1 主要參數(shù)和相互關(guān)系
1.1 主要影響因素
模型參數(shù)的確定對(duì)于鏈輪參數(shù)化設(shè)計(jì)起著決定性的作用,要求各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系表達(dá)清晰,邏輯嚴(yán)密。鏈輪傳動(dòng)主要部件為圓環(huán)鏈,鏈有一處斷裂或者損壞就會(huì)對(duì)整個(gè)刮板輸送機(jī)的工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。其中,鏈輪的齒數(shù)是最重要的參數(shù),將會(huì)對(duì)整個(gè)刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)效率、外形尺寸以及機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生直接影響,根據(jù)整機(jī)的傳動(dòng)性能、尺寸以及材料,通常選擇5—10的齒數(shù)。建立主要的數(shù)學(xué)關(guān)系式,為參數(shù)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
1.2 主要參數(shù)和關(guān)系式
鏈輪的主要參數(shù)包括,鏈輪齒數(shù)N,圓環(huán)鏈公稱節(jié)距P;圓環(huán)鏈公稱直徑d;圓環(huán)鏈最大外寬b。下面的參數(shù)都以上面四個(gè)參數(shù)為參照進(jìn)行計(jì)算,具體如下:
2 基于CREO的參數(shù)化設(shè)計(jì)
參數(shù)化設(shè)計(jì)師通過一組參數(shù)對(duì)尺寸關(guān)系進(jìn)行約束以建立模型。CREO是最典型的參數(shù)關(guān)系式。在采用CREO進(jìn)行鏈輪參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí),可以在CREO中輸入圓環(huán)鏈的規(guī)格參數(shù),于是直接生成相應(yīng)的可用于生產(chǎn)的圓環(huán)鏈鏈輪三維模型。圓環(huán)鏈鏈輪的設(shè)計(jì)加工根據(jù)LS/T3529-1995刮板輸送機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
這里以26圓環(huán)鏈的工程直徑(x92圓環(huán)鏈的公稱節(jié)距),9齒規(guī)格的鏈輪進(jìn)行建模。在CREO中對(duì)參數(shù)進(jìn)行定義,并對(duì)所有參數(shù)進(jìn)行說明。做出輔助曲線,生成齒形,具體如圖1所示。在做輔助曲線和建模的各個(gè)步驟中,需要對(duì)所有相關(guān)控制尺寸和所定義的具體參數(shù)建立關(guān)系并賦值。關(guān)系列表中的各個(gè)關(guān)系式是逐步建立的。
如果需要其它規(guī)格的鏈輪,則只需要對(duì)參數(shù)欄中的圓環(huán)鏈規(guī)格和齒數(shù)進(jìn)行修改。比如在需要34×126圓環(huán)鏈規(guī)格的8齒鏈輪時(shí),可以對(duì)CREO中的參數(shù)列表進(jìn)行對(duì)應(yīng)的修改。然后再生成34×126圓環(huán)鏈規(guī)格的8齒鏈輪,具體結(jié)果如圖2所示。在生成后得到的三維鏈輪模型文件經(jīng)過處理之后可以直接輸入到加工中心進(jìn)行生產(chǎn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中,還需要修正對(duì)鏈輪中心到鏈窩底平面的距離。此時(shí),只需要對(duì)HAMEND的具體值進(jìn)行修改即可。
3 鏈輪模型優(yōu)化設(shè)計(jì)
CREO的BMX功能模塊為智能尋求最佳解決方案提供了支持。行為建模主要是在參數(shù)化作用下,經(jīng)過約束設(shè)定,利用分析特征對(duì)模型的曲線、曲面、物理性質(zhì)等進(jìn)行測(cè)量,從而確定最佳的模型樹。能夠完成創(chuàng)建基于模型測(cè)量和分析的參數(shù),測(cè)量與分析集合圖元,創(chuàng)建符合特殊要求的測(cè)量新類型,分析變量尺寸以及參數(shù)改變時(shí)測(cè)量參數(shù)的具體行為,自動(dòng)查找滿足所需模型行為的尺寸和參數(shù)。
3.1 建立分析特征
選取測(cè)量數(shù)據(jù)作為距離,以鏈輪的中心軸線作為基準(zhǔn)線,以鏈輪輪窩的中心軸線作為另一條軸線,對(duì)兩者距離進(jìn)行計(jì)算,此時(shí),在鏈輪的模型樹下就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特征參數(shù)。
3.2 分析參數(shù)的敏感度
鏈輪與鏈環(huán)嚙合工作,鏈窩位置非常容易發(fā)生變形問題,因此,需要對(duì)鏈輪鏈窩直徑位置隨尺寸變化的敏感度進(jìn)行分析。在選擇參數(shù)時(shí)可以使尺寸也可以使參變量,每個(gè)尺寸和參變量都需要給定具體的變化范圍。在“需放樣的參數(shù)”欄中輸入一個(gè)或者多個(gè)特征參數(shù),在“步數(shù)”一欄中輸入所有參數(shù)在給定變化范圍的分段數(shù)量。此外,還可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其它尺寸進(jìn)行分析,從而確定最佳的參數(shù)。
3.3 可行性和最優(yōu)化分析
執(zhí)行可行性研究對(duì)重心與轉(zhuǎn)軸之間的距離是否能夠設(shè)置為零進(jìn)行研究,如果可行,則執(zhí)行優(yōu)化方案。系統(tǒng)會(huì)在滿足約束條件的情況下尋找一組尺寸值,如果找到解決方案,則模型會(huì)按照新的尺寸生成,可以確定為新的模型,也可以撤銷恢復(fù)原有模型,在滿足所有約束的可行性研究中可能存在多種解決方案,系統(tǒng)會(huì)將其歸結(jié)為一種解決方案。
4 結(jié)論
刮板輸送機(jī)鏈輪的參數(shù)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了尺寸的自動(dòng)驅(qū)動(dòng),同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸的優(yōu)化分析,使設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)一步提高,實(shí)用性較強(qiáng),同時(shí)也為鏈輪的力學(xué)性能分析奠定了基礎(chǔ)。
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