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谐波减速器的参数动画公众号前面文章有写过，当时设计参数取自某减速器设计手册，减速比为1:80，所以齿形相对于轮径较小。公众号logo的谐波齿轮减速比为1:17，刚轮为34齿，柔轮为32齿，齿形相对轮径较大，仅作为logo仿真演示用，本篇的部分操作与前篇不太一样，但参数仿真的思路与前篇一致。
仿真思路：通过参数表达式控制分度椭圆的旋转，使其每一帧都转个一个刚轮齿的角度，椭圆转一周，所需的帧数等于刚轮的齿数。
新建草图，绘制直径分别为100，80的同心圆，再绘制一椭圆（刚轮和柔轮的分度椭圆），添加辅助线，将其约束到两圆上，使得草图完全约束，此时椭圆的大径为50，小径为40，起始角度取60.1度。如图1所示。
图1 绘制刚轮和柔轮的啮合分度椭圆
建立如下表达式： FrameNumber=0 FN=FrameNumber
将FN表达式添加到图1所示的起始角度值中，椭圆每次转动的角度为360/34，即完整转过一个刚轮齿，椭圆转一周共计34帧。
再新建一个草图，从图1的圆分别向外偏置4，向内偏置3，外侧的偏置圆作为刚轮的齿底圆，内侧的偏置圆为刚轮的齿顶圆。以椭圆起始长轴为对称轴，绘制刚轮的齿形，单齿的角度为360/34，如图2所示。
图2 绘制刚轮齿底圆，齿顶圆和刚轮单个齿形
圆周阵列刚轮单齿，数量为34，节距角为360/34，则可到刚轮其它所有齿形。
隐藏刚轮齿形草图和阵列后的齿形，再次新建草图，柔轮分度圆向外偏置3，作为柔轮的齿顶圆，向内偏置4，作为柔轮的齿底圆。绘制一点，点在线上分别约束到柔轮齿底圆上，和椭圆的长轴上，该点作为下一步绘制柔轮齿形的参考点。如图3所示。
图3 绘制柔轮齿形参考点
沿柔轮齿底椭圆阵列上面绘制的点，即柔轮齿底圆的齿槽弧长的一半为1/64，如图4所示。
图4 阵列柔轮齿形参考点
新建草图，以椭圆起始长轴为对称轴，在该草图中绘制柔轮的齿形，阵列的柔轮齿形参考点为齿形线的端点。
沿柔轮齿底椭圆阵列柔轮单齿，数量为32，步距百分比为100/32，则可到柔轮其它所有齿形。如图5所示。
图5 沿曲线阵列柔轮齿形
放大以上柔轮的齿形可以发现，相邻齿的齿底端点并不重合，为了后面拉伸柔轮齿形的需要，新建一个草图，手动将以上齿形的端点用短线连接起来。
完成以上齿形的绘制后，再新建一草图，选取图1的圆，向外偏置10，作为刚轮的外轮廓圆，选分度椭圆，向内偏置8，作为柔轮的内轮廓椭圆。
最后再新建一个文字基准草图，添加文字到曲线上，矢量方向为与所选的文字曲线垂直，如图6所示。
图6 添加文字到文字基准草图
将以上部分草图进行曲线投影，分为刚轮部分和柔轮部分，便于接下来拉伸模型方便需要。 隐藏草图后，得到曲线型logo图，如图7所示。
图7 曲线型logo
分别选取刚轮，柔轮和文字曲线，拉伸建模，最后根据logo的定色方案，选择合适的颜色，隐藏曲线，得到图8所示的实体模型logo。
图8 实体模型logo 菜单 - 试图 - 可视化 - 创建动画，添加关键帧，步数为34，勾选更新表达式，预览动画，即可得到logo的参数动画，如图9所示。 图9 logo的参数动画（启用了艺术外观任务）
由以上的参数动画仿真思路可以看出，该思路同样也适用于运动仿真模块，选取柔轮为连杆，并定义其回转副，驱动速度设为360度/秒，解算方案时间设为1s，步数为34，同样可以得到如图9所示的仿真图，详情见源文件。
前篇的《谐波减速器的UG建模与参数化仿真》文章可点击左下角的阅读原文进行了解。
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发表于 2020-5-22 08:39:16
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