Pro/E齿轮机构仿真

本次设计用pro/e三维造型软件进行建模，各零件建好后，进行装配，进而实现模拟仿真运动分析。

1建立机构模型

经装配后，得到跑步机的仿真模型。

图1 仿真实体

2运动仿真

2.1进入机械设计环境

单击菜单栏中的【应用程序】【机构】命令，进入机械设计环境。

单击菜单栏中的【编辑】【连接】命令，弹出【连接组件】对话框。单击该对话框的【运行】，检查装配的连接情况。若连接成功，系统弹出【确认】对话框。单击该对话框中的【是】按钮，确认检查情况。

2.2定义圆锥齿轮连接

单击【模型】工具【齿轮】，弹出【齿轮副定义】对话框，如图2所示。接受默认名称和传动类型标准，选择如图2所示的大齿轮的连接作为连接轴；系统将会自动选择齿轮的主体和托架，输入节圆直径45，如图7-2所示。

单击【齿轮副定义】对话框中的【齿轮2】选项卡，选取如图3所示的小齿轮的连接作为连接轴；系统将会自动选择齿轮的主体和托埽输入节圆直径18，如图3所示；单击该对话框中的【确定】按钮，此时，在齿轮机构中将显示齿轮副连接的标志，如图4所示。

图2 【齿轮副定义】对话框

图3 齿轮2的定义

图4 齿轮副连接标志

2.3 创建驱动器

单击【模型】工具栏【伺服电动机】按钮，弹出【伺服电动机定义】对话框，如图5所示。接受默认名称，在绘图区选择如图5所示的连接轴作为伺服电动机的驱动对象，并单击【反向】按钮。

图5【伺服电动机定义】对话框

在如图5所示的对话框中单击【轮廓】面板，在如图6所示的【规范】选项组下拉列表中选择【速度】选项。其余均接受对话框中当前项的选择，默认当前轴的位置为零位置。在【模】选项组下拉列表中选择【常数】选项，表示驱动器以常数形式运行。在【A】，文本框中输入100。单击该对话框中的【确定】按钮，完成伺服电动机的建立。此时，在齿轮机构中将显示驱动器的标志。

图6 伺服电机定义对话框

3分析

3.1运动分析

单击【运动】工具栏中的【机构分析】按钮，弹出【分析定义】对话框，接受默认名称，在【类型】选项组下拉列表中选择【运动学】选项，可以观察齿轮机构的运动情况。在【图形显示】选项组中的【终止时间】文本框中输入20，如图7所示。单击【运行】，可以查看齿轮的运行情况。单击【确定】，退出该对话框。

图7 【分析定义】对话框

3.2 结果分析

（1）回放并保存分析结果。单击菜单栏中的【分析】【回访】命令，弹出【回放】对话框。在【结果集】列表中将显示上一步建立的运动分析AnalysisDefinition1。单击【播放当前结果集】按钮，弹出【动画】对话框，使用各按钮可控制回放结果的方向和速度。可以单击【捕获】按钮，弹出【捕获】对话框，按图示设置输出文件格式，也可以通过单击【确定】按钮，创建文件zp5.mpg。

（2）分析齿轮上一点的位移、速度、加速度。首先在大齿轮上创建任一个点PNT0，如图8所示。单击【运动】工具栏中的【测量】按钮，弹出【测量结果】对话框。在【图形类型】选项组下拉列表中选择【测量与时间】选项，再单击该对话框的【创建新测量】按钮，弹出【测量定义】对话框对话框。在【名称】文本框中输入“位移”，在【类型】选项组下拉列表中选择【位置】选项，在齿轮上选择刚创建的点；在【评估方法】选项组下拉列表中选择【每个时间步长】选项，如图7-9所示。单击该对话框中的【确定】按钮，完成测量定义，返回【测量结果】对话框，如图10所示。

图8 PTN0

图9【测量定义】对话框

可以看到在【结果集】列表中多增加了【位移】一项。双击【结果集】列表框中的“AnalysisDefinition1”，系统将自动计算结果，并把结果值显示在【测量】列表框中的【值】列中，如图10所示。

再次单击对话框中的【创建新测量】按钮，弹出【测量定义】对话框。在名称文本框中输入“速度”，在【类型】选项组下拉列表中选择【速度】选项，在该次轮上选择相同的点；在【评估方法】选项组下拉列表中【每个时间步长】选项。单击该对话框中的【确定】按钮，完成测量定义，返回【测量定义】对话框。

使用同样的方法创建该点的“加速度”，在【类型】选项组下拉列表中选择【加速度】选项。最终【测量结果】对话框如图10所示。

在该对话框中勾选【分别绘制测量图形】复选框，再按<Crtl>选择【测量】列表框中的“位移”、“速度”和“加速度”。单击【绘制选定结果集】所选测量的图形】按钮，显示测量结果，如图11所示。

图10【测量结果】对话框

图11 测量结果