摩擦无处不在,正因为有了摩擦,车辆才能奔跑和停止。机械部件之间的传动也存在着不可忽略的摩擦力,正因为这些摩擦力的存在,机械传动中会存在摩擦损耗,也就是我们常说的机械传动效率。那么我们使用solidworks进行运动仿真时,如何计算机械传动过程中的摩擦力呢?
猫亮设计在下面的内容中给大家介绍一下在solidworks的运动仿真模块中如何设置摩擦系数并解算摩擦力的大小。
运动仿真模型建立
建立下面这个模型,在下方平板固定,在平板上方有一个滑块,滑块下表面与平板顶面重合。
注意:提前设置好装配体中各个零部件的密度。
运动仿真分析
打开solidworks motion插件,进入运动算例,根据装配体方向,参考solidworks界面左下方的坐标系,添加一个竖直向下的重力。
根据建模时设置好的密度,装配体中每个零部件都会有各自的重量,有了重量后,在接触面上就会产生摩擦力,摩擦力的大小会根据摩擦系数进行计算。
使用实体接触,设置零件和零件之间的接触,并定义摩擦系数。
在接触设置中取消材料前面的√,勾选摩擦,自定义摩擦系数,摩擦系数可以定义静摩擦系数和动摩擦系数,以及从静摩擦到动摩擦的过渡速度。
摩擦系数设置的具体含义如下,摩擦系数为纵坐标,摩擦过渡速度为横坐标,通过这四个参数点的输入,solidworks会自动拟合一条摩擦曲线,在运动仿真运算中,摩擦力的计算会参照这条曲线计算。
前面的设置完成后,为了驱动滑块的运动,我们还需呀对滑块添加一个驱动力。
在motion中选择滑块的端面添加一个力,力的大小采用数据点的方式加载。
点击编辑后,在数据点的表格中输入以下数据,插值类型选择线性,添加一个突增突卸的力。
采用力的大小请自行根据模型的大小及密度进行调整,要迫使滑块运动,这个力要大于静摩擦力。
前面所有的设置完成后,完成motion分析的计算,这里的计算时间选择的是0.3S。
结果处理
在motion分析中创建一个结果图标,按下图选择摩擦力,指定图标摩擦力的对象为重合关系,得到这个配合的摩擦力。
摩擦力幅值的图表如下,在滑块受到阶跃力后,摩擦力的变化如下,摩擦力的最大幅值为0.11N。