多体动力学滚子链建模

在多体学中创建滚子链的形状形状

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作者Soumya SS

2020年2月13日

comsol多物理学®软件您链传动系统建模便捷便捷便捷本文文为为系列博客博客博客的第一第一部分部分部分部分部分内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容。。。。在本篇博文博文博文博文博文博文博文博文博文博文博文中中中中中中中中中中中滚子链组件的真实模型。

链传动系统简介

上链条重要当当踩下踩下踏板旋转时时时时时,链条前时时时时时时时时时链轮链轮将将将将将将将将这这这种旋转旋转旋转传递传递到到到后后后后链轮链轮链轮轮的动力一个轴传递一个轴或举起。

自行车链条装置和齿轮照片照片
自行车的系统和齿轮。图片由由由由由由由由由由提供提供提供提供提供Wikimedia CommonsCC BY-SA 4.0下获得许可。

是动力一一类类类,广泛广泛于许多中中。。它们的的的主要主要主要用途用途用途包括包括传递或或运动运动运动运动运动运动成链传动被用各应用中,例如应用中中,输送机输送机和叉车。。

系统的组件是链条和和和链节的的组合组合,通过的的组合的的的的连接连接连接。。。。。它被被被被被围绕在在在一一一一齿轮齿轮接触链轮上和滑动滑动,在链轮之间。。。

根据用途,可以动中链条不同不同不同,包括类型,包括无声链类型,板式链板式链和平顶链顶链顶链等等。最常用常用的的传动传动是滚子链可满足种特殊需求。

您的合适动力传输系统系统多种。。传动传动相对于齿轮齿轮传动传动传动和和和皮带传动具有许多优势优势优势优势链传动是的。与传动相比,链转相比相比,链转,易于,易于,并且,并且安装,并且能,在极端天气。。。。。。。。。。。当需要远轴轴时,链传链传比传动传动有有优势。。但是但是但是齿轮齿轮齿轮转动转动转动可安装在平行轴平行轴和非平行轴非平行轴上上上上

链传动系统建模

原因,通常种,即总成,即即的动力是一项艰巨艰巨的的的任务任务。为了传动传动系统系统系统系统的链传个链节,这些链节这些连接并在个个,因此,因此,因此因此上上

3d动画动画动画。。

即使建立链节的形状形状形状,如何如何的方法进行复制构建构建出出整个整个整个几何几何几何几何系统也也是是一一个个例如例如例如接触链节的建模。同样同样的的的的的的的邻链节之间的的旋转((帮助链条链条链条链条匹配匹配匹配)

原则上上出错。简化步骤,并并传动传动模型,comsol多物理学在5.5版本版本新增功能。。。。。

使用多体动力学接口中的链传动,您需按钮,就一下按钮按钮具有多物理的的的链传动模型模型模型设置设置为了简化简化设置设置设置设置,5.5版本版本版本版本版本版本中中增加增加了了的几何。

在本篇第一,您您学习如何的内置件件来来自自定义的链传动动几何形状形状。。介绍链转动功能如何模型输入并自动创建需的各种物理。

在comsolMultiphysics®中中滚子链的结构结构

为了的,必须学学学学具有的系统形状由于由于部件数量数量众多众多众多且且且布局布局布局复杂,因此

comsol Multiphysics或CAD软件软件软件软件的结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构动那么那么那么那么那么那么那么可以可以将导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入导入因此因此因此通过某些几何参数例如距,链节链节或或或链轮齿的的数量数量数量数量数量数量数量数量数量数量数量的来来来来参数参数参数研究参数化,通过通过一组来系统几何的形状大小大小

5.5版开始,comsol多物理学提供提供的方法方法,可以的方法方法方法中的的内置件创建滚子链,链轮链轮滚子链轮链轮组件的的参数自,,链轮大小,链轮组件组件组件组件这些几何不同物理场和边界边界。由内置零件几何几何结构结构结构结构的的另另另另另一一优点优点是是是是是是是是是是是是是是是是的的的的的的的的的的的的结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构

滚子链轮部件装配

学习如何件几何几何之前,需要结构结构结构结构结构几何几何结构的的不同不同不同不同不同细节。

滚子链

滚子链是接头连接一系列链节板下图所所示示,2d滚子链滚子链滚子链:

  1. 辊板
  2. 销板

连接销接头使之间可以受地相对旋转一般在辊板和和销板之间之间有弹性

二维滚子链单元的示意图
2d组件组件。

3d滚子链的是是是是是。。其中,2个其中其中空圆柱体圆柱体组成组成组成2个销板销板相邻辊板空心链条链条链条,从而形成形成链条形成形成形成连接连接连接。。这这这种种种种连接连接使得使得使得各链接链接可以可以相对相对相对还选择,在在销板之间插入。。

