[发明专利]大型船用曲轴车床的运动学与动力学仿真分析方法

摘要

本发明涉及一种大型船用曲轴车床的运动学与动力学仿真分析方法，具体步骤是：1.三维几何建模，2.物理加载模拟，3.运动学分析，4.多体动力学分析，5.优化分析。根据仿真分析的结果对曲轴车床加工系统进行合理的评价，如对曲轴的转速，安装误差大小做出调整与控制，以适应机床正常工作的要求，进而对整个模型的加工状态进行科学评价，并以此进行改进与优化；同时仿真分析的结果得到的约束反力载荷数据为曲轴车床进行结构优化分析以及对局部零件如轴承与齿轮等的精确受力状况提供可靠数据信息；得到的轴系扭矩数据对电动机的选取，零件间的反力数据为进行零部件结构优化分析等提供了可靠的保障。

主权项

1. 一种大型船用曲轴车床的运动学与动力学仿真分析方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)三维几何建模用PRO/ENGINEER软件对大型船用曲轴车床，包括床身，床头架，滑板，支架及相关部件进行单独几何建模，并按零部件关系在PRO/ENGINEER软件中装配成曲轴车床的三维几何模型；用PRO/ENGINEER软件分别对曲轴的安装误差与自身几何误差进行三维建模；用PRO/ENGINEER软件进行所有齿轮的参数化建模，并按齿轮间关系装配成车床整机系统的床头箱传动系统；(2)物理加载模拟在PRO/ENGINEER中装配完成后，将装配好的模型导入到PRO/MECHANISM模块中，首先对组装好的模型进行连接检查装配的连接情况，连接成功后，定义各类连接、齿轮副连接、定义伺服电动机；(3)运动学分析在以上所有步骤都完成的基础上，在PRO/MECHANISM中创建运动学分析，输出曲轴任意点的位置、速度、加速度；(4)多体动力学分析在运动学分析的基础上创建多体动力学仿真分析，仿真零部件间的反力，扭矩参数；(5)优化分析比较曲轴几何变形及安装误差的情况对齿轮的位置、速度、加速度的变化以及曲轴对主轴反作用力的变化，进而对整个模型的加工状态进行科学评价，并以此进行改进。