弹簧设计与参数控制在机构运行中的应用

对于有弹簧的机构的仿真，可以添加一个“弹簧”连接。弹簧在被拉伸或压缩时产生弹力，弹力的大小与弹簧受力时长度的变化有关。弹力大小的公式为F=K*（X-U），其中K为弹性系数，U为弹簧的初始长度，单位依据用户选择的单位制而不同。

弹簧可以定义在连接轴上，也可以定义在两点之间。定义的弹簧是一个虚拟的连接，只在机构模块中可见，在装配和建模模块中不显示。

下面举例说明定义弹簧的操作过程。在图5.5.1所示的模型中，两个柱形元件通过一个“滑块”连接进行装配，平移轴为柱体的中心轴。现较大柱体固定，并在两元件的中心轴处添加一个弹簧，当较小元件进行上下往复运动时，弹簧的长度将因受力产生变化。

图5.5.1 机构模型

Step1.将工作目录设置至D：\creo2.16\work\ch05\ch05.05\，打开文件spring_asm.asm。

Step2.进入机构模块。单击功能选项卡区域中的“机构”按钮，进入机构模块。

Step3.定义弹簧。

（1）选择命令。单击区域中的“弹簧”按钮，系统弹出图5.5.2所示的“弹簧”操控板。

图5.5.2 “弹簧”操控板

（2）定义弹簧类型。在操控板中按下“延伸/压缩弹簧”按钮

（3）选取参考对象。在操控板中单击按钮，按住Ctrl键，选取图5.5.3所示的两个基准点为参考对象。

（4）定义弹簧直径。在操控板中单击按钮，选中其中的复选框，输入弹簧的直径值16，单位为mm。

（5）定义弹簧参数。在操控板的文本框中输入弹簧系数30，然后单击按钮，将机构中平移轴的位置值设置为弹簧的长度（即设置U=45mm），此时弹簧显示如图5.5.4所示。

（6）单击操控板中的按钮，完成弹簧的定义。

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图5.5.3 选取参考对象

图5.5.4 定义弹簧参数

Step4.定义伺服电动机。

（1）选择命令。单击区域中的“伺服电动机”按钮，系统弹出“伺服电动机定义”对话框。

（2）选取参考对象。选取图5.5.5所示的连接为参考对象。

（3）设置轮廓参数。单击“伺服电动机定义”对话框中的选项卡，在“定义运动轴设置”按钮右侧的下拉列表中选择选项，在“模”下拉列表中选择选项，设置A=-22.5，B=0，C=67.5，T=2。

（4）单击对话框中的按钮，完成伺服电动机的定义。。

Step5.定义机构分析。

（1）选择命令。单击区域中的“机构分析”按钮，系统弹出“分析定义”对话框。

图5.5.5 选取参考对象

（2）运行运动分析。单击“分析定义”对话框中的按钮，查看机构的运行状况，观察弹簧的长度变化。

（3）完成运动分析。单击完成运动分析。

Step6.再生模型。单击功能选项卡区域中的“重新生成”按钮，再生机构模型。

Step7.保存机构模型。