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机械设计常用资料(36)之基于solodworks软件零件/装配体的转动惯量计算

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一、使用solidworks软件计算零件或者装配体的转动惯量的一般步骤。

第一步:设置零件的材质;

第二步:设置零件坐标轴;

第三步:通过软件的评估,质量属性,查看零件或装配体的转动惯量。

注:由重心决定的转动惯量在工程实际中大部分情况下不适用,所以本文仅对由输出坐标系决定的转动惯量进行讲解。

二、简单零件的转动惯量计算。

简单回转体零件建模时,如果零件的旋转中心刚好在软件的默认坐标轴重合时,直接通过评估,质量属性中的由输出坐标系决定的惯性张量中查看。(注意惯性张量的单位。

①建模时刚好与坐标原点重合:

且回转轴与坐标系的Z轴重合。

转动惯量结果查看:

从软件界面的评估,质量属性,由输出坐标系决定的惯性张量查看,该零件绕z轴旋转的转动惯量为Izz=2650718.80g*mm^2(选型计算时为方便计算,结果可保留小数点后一位,按近似结果进一位取值)

②建模时旋转轴不与坐标原点重合时,此时由默认坐标读取的转动惯量结果为,回转体围绕z轴的转动惯量Izz,可使用平行轴定理计算其绕自身轴线旋转的转动惯量I。

Izz=I+md^2

式中:

Izz一一回转体绕z轴的转动惯量;

I一一回转体绕自身轴线旋转的转动惯量;

m一一回转体的质量;

d一一回转体到旋转中心的距离。

三、较复杂单个零件的转动惯量计算。

①创建坐标系的步骤:

第一步:创建坐标系的三个基准面。先创建基准面一,然后在所创建的基准面一上绘制互相垂直的两根直线,用于创建另外两个基准面。

第二步:创建坐标系,在参考几何体中选择坐标系,然后依次点选草图上的交点(作为坐标原点)和刚创建的基准面。

第三步:评估,质量属性,选择刚创建的坐标系,重算,查看结果。

计算图示零件绕蓝色转轴旋转的转动惯量:

方法一

步骤一:创建坐标系;

步骤二:查看结果,评估,质量属性,在报告与以下项相对的坐标值中选择刚创建的坐标系,点击重算,查看由输出座标系决定的惯性张量。

①新建坐标系我们需要有三个基准面,基准面一可选择零件上的平面。

参考几何体一一基准面

②在刚创建的基准面上绘制两条互相垂直的直线,用于常见另外两个基准面。

③创建另外两个基准面。

参考几何体,基准面,选择草图上的直线以及另一个基准面。

④创建坐标系。

参考几何体,坐标系,选择依次选择刚才绘制草图的交点和刚创建的基准面,点击确认,完成坐标系的创建。

⑤查看结果:

评估,质量属性,选择刚新建坐标系,点击重算,在由坐标系决定的惯性张量中查看对应的数值。图示零件的转轴与坐标轴x重合,故该零件的转动惯量为Ixx。

方法二

步骤一:新建装配体;

步骤二:创建基准轴;

步骤三:添加配合,使旋转轴与基准轴同轴;

步骤四:查看结果,评估,质量属性,由输出座标系决定的惯性张量。

四、装配体转动惯量计算。

装配体转动惯量的计算方法与上述零件的转动惯量的操作相似,可选择新建坐标系的方法,也可以采用将组件看成一个整体重新插入到新的装配体中的方法。推荐使用方法二,将需要计算转动惯量的零部件看成一个整体,插入到新的装配体中,然后创建基准轴,选择旋转轴与所创建的基准轴线重合的方法来计算装配体的转动惯量。

注意计算转动惯量时,不包含在内的零件需要压缩掉(不是隐藏)。

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