本文以單、雙萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)機(jī)構(gòu)為例，簡(jiǎn)述運(yùn)用Solid Edge 三維造型和裝配模塊進(jìn)行機(jī)構(gòu)的裝配、運(yùn)動(dòng)模擬及運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析的過(guò)程。

在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，分析輸入/輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性是比較困難和繁瑣的，但若能方便地得到輸入/輸出構(gòu)件及相關(guān)中間構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)曲線，解決這類問(wèn)題就會(huì)容易許多。

Solid Edge 具有功能強(qiáng)大的三維造型模塊和裝配模塊，而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge實(shí)現(xiàn)了Dynamic Desinger和Solid Edge的無(wú)縫集成，用戶不必離開(kāi)自己所熟悉的Solid Edge界面，就可以對(duì)所設(shè)計(jì)的裝配體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。

Dynamic Designer產(chǎn)品由Simply Motion、Motion和Professional組成，用戶可以根據(jù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度進(jìn)行選擇，也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況逐步升級(jí)到更高一級(jí)的產(chǎn)品。在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，熟練使用以上模塊，完成零件的三維實(shí)體造型，模擬整個(gè)機(jī)構(gòu)的裝配，分析裝配干涉情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模擬、運(yùn)動(dòng)干涉分析和動(dòng)力分析，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的精確設(shè)計(jì)，優(yōu)化機(jī)器的性能和可靠性，從而減少?gòu)脑O(shè)計(jì)到產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。

本文以單、雙萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)機(jī)構(gòu)為例，簡(jiǎn)述了運(yùn)用以上模塊進(jìn)行機(jī)構(gòu)的裝配、運(yùn)動(dòng)模擬及運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析的過(guò)程。

一、單萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

圖1是應(yīng)用Solid Edge的Part模塊制作的十字結(jié)、叉軸和支架。在支架的制作中要注意精確定位左右軸孔的位置及角度，以便準(zhǔn)確安裝。

圖1 十字結(jié)、叉軸和支架的實(shí)體造型

圖2為裝配后的單萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)，裝配中左右叉軸與支架、十字結(jié)的定位關(guān)系均為軸對(duì)齊、面對(duì)齊。

圖2 裝配后的單萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)

如果讓右側(cè)叉軸作為輸入軸并以60r/min勻速旋轉(zhuǎn)，左側(cè)叉軸作為輸出軸，由于其輸出轉(zhuǎn)速是變速的，在Solid Edge集成的Simply Motion模塊中無(wú)法對(duì)該輸出軸進(jìn)行速度和加速度分析。應(yīng)用Dynamic Designer/Motion for Solid Edge，在Edge Bar中選中左側(cè)叉軸，單擊鼠標(biāo)右鍵，選“繪制曲線”→“角速度”→“幅值”，如圖3所示；重復(fù)上述操作，在Edge Bar中選中左側(cè)叉軸，單擊鼠標(biāo)右鍵，選“繪制曲線”→“角加速度”→“幅值”，圖4為將會(huì)出現(xiàn)在操作區(qū)中的輸出叉軸的角速度和角加速度曲線。

圖3 繪制輸出曲線的操作

圖4 輸出曲線

圖5為十字軸的角速度、角加速度幅值曲線，我們注意到這兩條曲線是疊加在一個(gè)圖上的，其中雙波峰曲線為角加速度幅值曲線。

圖5 十字軸輸出曲線

二、雙萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

圖6所示為雙萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)及其運(yùn)動(dòng)分析曲線，左側(cè)圖為中間叉軸的角速度、角加速度幅值曲線，右側(cè)圖為輸入、輸出十字軸角速度、角加速度幅值曲線，其中雙波峰曲線均為角加速度幅值曲線。進(jìn)一步分析輸入、輸出叉軸的角速度和角加速度，可以驗(yàn)證其運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特征是一致的。

圖6 雙萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)及其運(yùn)動(dòng)分析曲線

圖7 對(duì)比曲線

上述結(jié)論的驗(yàn)證是在雙萬(wàn)向聯(lián)軸結(jié)輸入、輸出叉軸在同一平面內(nèi)且輸入、輸出角相等的情況下得出的，圖7所示的情況與圖6雷同，我們可看到其中間叉軸、輸入、輸出叉軸的角速度、角加速度的幅值及其相位均是相同的。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的操作，我們可以看到在Solid Edge中嵌入Dynamic Designer/Motion模塊后，可方便地繪制出輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件及中間相關(guān)構(gòu)件和各類運(yùn)動(dòng)線圖，從而方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬、運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，這些對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。