|
2017年下半年机构动图仿真主要侧沉迷于玩共轭曲线这方面，无锡的唐工提供了相关电子书籍支持，无私的分享出自己收藏多年的非圆齿轮范畴的书籍，理论方面的东西看的很吃力，不过作图法求共轭曲线的方法让我受益匪浅，的确也很实用，跟作图法求凸轮廓线一样的做法，下面展示的共轭曲线也都是用作图法求得，即根据满足共轭的条件出发，求出N个待求共轭曲线的通过点，然后通过样条曲线进行拟合的思路求出共轭曲线。 下面将逐一的展示出来，并尽可能详细的讲解每一张动图的思路和其隐藏的机械原理。 图1 图2 图3 这3张图的仿真并不难，但是其反应出来的工作原理却很有用处，下面我就针对这3张图一一进行讲解。 图1的动图可以看出，通过4个等参数的齿轮相互啮合，就可以实现同轴的反转，适用于有正反转需求而且同轴的场合。 图2和图1在结构上完全一样，所不同的是，蓝色三角形两个角点上的绿色和黄色齿轮充当了行星齿轮，该机构隐藏了2个机械原理，分别是： 绿色齿轮在整个运动中，始终做平动，类似于平行四边形机构。 note：因为原图片尺寸超过上传要求，做了减帧处理，所以大家看到的黄色齿轮并不是做平动， 三角形的行星架和洋红色齿轮的传动比为1/2，也就是要通过等齿数的齿轮可以实现1/2的传动比，且最少需要4个外齿轮。
图4 图4是高级仿真配合运动仿真模块做的弹簧仿真，是参考了网上某前辈的视频，按照其视频步骤一步步做下来的，ug的高级仿真模块即有限元分析部分，个人很少玩这个，有限元也没深入研究过，感兴趣的朋友可以去百度搜索该视频进行学习研究。 图5 图5我称之为链条式平行四边形机构，参考网上动图所做，该机构通过链条传动的方式，使得圆周上的3个等参数的链轮在围绕中心链轮公转的同时，通过自转使得3链轮做圆周平动，也是利用了平行四边形机构的原理，关于这个我写的有推文，并且是我个人公众号开通后发布的第一篇原创文章，论坛里面也有该文章，感兴趣的朋友可以去看原文。 图6 图7 这两张并非动图，那段工作上的需要，要安装调试剪切线设备，个人绘制的测量原理图，以前没有用过经纬仪，水准仪这些测量工具，图书馆借的书恶补了下测绘知识。 图6中竖直方向的洋红线代表经纬仪或者水准仪和三脚架，剪切线设备安装需要用到3条主要的基准线，主线，所有设备沿着主线排布；正交线，通常选取整条线上最核心设备，并于主线正交的基准线作为正交线；辅助线，于主线平行一定距离的平行线，主要是方便取点，定位主线上的其他设备定位用。 测量的原理也很简单，也就是3点共线原理，通过不断的校正经纬仪或者水准仪的水平角度，观察目镜里面钢板尺的读数，使得两次取点位置读数误差在可以接受的范围内。 图7是3条主要基准线确定后，定位设备的工作原理图，通过在主线的两端竖杆拉线，并在线上挂线锤，确认生产线上的各个设备的中心定位，结合与正交线平行的设备定位基准线，即可将设备正确的安装到位。 图8 图8是参考了工业机器人回转底座的装配图所做，该书中提及的某类型机器人，采用的这种蜗轮蜗杆，并结合外齿轮搭配的减速方式，图中蜗轮蜗杆采用的演示模型做法，并非实际结构。 图9 图10 图11 该工业机器人基础书上提到了这种手腕机构，用到了两个油马达，分别是转动马达，和摆动马达，可以分别实现手腕的转动和摆动，通过两个马达的不同组合，即可通过一套机构实现各自的功能，发现这其实跟汽车的差速器一样的原理，通过参考原装配图，进行逆向的草绘建模，仿真后，我发现原图有点问题，还需要一个换向的小齿轮，原图并没有表达出来。 图9和图11中的黑色和红色线，指示出该机构的运动传输路线，仿真过程跟差速器仿真一样的做法。 图12 图13
这个是欧拉角的仿真演示，工业机器人基础书中有提及，就去百度查了下，然后就做了这么个仿真，纯属娱乐。 图14 图14表现的是一条线段在椭圆上纯滚动的运动仿真，椭圆的周长与该线段等长，齿轮齿条的运动可以看成是线段在圆上面的纯滚动，在运动仿真模块下面使用齿轮齿条副就可以很容易的仿真出直线和圆的纯滚动，但是椭圆和直线的纯滚动就没有现成的运动副可以利用。 图示的仿真我用到了数学中极限的思想，先使得直线和椭圆相交，然后利用点在线上副，并给其中一个点添加驱动，使得该直线可以在椭圆上面运动起来，然后用表达式去控制两交点之间的距离，只要这个值取到足够小，也就完成了直线在椭圆上面纯滚动的目的。 后面我做的很多纯滚动，异性齿轮的啮合，都是基于数学中极限的思路。
图15
图16 图17 图18 图15至18是用参数做的动画，曲线采用参数方程生成，草图参考了某机构手册上面摆线部分的作图法原理，通过FrameNumber参数，控制草图某角度尺寸，即可呈现图示的动态效果，原图尺寸较大，上传做了减帧处理。
图19 图19是用运动仿真模块做的摆线的产生原理，图示演示了三种类型的摆线轨迹，沿直线，外圆和内圆分别滚动后轨迹情况。 图20 图20为椭圆齿轮范成法制齿的仿真，建立在图14纯滚动的思想上，利用运动仿真模块的连杆追踪功能，范成出椭圆齿轮。 图21 图22 图23 图21为圆与任意曲率连续曲线进行纯滚动，图22为任意曲率连续廓线齿轮范成法制齿的仿真，跟图20椭圆齿轮一样的原理做法，利用运动仿真模块的连杆追踪功能，范成出任意曲率连续廓线齿轮。 图23是在图22的基础上，用追踪轨迹的N个圆形齿轮对任意曲率连续廓线的坯料做了布尔差运算，得到的齿廓。
| 
发表于 2018-12-17 20:53:36
收藏
支持
反对
楼主
楼主是大神
