棘轮机构在SolidWorks中的建模装配与运动分析

   棘轮机构是含有棘轮和棘爪的步进运动机构，一般用于传递平行轴的运动。在机械中一般应用在转速不高和要求间歇转动的装置中，如牛头刨床的横向进给机构、自行车后轴的齿式棘轮超越机构、防逆转棘轮机构等等.SOLIDWORKS是优秀的CAD的软件之一，它可以精确地建立各种复杂的实际仿真模型，COSMOSMOTION是其CAE的应用插件，它可进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等，并以动画、图形、表格等多种形式表示其结果，以此可指导修改零件的结构设计或调整零件使用的材料。
  
   1  SOLIDWORKS软件在棘轮机构中的应用
  
   下面以实例来说明其分析过程.
  
   1)打开SOLIDWORKS2007，并且将工具中的插件COSMOSMO"I"ION2007勾选.
   2)新建零件1地板，在基准面中新建草图1,并给予拉伸1、拉伸2、拉伸3、拉伸4特征，三维模型如图1.
   3)新建零件2棘轮，在基准面中新建草图，并给予拉伸1、切除一拉伸2二维模型如图2.
   4)新建零件3棘爪，在基准面中新建草图，并给予拉伸特征，三维模型如图3.
   5)新建装配体，导人刚才的3个零件.井添加关系，3个重合和2个同轴心关系，如图4.

   6)打开MOTION菜单，将地板设为静止零部件，将棘轮和棘爪设为运动零部件，这时COSMOSMOTION会自动将SOLIDWORKS装配树映射到COSMOSMOTION约束中去.并且右击约束中的重合，将之删除，右击约束添加3D碰撞，选择棘爪和棘轮，点击应用并关闭.如图5
   7)单击力中的单作用力，添加单作用力.选择棘爪，并定义受力部位、参考部件、位置及方向，并应用.给棘爪添加一个向下的力，如图6.
   8)右击旋转副，选中属性，运动作用在绕Z轴旋转，运动类型选择速度，初始位移为零，为恒定值，角速度是每秒种5度.如图7.
   9) COSMOSMOTION中应首先对其零件的干涉检查，点击查找干涉，如图8.选择要检测的零件，现在就查找，显示不存在干涉，
   10)单击智能运动构件器巾的仿真在参数中输入5秒种，帧的数目100，点击仿真.右击轨迹跟踪，如图9.选择中的棘轮上的尖点，出现的轨迹如图9.
   11)右击速度，生成速度.选择棘轮以及棘轮上的尖点，并且右击速度绘制曲线X轴分量如图10，从图中可以看出最大值以及最小值.
   12)右击加速度，生成加速度选择棘轮以及棘轮上的尖点，而且右击加速度绘制曲线X轴分量，如图11，同样可从图中可以看出最大值以及最小值.
   13)由于在自带的插件COSMOSMOTION分析不是那么方便，我们可以将运动中输出结果格式保存为*. csv到电子表格EXCEL中，轻松通过各种函数可以看出它的速度、加速度、角度的最值，同时也插入图表可作进一步的分析.
  

   2小结
  
   分析了机械常用的棘轮机构在SOLIDWORKS软件中进行建模、装配、干涉检查、以及在COSMOSMOTION中进行运动特点的分析.各行工程技术人员应逐步认识到CAD/CAM/CAE技术在现在工程中的重要性，掌握其中的一种或几种软件的方法和技巧，已经成为工程技术人员参与日益激烈的市场竞争的必备技能之一。