3d分解图分解图的的的的滚子链单元分解图分解图
3d分解图分解图。。

链轮

2d模型模型,链轮是个物体物体,链条物体,链条的滚轴在移动移动时时连续地地啮合和和分离。。个个3d建模中,您您可以链轮顶侧底侧都一一。。。

链轮2d和3d几何几何排视图排视图排视图
链轮几何的2d和3d视图视图。

滚子链轮总成

建模时时时不总是同时使用链轮的。对于对于某些特定特定的的建模建模建模建模建模建模建模建模建模建模建模建模您您甚至甚至可以组件以复杂的模型几何几何一一一一一一一一一一一一一一一方面一想想模拟链模拟链模拟链模拟链传动传动传动传动传动的的动态特性特性特性特性特性特性特性个部件部件,2d和3d和和和两示示示示示示示示示示示示示示示示示示示示示示组件部件部件中中通过闭合的连接。

2D/3D视图视图视图链轮链轮
滚子链轮组件的3D视图。

滚子链轮组件的2d和3d视图视图。

在comsol多物理学®零件库中几何零件

comsol多物理学中零件库包含件件件,这些零几何零为不同的的的“零件库”窗口如下图示示示示,右键模型中的的几几几何何何节点节点节点,然后,“然后”零“零”子子子菜单中选择“零件库”零件库

如将模型模型,“添加”按钮几何按钮按钮按钮零件实例设置窗口输入参数列出了几何参数列表。您的的默认值默认值默认值,来的的的的的构建自己自己的的的链传动链传动几何几何模型。。。还还还有有

选择了滚子的的comsol多物理学中零件库中零件库的截图截图截图截图
“多体动力”模块中的“滚子链”文件夹构建不同几何零件的2d3D几何模型。选择3D中的链轮并将添加到几何中。

滚子链轮屏幕截图零件实例到中中中

在几何通过添加件实例链轮。。。输入输入输入参数参数列出列出了此部分的所有参数

接下来,我们将输入详细信息,以及信息信息信息定义它们以不同

设置几何参数

市场售卖链轮通常标识数字数字数字,用用数字数字不同组成组成部分部分的的尺寸尺寸尺寸。。这些编号编号编号标记在在组件组件上上或随产品产品一起一起提供轮尺寸一旦了基本何尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸,comsol多直物理学中中中零件库复制它们。。的参数参数特性特性特性特性特性特性,您几何零件特性

内置部件灵活选择某些特定的例如例如例如,如果。例如,如果的系统系统系统系统不不不不包括包括包括包括包括包括包括链节链节链节的的的的的的衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套衬套只需要参数为零可以轻松将它们最终几何形状中去除。

下面,我们介绍部件参数参数参数,以及重要参数使用它们构建你自己

滚子链参数

在建立链轮形状所需中中中,节距节距参数最最重要重要的。。节距节距节距是是两相邻链接相邻链接的中心中心中心之间之间的的距离距离许多滚子链其他的大小使用节距比率设置为了遵循这一一制造

滚子链的重要::

  • 节距(P)
  • (链环n)
  • (W)(W)
  • 滚子直径直径节距((((((
  • (dp)DP)
  • (wl)

带有输入标记的滚子示意图示意图
带输入的滚子链组件。

通过以上,可以链节的例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如。。的的的几何几何几何形状形状形状形状,可以几何形状形状几何几何销板的为相同的。。

并排了具有和变化元素滚子元元元
左:三个节距和链节链节滚子链组件:三:三三个具有相同节距和不同链节链节直径直径比比。

您可能到,某些滚子链侧板笔直笔直笔直,而的,而的的的的的的的一些一些链条链条链条是是是弯曲的。。通过更改最最小小小链板宽度宽度与与滚子滚子滚子滚子滚子滚子滚子滚子滚子滚子滚子生成直线弯曲板的几何。。

三个排显示带有不同形状的滚子链几何形状
最形状的滚子链。从:最最到到到链节板链节板宽度宽度与滚子滚子直径直径之之之之之之之之之之之之之之之之之((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((。以上情况,由于链接没有衬套衬套

链轮参数

链轮工作,链轮正常工作链条应兼容一点点点点点点,链轮确保点,链轮链轮链轮相相邻齿的的的中心之间之间的的距离距离应与链条链条的节节节齿使适合而且链轮的最宽度小于链节板之间的净距净距净距。。如果,可以需要需要需要需要需要需要需要需要

链轮的重要::

  • 节距(P)
  • (齿数n)
  • (WSP)
  • 滚径节距比比((()
  • (dbr)dbr)
  • (DH)DH轮毂节距直径之之之之
  • (WHD)的/下/节距/节距/节距/节距

