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[原创] NX 1872链轮传动系统理解与分析讲解

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大校

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发表于 2021-10-22 15:04:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 muoubear* 于 2021-10-22 15:06 编辑


NX 1872运动仿真模块新增了一个链传动系统功能,它能帮助我们更方便的设计链传动,并进行运动仿真,在该功能出现之前,用NX软件设计链条系统并进行运动仿真都需要花费较多的精力,而使用NX 1872的链传动系统,我们可以较方便的设计链条,皮带,线缆这类传动链。


通常一个完整的链轮传动系统,由驱动轮,从动轮,导轨(可无),张紧器(可无),和完整链条构成。最简单的链条传动可以仅有主动轮,从动轮和完整链条,此时该主动轮或从动轮也充当张紧轮的角色。


使用链传动系统对模型的要求:

用仿真模块的这个新功能创建链条传动并进行仿真时,模型需要满足以下条件:


  • 驱动轮,从动轮,导轨,张紧轮,链节等都必须是基于组件的模型。也就是说,所有模型部件都是单独的模型文件,链轮系统是一个基于组件的装配体,链节模型只需要两节。
  • 链节模型与其他模型之间不能使用约束。
  • 以上这些模型部件都必须是运动体。

链传动系统对话框的功能简要讲解:

链传动系统设计都是在链传动对话框中进行,该对话框有三个选项卡,分别是布局阵列高级报告


系统将链轮(sprockets)带轮(wheel),导轨(guides),这些称之为布局单元,布局选项卡的功能就是添加布局单元到链传动系统中,并对添加的布局单元进行参数配置,如指定链轮齿数,链轮处于闭合传动链的内侧还是外侧等。


以上三个布局单元都可以被选做张紧器使用,并有两种方式进行张紧调节:旋转滑动。通过使用张紧器,就可以让链传动系统的链条完美闭合。


布局选项卡中的路径为链条链节中心点运动的轨迹线,通过指定阵列单元的尺寸,点击计算路径,系统会自动给出路径草图,并将该路径草图选中。也可以手动选择已经绘制好的路径草图。


系统将链节运动体称之为阵列单元,阵列选项卡的功能是让阵列单元沿布局中的选定的路径进行阵列,完成链条的设计工作。阵列单元通常需要4个链节运动体,需要手动添加的称之为第一复制单元和第二复制单元结束单元为链条的最后一节链节,与第一复制单元相连。相邻单元为与第二复制单元相连的链节运动体。


图1 ① 第一复制单元; ② 第二复制单元; ③ 相邻单元; ④ 结束单元


高级报告选项卡为可选项,它能够绘制与传动链相关的结果图(如最大张紧力或平均力的大小)。


平面链传动系统运动仿真的一般步骤:

NX 1872的链传动系统的设计流程:


  • 将链轮(驱动轮,从动轮),导轨,张紧轮,链节这些模型创建为运动体;
  • 链节间创建旋转副,和其他连接器(衬套,阻尼器和弹簧);
  • 链节与链轮间创建分析接触;
  • 在链传动系统对话框的布局选项卡中,选择2D类型,指定布局平面;
  • 点击+号,首先创建的链轮为主链轮,原点为其链轮几何中心,矢量为过链轮几何中心,任意齿槽的中心线,指定链轮在闭合路径的内侧还是外侧,键入链轮齿数;
  • 链轮传动系统的布局单元必须按逆时针方向进行创建,以图2为例,即驱动链轮,导轨,第二链轮;
  • 再次点击+号,根据需要创建导向器和其他从动链轮,导轨与链条接触的表面需要有辅助草图,用于系统自动生成路径草图用,创建的时候需要手动选择该草图;
  • 在阵列单元尺寸组,键入标称节距,外侧高度,内侧高度,点击计算路径,系统会根据以上设定参数,自动绘制路径草图,并默认以此草图作为链条的阵列路径。
  • 在链传动系统对话框的阵列选项卡中,点击+号,创建第一复制单元和第二复制单元,然后指定结束单元和相邻单元,点击计算实例数,系统会根据在布局选项卡中所选的路径草图,自动计算出所需的链节数量。点击构建阵列实例,链节模型就沿着路径按计算出的实例数进行阵列,此时得到的链条结束单元与第一复制单元有可能存在间隙。
  • 在布局选项卡中,主链轮,导轨,从动轮均可以通过勾选添加张力器复选框,使其变成张紧器,张紧器可以通过旋转或者滑动的方式,根据阵列选项卡中的实例数,点击布局选项卡中的计算路径,由系统自动进行路径重绘。然后返回到阵列选项卡,点击构建阵列实例,就可以得到完整的链条。
  • 对驱动链轮和从动链轮添加固定旋转副;
  • 对驱动链轮的旋转副添加驱动;
  • 给出解算方案,求解;
  • 查看动画。


图2 ① 驱动链轮; ② 导向器; ③ 第二链轮



以上图片均来源于NX官方在线帮助文档。



PS:链条传动系统的运动仿真是基于接触的仿真,构建阵列实例时,软件也会复制链节间的旋转副关系,以及链节与链轮间的接触,但不支持点在线上副,所以无法使用点在线上副的方式进行仿真。


NX官网在线帮助文档有链轮传动系统的图文教程,并且带有案例文件下载,点击本篇文章末的阅读原文,可以跳转到该教程页面。


后面的文章我会根据个人对该教程的理解进行翻译,译文内容仅供参考,若读者存在理解困惑,可点击文章末的阅读原文,跳转至在线帮助进行原文阅读。




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发表于 2022-2-24 09:38:56 | 显示全部楼层
先生你好,最近也是在研究NX的链传动系统,但是就有一个疑问,我们这样整的话那它内部(驱动360°/s)的意义是啥?
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发表于 2022-12-15 17:28:41 | 显示全部楼层
muoubear,您好!请教一下链节与链轮间创建分析接触有一个属性文件是通过什么样的工具编写的呢?
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上尉

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发表于 2022-12-20 20:54:04 | 显示全部楼层
你好!请教一下链节与链轮间创建分析接触,有使用几何数据文件,这个几何数据文件是TXT文件,但是这个数据文件是怎么来的我也弄不明白请教一下。
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大校

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 楼主| 发表于 2022-12-20 22:06:04 | 显示全部楼层
Dzhihua 发表于 2022-12-20 20:54
你好!请教一下链节与链轮间创建分析接触,有使用几何数据文件,这个几何数据文件是TXT文件,但是这个数据 ...

打开官方源文件,展开运动导航器接触,双击打开任意一个分析接触的对话框,然后去掉使用集合数据文件的复选框,此时会让你指定运动拉伸,你指定完后,原先灰色的导出几何数据文件功能就会激活,官方给的那个几何数据文件应该就是这么来的。分析接触我没有深入研究过,只能讲这么多,祝你好运。
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发表于 2022-12-21 09:51:26 | 显示全部楼层
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发表于 2023-1-21 10:54:00 | 显示全部楼层

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