐标系,在弹出的窗口里输入摆线方程

s=sqrt(1+k1*k1-2*k1*cos(t*360))

例1中第8至15小节为第一主题,生动活泼,具有强烈的节奏感。钢琴Ⅰ的右手演奏主题旋律,模仿民族乐器中扬琴、琵琶、竹笛、板胡等高音乐器。学习时首先需解决钢琴八度的演奏技巧:1. 肩膀、手臂不能过于紧张。2.固定好1至5指的手形,虎口不要塌陷,其余手指放松,5指指尖牢固,使高音更加明亮。 3. 手腕灵活、向下主动发力,下键速度快、幅度小,发力后立即放松,声音具有弹性及穿透力。左手的重复音模仿笙的演奏,节奏要均匀,抓住每小节的重音,与右手的配合要默契。演奏时还需注意右手四分音符的时值应饱满,同时与左手的两个八分音符对齐(不要过短或过长)。

在舍弗勒苏州公司二十周年庆之际,也迎来了产线的升级迭代——无级变速链条(CVT)项目正式落成。这是舍弗勒集团在大中华区和亚洲的第一条无线变速器链条生产线。首条无级变速链条产线大大提升舍弗勒苏州公司的业务能力和产能。项目计划分为两期完成,年产量达67.5万条,预计年销售额约3亿元人民币。

其余的渐开线齿轮相关特征参数可由公式[7]得到。

y=-(rp-rrp/s)*sin(360*t/27)+(2-k1*rrp/s)*sin(360*t*28/27)

在Creo 3.0中建立新零件,点击工具-参数,建立如表2所示的8个参数。

 

2 摆线轮特征参数

  

参数数值注释zc27摆线轮齿数zp28针齿齿数rp90针齿中心圆半径rrp3.5针齿半径e2偏心距m0移距修形量n0等距修形量k10.622 2变幅系数

其中,t是Creo 3.0中的系统变量,取0~1的闭区间。确定后生成半个轮廓,通过镜像得到完整齿廓,接着圆周阵列,个数为360/zc,得到完整的摆线轮齿廓。并将阵列的角度与个数添加到“关系”中,便于以后修改。拉伸整个轮廓,长度为14 mm,如图3所示。继续在该参考面上,画一条竖直参考线,根据柱销和曲柄轴以及所需轴承的尺寸,拉伸切除出柱销孔,偏心体孔,再通过阵列得到,共计6个孔。最后再拉伸切除出输入轴齿轮的孔,得到摆线轮三维造型如图4所示。改变表2中的参数,模型也会随之改变,节省了大量建模时间。

2.3 其余各零件造型

(2)干涉检验。检查模型之间的干涉,主要是为了后期通过运动仿真来进一步验证参数化建模的正确性。通过点击分析→全局干涉→预览,结果显示没有零件干涉,如图10所示。

r=m*z1*cos(20)/cos(t*45)/2

  

图3 摆线轮齿廓图4 摆线轮三维造型

3 FT减速器零件装配

在Creo 3.0建模中某些特征需要依附上一个特征而存在,若之前的特征改变,则后面的特征也会随之变化,称为“父子”关系,零件的装配也需要运用到这种关系。装配不可随意进行,每个零件的装配都应按照一定的顺序,需要依附上一个零件的某些特征而存在。

由于FT针摆传动减速器中存在很多轴承,在分析中为了简化模型,减少工作量,将轴承简化为空心圆柱体即可。对于垫圈、卡簧等零件可以忽略。为了不影响装配依附关系,先装针齿壳,最后装轴承等,其他零件以针齿壳为基准装入[8]

整体装配思路:针齿壳→针齿→输入或输出法兰盘→偏心体→两片摆线轮→3个渐开线齿轮→输入轴齿轮,如图5所示。

研究显示,近年来糖尿病发病率呈上升趋势,糖尿病为常见疾病、若未及时治疗,易导致患者发生并发症,多数糖尿病患者合并脑梗塞,而对于该类患者实施一项有效的诊断方式十分重要,能改善中老年糖尿病合并脑梗塞患者的预后[1] 。因此,我院对中老年糖尿病患者脑梗塞CT诊断及临床价值进行分析和研究,见本文研究详细描述。

  

图5 装配流程图

(1)以Creo 3.0为平台,建立了FT针摆传动减速器的参数化造型。改变零部件的参数,其模型特征也将随之改变,以便于应对各种参数的零件。接下来通过合理的选择零件之间的前后基准进行装配,并建立了虚拟样机,实现了改变其中任意零件参数后,装配关系不变的特性。

  

