万向轮螺旋滚子受压变形的有限元分析-学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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第11卷第2期
中国工.程机械学报
2013年4月
CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCTION MACHINERY
pr.,2013
万向轮螺旋滚子受压变形的有限元分析
谢霞',严雷2,贾巨民
(1.军事交通学院装运机械系,天津300161;2.军事交通学院学员旅,天津300161)
摘要:根据螺旋滚子曲面重构得到的数据,利用Pro/E软件进行了三维实体建模,在 ANSYS软件中建立滚子的
有限元模型,并进行受力变形的有限元仿真,得到了变形图和位移云图,对仿真结果进行了分析,找到了滚子在
轴线方向和垂直方向的最大位移处,为合理选材提供了依据.结果证明,螺旋滚子在受压变形下,实际轮廓线会
偏离理论理想轮廓线.为了使全方位移动平台运行平稳精确,需要在滚子设计制造时,考虑受力变形的影响.分
析结果对于提高平台的运动精度和承载力,使其更好地推广应用具有重要意义
关键词:万向轮;螺旋滚子;有限元仿真;运动精度
中图分类号:TH123
文献标志码
文章编号:1672-5581(2013)02-0152-05
Finite element analysis on compressive deformation
for helix rollers of universal wheel
XIE Xia, YAN Lei, JIA Ju-min
1. Handling Equipment Mechancal Deparment, Military Transportation University, Tianjin 300161, China
2. Cadet Brigade, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)
Abstract: According to the surface reconstruction data of helix rollers, a 3D solid model is first established
via Pro/ETM. Then, a roller finite element modeling, together with the loading deformation simulation, is
conducted using ANSYSTM to obtain deformation diagrams and displacement nephograms. By analyzing the
simulation results, the maximum roller displacements in the axial and vertical directions are next detected
for rational material selection. Finally, it is found from results that, when the helix roller is compressively
deformed, the actual contour is different from theoretically-ideal contour. To guarantee the precision and
stability of omni-directional moving platform operations, the loading deformation is considered with roller
design and manufacturing. Therein, the analysis results delivers a applicable significance upon platform
kinematical precision and loading capability enhancement
Key words: universal wheel; helix roller; finite element simulation; kinematical precision
全方位移动平台是一种可在平面内实现横向大的影响.本文将对螺旋滚子进行有限元仿真,研
运动、纵向运动、斜向运动、旋转运动等全方位移究滚子在受压情况下的受力分布以及各部分变形
动的机构,在万向又车、移动机器人等机构中应量的大小,研究实际廓线与理论廓线之间的关系,
用广泛2?.由于其转动半径小,运动灵活,非常适为螺旋滚子设计、制造提供理论参考和依据
于在仓库、舰船、机场等狭小空间内作业
全方位移动平台的的核心部件是万向轮,它可1螺旋滚子简介
以使平台实现全方位移动,而万向轮中螺旋滚子的
外廓曲线又直接影响运动路线的精准度和运动过
螺旋滚子是万向轮的核心组成部分,一般为2
程中的平稳度,因此滚子形状对于机构性能有着重个1对、6对或9对组成1组,均匀斜向分布在轮毂
基金项目:天津市科技支撑重点资助项目(12 CZDGX02200)
作者简介:谢霞(1970-),女,副教投,工学博上.E-mail:xiexia606sina.com