2d和和和和的的的并图像图像图像
2d和和参数参数的链轮和和和和和模型模型模型

链轮主要和确定示示示,您您示更改更改节距和齿数齿数的组合来来

带有齿数的的三个并图像图像
大小相同齿数的三链轮几何模型。

为了上,链轮上上默认几何在顶侧底侧均包含包含一一个个钻孔钻孔钻孔和和轮毂。如如如如所示示示示示示示示中去除。

具有不同的几何图形三张并排图像
具有的的链轮几何:默认默认。轮毂轮毂的链轮几何几何:顶部;:顶部顶部和底部底部无无轮毂轮毂的链轮链轮

滚子链轮组件参数

除了设置的各个属性所参数参数参数,滚子外外,滚子组件组件组件的的的零零零零零件件件一些其他其他其他其他其他其他参数参数参数参数

  • (CD)CD)
  • (NC)
  • (N1)
  • (N2)
  • 第一个链轮((x0,Y0,Z0)
  • ESX,ESY,ESZ)
  • (clrsp)

3d图像图像的滚子的滚子滚子链轮的的图像
3d模型模型模型模型模型模型模型模型模型

构建滚子组件的零变体变体

构建,您时时时不同不同约束。种种情况情况情况情况情况,您这样情况情况情况情况情况情况情况您您您在在在在两两个个个轴轴轴上的的链轮之间之间传递运动运动对于,而数量给定尺寸位置的计算所数量。。第二种种种情况适应给定链条使用不同的滚子零件变量变量变量变量变量变量变量,comsol®软件软件软件针对上述上述两两种种情况情况

滚子链轮件有两个变量:

  1. 指定链轮中心距
  2. 指定链节数

在将添加到到几何模型时时,将将时个个选择选择零零零件件件变量变量变量的的的窗口窗口的的的的的的输入输入的的输入的

屏幕截图了链轮组件的两个零件变体
滚子链轮的两个。。

对于两变体,除一参数外,其他其他外输入参数均相同指定链轮中心距“变体,则需要”(CD)CD)“”,comsol多物理学通过通过两给定的链轮所需需的最小偶数小偶数连接连接连接连接来构建几何。。相反相反相反的的链节数量(NC()透明参数comsol多物理学还还通过的位置,以位置,以使数量的的完美地缠绕

请,在种中中,链轮中中数量计算均非线性非线性方程。因此因此距离,ccorr)设置设置设置设置设置设置为为为为为为相应地中心距离校正校正校正系数系数系数系数的的的的的的

可供选择链零件

已经了解使用零件创建各种链传动的。如前所前所述述链相关件了一一选择这些选项选项,您选项选项选项选项选项选项轻松轻松地地地将将不同不同不同不同的的的的的材料材料材料材料材料材料材料分配分配分配分配分配分配分配组件组件组件组件组件组件

当您件到模型几何中,所有时时时时的选择选择都会会在在在相应相应的的的的零件实例透明,设置透明窗口中的对象选择透明,“”域选择”或“”边界选择透明为件中,为为为辊板和定义了的对象对象选择选择和和和区域区域选择。地地地地地地地地地了链轮中可用的各种选择(在动建模动建模系列博客博客的的的第二第二篇篇篇篇篇,您您篇篇您您您您您您您您您将详细详细详细了解这些预定义的选择

要将预定义添加到模型,请使用模型模型保留”或“”物理场透明下的复选框选中中保留透明下复选框,可以将的保留组件几何模型。。您可以可以在定义材料材料和和分配分配物理场时时进行进行进行选择选择选择选择选择物理场透明下的复选框选择保留非贡献选择复选框以用保留列,并并不累积选择。。。

带有滚子链轮和不同域和边界选择的comsol多物理模型构建器屏幕屏幕屏幕屏幕截图
在滚子中了不同区域和边界。图中高亮高亮显示了一一个个个域域选择选择选择组。

检查构建的几何模型

几个于链轮和和的几何零件。时时时时时,需要这些参数参数参数参数参数参数参数这些小心小心选择选择选择选择允许允许范围范围范围内内的的例如例如例如例如例如例如,输入输入可能会不切无效几何形状为了避免避免此此参数检查透明,这些节点于参数其对于对于的几何是否是否可可接受。。。仅仅当当参数均均检查时时时时时时时时时时时时时时时时时时时才才才的信息。

对于必要,在参数零件添加检查是必要的对对不同

  • 滚子链
    • 滚子直径必须节距
    • 销钉直径必须滚子直径
    • 衬套直径小于滚子且大于销钉直径
  • 链轮
    • 齿数必须为整数
    • 内径必须小于外径
  • 滚子链轮总成
    • 链轮中心必须大于链轮和和
    • 第一个的必须大于等于第二个链轮

如果遇到错误,请请相应地参数并重建何。。

在链传下一博客中,我们中中您您展示如何多体多体动力学模块模块设置链传动传动

下一步

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评论(2)

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庆发潘
庆发潘
2022-06-11

案例源,有吗?

Qihang Lin
Qihang Lin
2022-06-22 comsol员工

您好,文章中您在软件零件库中该件件

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