图6 主要零件装配图

最后装入输出法兰、轴承等。其中输出法兰以输入法兰为基准;轴承以偏心体为基准。FT减速器装配的主要零部件模型如图6所示(针齿壳透明化),图7为FT减速器主要零部件的爆炸图。若要修改其中任意零部件的特征参数,相应的装配体中的该零件也将随之改变,但装配关系不变。

  

图7 主要零部件装配爆炸图

4 模型验证

(1)尺寸检查。将建好的模型进行尺寸标注,与表1和表2的理论数据进行对比从而验证建模的准确性,图8和图9分别是渐开线齿轮和摆线轮的齿轮标注图,结果显示与理论数据一致,表明了参数化建模的准确。

针齿壳、针齿、偏心体、轴承、法兰盘、柱销等通过拉伸,旋转等操作均可得到。其草图尺寸和特征尺寸可以添加到“关系”中,成为参数化。

  

图8 渐开线齿轮尺寸标注图图9 摆线轮尺寸标注图

5 结论

对于绕轴转动件均定义为“销”,如输入轴齿轮、偏心体、摆线轮、输入法兰盘、输出法兰盘。法兰盘和针齿以针齿壳为基准,针齿通过轴阵列可得到;偏心体以法兰盘为基准;摆线轮和渐开线齿轮以偏心体为基准。物理模型中输入轴齿轮与渐开线齿轮通过花键连接,为了尽可能的一致,且便于装配,此次键槽的形状定为梯形,且梯形的两条斜边正好对应15°,刚好对应渐开线齿轮的3个齿。而输入轴齿轮上一个键槽正好对应1个齿,恰好满足了3∶1的传动比。而且为了以后的仿真,需去除零件中倒角等特征。为了避免渐开线齿轮存在的干涉,选择Creo 3.0软件中机构——凸轮,让两个齿廓相切,并删除,即可恰好啮合。

(2)依次通过尺寸检查,干涉检验得到了参数化造型以及虚拟装配的正确性,虚拟样机的建立为以后新型FT针摆传动减速器的系列化研究与设计做了很好的铺垫。

  

图10 装配模型干涉检验

 

参考文献

[1] 何卫东, 单丽君. RV减速器研究现状与展望[J]. 大连交通大学学报, 2016(5):13-18.

在初中数学教学实践过程中,培养学生自身的创新思维有着非常重要的教学意义。随着新课改的贯彻落实,培养创新思维已经逐渐成为初中数学教学过程中非常关键的内容,教师在教学期间不仅要高度重视数学知识的科学传授,还必须要强调学生的创新思维能力的锻炼与培养,从而使每位初中生都可以运用创新思维有效解决数学问题,养成良好的数学学习习惯,增强学生的创新意识,为未来学习奠定良好的基础。

[2] 张丰收, 张琳琳, 刘建亭, 等. RV减速器动态特性研究综述[J]. 机械传动, 2014, 38(8):174-176.

[3] 刘学翱, 徐宏海. RV减速器三维参数化建模与虚拟装配[J]. 机械设计与制造, 2015(4):133-136.

2.3.2 钩虫形态特征 本组患者经电子胃镜检查循镜至十二指肠降段和/或球部,镜下可见平均长度约10 mm钩虫虫体,活体半透明,呈灰白色、淡红色或暗红色,多呈现蛇样盘曲,以蠕动为主,可见成虫数条至数十条不等,吸附于肠壁黏膜皱襞处,局部充血水肿,可见针尖大小新鲜出血灶呈散在片状分布,局部少许渗血(见图1A、图1B)。

[4] THUBE S V, BOBAK T R. The dynamic simulation and analysis of a cycloidal speed reducer[C]∥ Proceedings of the ASME 2011 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, August 28-31, 2011, Washington, D. C., USA. New York:ASME, c2011:471-479.

第三届“十杰”及提名奖获得者的作品有不少是外景现场人像,但作者却绝大多数都是影楼摄影师,他们将商业与艺术有机地融为一体,打破婚纱摄影的单一性、重复性,脱离模仿之路,达到个性化和商业化的完好结合。这充分说明商业与艺术并不是互相干扰、互相背离的矛盾

[5] 王立鹏. 新型高精度FT传动的传动精度研究[D]. 大连:大连交通大学, 2014:1-6.

[6] 曲振森, 薄玉成, 许桎樟, 等. 渐开线齿轮建模方法研究与仿真分析[J]. 机械工程师, 2011(8):61-62.

[7] 朱理. 机械原理[M]. 2版. 北京:高等教育出版社, 2009:176-181.

[8] 冯志华. RV减速器传动特性分析[J]. 计量与测试技术, 2016(9):58-60.

 
关天民,谢超,轩亮,姜恒
《机械传动》 2018年第05期
《机械传动》2018年第05期文献

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