虚拟制造技术
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
基于虚拟样机技术提取齿轮动载荷
解亚非，张晶晶2，韩振南？
2016年第3期
（1江苏信息职业技术学院，无锡214153；2太原理工大学机械工程学院，太原030024）
摘要：利用SolidWorks软件建立机被系统，利用LabVIEW软件构建控制系统和软件系统，联合组成虚拟样机模型。在机械模型中定义齿轮传动材料、摩擦力、驱动电动机和重力，利用运动学、动力学等领域的理论以及构建的控制系统和软件系统，模拟齿轮的运动和动力特性，提取齿轮动载荷，并结合实验加以验证。动载荷数据可以保存为CSV格式，方便计算机应用。
关键词：齿轮动载荷；虚拟样机；运动仿真；LabVIEW软件
中图分类号：TH16文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)03—0022—05 D0I;10. 16731/j. cnki. 1671 3133.2016.03.005
Extractthegeardynamicloadbasedonvirtualprototype
Xie Yafei',Zhang Jingjing”,Han Zhennan?
(1 Jiangsu Vational College of Information Technology, Wuxi 214153, Jiangsu,China 2 College of Mechanical Engineering,Taiyuan University of Technology ,Taiyuan 030024, China)
Abstract ; The virtual prototype model is constituted with the mechanical system,control system and software system. The mechan ical systerm is established with SolidWorks and the control system is built with LabVIEW. Gear material,friction,drive motor and gravity are defined in the mechanical model. Utilize thetheory of kinematics,dynamics,and otherfields,to simulate the dymamic characteristics of gear by the control and software'systems,then to extract the gear dynamic load. The simulation results were veri-
fied with experiments. Load data can be saved as CSV fomat which to facilitate the computer applications. Key words : the gear dynamie load; virtual prototype;motion simulation; LabVIEW software
0引言
从传递运动和动力的要求出发，齿轮传动不仅要保证传动平稳和瞬时传动比恒定，减小齿轮瞻合中的冲击、振动和噪声，还要保证有足够的承载能力。另外，在设计齿轮时，应力求在满足齿轮正常使用所需的强度、耐磨性等要求并在预定的使用期限内不发生失效的前提下，尽量使齿轮的尺寸和质量达到最小。为了进行齿轮运动和动力分析，故需要获取精确的齿轮动载荷曲线。齿轮动载荷的计算受很多因素的影响，目前一般应用动载荷系数来计算齿轮动载荷，但这种方法计算过程繁。本文提出利用虚拟样机技术采集齿轮动载荷，所得结果为时域曲线，可以导出便于应用计算机技术的CSV数据格式。
动载荷的计算方法 1
齿轮设计定义了计算载荷，引人动载荷系数Kv。
动载荷系数K,可根据齿轮制造精度和节圆速度选取(4]。
动载荷系数K,定义为：
_ F, +F。 Ky=
F.
式中：F,为传递的切向载荷；F为内部附加载荷。
(1)
式(1)中K,是考虑齿轮啮合误差和运转速度等内部因素引起的附加动载荷影响的系数，影响动载荷系数的主要因素有：由基节和齿形偏差产生的传动误差；齿轮的节圆速度；转动件的转动惯量和刚度；轮齿载荷；啮合循环中轮齿啮合刚度的变化；磨合效果、润滑油特性、轴及箱体支承刚度以及动平衡精度等。 GB/T3480—1997规定了动载荷计算方法，引人临界转速概念修正齿轮动载荷系数(3)。
，国家自然科学基金资助项目（50775157）；山西省高等学校留学回国人员科研资助项目（2011-12)；山西省基础研究项目（2012011012-1） 22
万方数据