基于3D打印的减速机传动系统实验模型

发布时间：2021-01-09 01:24

　　为降低减速机产品研发的技术难度与实验成本,以某型二级减速机系统为依据,设计开发了基于SolidWorks平台的数字化样机,并利用正弦函数构建电机驱动表达式,通过Simulation/Motion模块对其传动系统进行运动学仿真分析。在此基础上,利用C语言编程和STC12C5A60S2单片机开发,设计建立了二级齿轮传动系统控制模块,并借助3D打印构建了齿轮三维制件,最终搭建形成了一套针对减速机传动系统控制的机电一体化模型。可方便快捷地实现不同工况转速下的齿轮传动特性测试与实验验证,为减速机产品的设计开发提供了有效的实验思路与支持平台。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020,(08)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

减速机传动系统

根据图1所示结构，采用“自上而下”设计模式，在SolidWorks平台上建立减速机各组成零部件三维实体模型，并对其进行虚拟装配设计，如图2所示。由于该型减速机组成零部件较多，故建模和装配过程需综合考虑减速机各零部件之间的约束关系，避免出现干涉、碰撞等不利影响[5-6]，同时对于自由度未完全约束的运动件需采用相应的机械配合，如齿轮副、旋转副等。3.2 运动学仿真

假设减速机输入轴初始速度为0deg/s，最高转速为600r/min[8]，则幅值A=10，则输入轴在一个周期（2π）内的运动学变化曲线，如图3所示。分析可知，输入轴在0s处时角速度为0deg/s，角加速度为10deg/s2；而在1.57s时输入轴角速度迅速爬升至10deg/s，且角加速度随之降低为0deg/s。由此可见，输入轴驱动函数能够满足减速机快速启动的性能要求，而且角速度和角加速度的变化符合物理学运动规律。运行Motion仿真分析，提取减速机输入轴与输出轴的运动学参数曲线，如图4(a）、图4(b）所示。由图可知，在式（1）所示正弦函数驱动下，输入轴的角速度、角加速度与输出轴的变化规律完全一致，只是输出轴的角速度及角加速度值明显减小。比较1s时间点曲线值可知，输入轴的角速度为8deg/s，输出轴角速度为0.4deg/s，由此计算出减速机的减速比为20。

【参考文献】：
期刊论文
[1]增材制造（3D打印）技术发展[J]. 卢秉恒,李涤尘.  机械制造与自动化. 2013(04)
[2]基于Pro/TOOLKIT与VC++的减速器参数化设计系统二次开发[J]. 邱海飞,赵勇钢.  制造业自动化. 2013(07)
[3]基于虚拟样机齿轮啮合过程中啮合力动态仿真[J]. 许俊梅,苟向锋.  机械研究与应用. 2012(06)



本文编号：2965695