謝仁華,管嫦娥,祝建孫

(江西應用技術職業(yè)學院,江西 贛州 341000)

基于Pro/E的V帶長度計算參數(shù)化建模研究與應用*

謝仁華,管嫦娥,祝建孫

(江西應用技術職業(yè)學院,江西 贛州 341000)

給出了V帶長度計算公式,提出了一種計算V帶長度的新方法--基于Pro/E的參數(shù)化計算模型,進行了實例應用,并分析、比較計算結果.結果表明,該模型計算值不僅滿足設計需要,還比公式計算值精度更高.

V帶;長度計算;參數(shù)化建模;Pro/E

V帶傳動是最常見的機械傳動,在V帶傳動設計中,通常都是根據(jù)公式計算V帶長度的[1].本文通過分析V帶長度的計算原理,利用Pro/E的參數(shù)化建模和測量功能模擬V帶傳動時的狀態(tài),以實現(xiàn)V帶長度計算參數(shù)化建模.這樣做,不僅直觀實用,而且精度更高.

1 V帶長度計算原理及計算公式

式(2)中:1dd 為小帶輪基準直徑;2dd 為大帶輪基準直徑.

圖1 V帶長度計算原理圖

2 參數(shù)化計算模型的構建

2.1 設置V帶傳動的主要參數(shù)

V帶傳動的參數(shù)主要包括帶輪基準直徑和中心距.利用菜單命令:工具→參數(shù),建立V帶傳動的主要參數(shù),如圖2所示.

圖2 V帶傳動主要參數(shù)

2.2 V帶參數(shù)化計算模型的構建

執(zhí)行菜單命令:插入→模型基準→草繪,用繪圓命令〇繪制大小帶輪,同時,用水平約束功能把大小帶輪圓心約束在同一水平線上;再次執(zhí)行菜單命令:插入→模型基準→草繪,用繪同心圓命令繪制V帶與帶輪的貼合部分,用繪相切直線命令繪制V帶的懸空部分,最后經(jīng)修剪得到V帶的參數(shù)化計算模型,如圖3所示.

圖3 V帶參數(shù)化計算模型

2.3 Program設計程序的修改

Pro/E造型時會生成Program設計程序,修改Program能對Pro/E進行二次開發(fā)[3-4].執(zhí)行菜單命令:工具→程序→編輯設計→自文件,將打開Program設計程序,對程序進行相應的修改.

在INPUT與END INPUT之間輸入以下參數(shù)語句和提示語句:

DD1 NUMBER

"請輸入小帶輪基準直徑:"

DD2 NUMBER

"請輸入大帶輪基準直徑:"

ANUMBER

"請輸入兩帶輪中心距:"

在RELATIONS與END RELATIONS間輸入以下關系式:

SD0=DD1 /*小帶輪基準直徑

SD1=DD2 /*大帶輪基準直徑

SD2=A /*兩帶輪中心距

程序修改完成后,如圖4所示,點擊保存退出,此時會彈出"確認"對話框,選擇"是"即可.

3 參數(shù)化計算模型的實際應用

構建好參數(shù)化計算模型,修改好設計程序后,便可利用其進行V帶長度計算.

執(zhí)行菜單命令:編輯→再生,將彈出"得到輸入"菜單,如圖5所示,選擇"輸入",會彈出"INPUT SEL"菜單,如圖6所示,單擊"全選"后,將依次詢問帶輪基準直徑和中心距,按序輸入表1第1組數(shù)據(jù),將自動重新生成參數(shù)化計算模型.執(zhí)行菜單命令:分析→測量→長度,將彈出"長度"測量對話框,如圖7所示,選擇整個V帶為測量對象(在模型樹中單擊草繪2即可),對話框中的曲線特征長度將更新為4 043.78 mm,該值便為V帶的長度.

圖4 Program設計程序

圖5 "得到輸入"菜單

圖6 "INPUT SEL"菜單

圖7 "長度測量"對話框

表1 V帶長度計算值分析比較(單位:mm)

4 計算結果的分析和比較

依托參數(shù)化計算模型,采用同樣的測量方法分別輸入表中第2組、第3組帶輪基準直徑和中心距值,從而可得V帶的長度值分別為3 635.95 mm和1 479.09 mm.分析、比較模型計算值與公式計算值,結果如表1所示.

從表1中可以看出,兩者具有一定的差異.出現(xiàn)這種差異的主要原因是,計算公式在推導的過程中作了近似替代,造成精度損失.

進一步分別比較1組與2組、2組與3組的計算結果,不難看出:①當中心距相同時,大小帶輪直徑相差越大,則公式計算值與模型計算值差異就越大.②當大小帶輪直徑相同時,中心距越大,公式計算值與模型計算值差異越小.但是,不管差異大或小,對V帶傳動都不會有影響,這是因為使用V帶傳動時,中心距可以在一定范圍內調整,并且V帶的漲緊裝置也能彌補帶長差異.如果采用標準帶長(即V帶的基準長度),則不論是以公式計算值選取帶長,還是以模型計算值為參考選取帶長,所選取的V帶基準長度都是一致的,如表1所示.

5 結論

構建的參數(shù)化計算模型,不僅適用于V帶傳動,也同樣適用于平帶和同步帶傳動.在推導計算公式的過程中,由于實現(xiàn)了近似替代,因此,會造成精度損失.因為計算模型采用了參數(shù)化建模,不存在近似替代,所以,獲得的計算精度更高,完全滿足設計要求.

依托設計程序Program,對Pro/E進行二次開發(fā),能拓展Pro/E參數(shù)化建模功能在設計計算領域的應用,而不僅局限于實體建模.

[1]張飛.多V帶傳動驅動力分配及其磨損規(guī)律研究[D].青島:青島理工大學,2013.

[2]楊作宇.帶傳動中帶輪包角和帶長計算公式的推導[J].職業(yè),2008(8):113-114.

[3]謝仁華,俞高虹,趙勻,等.基于Pro/E的齒輪跨棒距計算參數(shù)化建模研究與應用[J].機械傳動,2008,32(1):55-57.

[4]鐘啟,李瀟波,邱清盈,等.基于Pro/Engineer二次開發(fā)的帶傳動參數(shù)化CAD[J].輕工機械,2006(1):69-71.

謝仁華(1976-),男,江西于都人,碩士研究生,講師,主要從事CAD/CAM方面的教學與科學研究.

〔編輯:白潔〕

TP391.72

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.22.001

2095-6835(2017)22-0001-03

江西省教育廳教學改革研究資助重點項目(項目編號:JXJG-16-52-1)