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本帖最后由 智诚科技 于 2016-1-12 14:48 编辑
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利用运动仿真解决复杂凸轮设计
3 g0 n" z' ?8 ^ |; i3 DICT—Torres Zha , |3 S3 B3 K3 ]
q. |" j" L; u) j/ d摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。
! F1 ]; {' Q1 A7 a7 k, O关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
( O1 a' w+ D8 H4 w# Z& \
% {( t2 G; C( B! Z Q; ^: j一、背景概述0 r8 f+ b" S$ ~! ~& W( v
凸轮机构最大的有点就是：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。基于凸轮的上述有点，凸轮机构被广泛的应用。然而使用传统的方法计算凸轮的轮廓费时费力。那么如何快速并且精确的得到凸轮的轮廓呢？我们可以借助SOLIDWORKS Motion来帮助我们快速完成凸轮的设计。* l' w8 H9 G2 T7 F) p, M
SOLIDWORKS Motion是一个虚拟原型机仿真工具，借助在工业动态仿真分析软件领域占主导地位达25年之久的ADAMS的强力支持，SOLIDWORKS Motion能够帮助设计人员在设计前期判断设计是否能达到预期目标
& [: o8 \: k+ l本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。, r( F R3 z- f7 b% w- v6 l
二、凸轮设计
2 T* Y; C; X$ r# c8 T; O$ `1.凸轮设计的模型准备
1 W ]7 Y! C- b6 R2 d使用SOLIDWORKS完成如下图所示装配体的建模，并添加恰当的配合。(建模过程省略)
: X( D/ F1 c6 q# e! m http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg
/ ?7 o: Y2 R0 j h图1+ ^( [% T( {! n* p
- p% L3 F. U: Y) d3 ?0 _+ i
2.从动件运动数据点的准备9 Y' q* A, Q! ]5 l
新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。/ L5 k2 D* N' a+ E' c
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344dhi16593ir79ei9c.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344bytkf0y9fgoi0itd.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345f7ukoztci7seru5y.jpg
) ~0 d; W& a+ C* p: A 图2& Z& t/ Z- S9 }- q1 T0 ~
3.运动条件分析
. p& C4 w$ V+ n- u5 _该机构中凸轮为其核心零件，但是现在它的设计还没有完成。现在已知从动件需要按照图2所示的数据点进行运动，循环时间为3秒。将数据点用图表表示如下图3所示。
+ `/ k2 S+ g: d8 d2 Q5 c http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg9 J1 j4 L7 e) ~: j
图3
% }8 L! m7 p, n$ X2 j4.运动分析边界条件设定
8 {% c H" Y9 r" |( k0 {1.启动SOLIDWORKS Motion插件) k' S5 l4 _* G" x; H9 c: |+ Y |
如图4通过选项——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion或者工具——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion启动运动仿真分析+ v9 k$ z K4 P5 P1 X) }4 x
如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。
, k* t- K0 o/ ^# q在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。! m2 U' v1 L6 {$ d* u
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg Q0 F% P& d. E3 d, j0 \& |5 |
图4( r. P5 \ q% N/ O' B/ p! [4 [
2.我们已知从动件的运动需要符合数据点的规律。为了能满足此要求，我们需要设置一个线性马达来驱动从动件。如图6马达的位置选择从动件的顶面，方向向下，运动的模式切换到数据点模式以打开函数编制程序对话框。在此对话框中设置值为位移，自变量为时间，插值类型选择Akima样条曲线。接着点击输入数据，找到我们在第3步创建的EXCEL表格并打开。在函数编制对话框中确定，在马达编辑中确定。2 L5 l* ^) G! V7 `: F5 Q2 u
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg8 F$ X7 K) [8 }$ e+ b/ ?; b" G" P& v
图5
% o+ c7 l) o |! a) K2 A" p http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg# s. [# S* P6 j( D! ?# E( E
图6
6 t! y" ~9 v7 ^# E0 o: W3.由于从动件的运动周期是3秒，为了保持同步。拖动时间栏的关键帧到3秒，将仿真的周期设置为3秒，如图7。9 u* W/ z& E. B* Y) F- g2 B
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg( @) D$ S! H- R
图7% y- r& G- A x2 R. q
4.给凸轮添加旋转马达，使凸轮在从动件的一个运动周期中旋转一圈。如图8，旋转马达的位置选择传动轴的边线。运动类型设置为等速，每分钟20圈，确定。) O2 K+ G. p( B1 I" c" V
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg
A5 |8 ?0 B$ M" G& J( [% k图8
4 I: v1 c3 M. O2 O" a& h* m5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。9 Z: N2 O# M) R8 H; \$ v \- c, r
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg
# e0 n7 H h7 p0 V9 Q; B* s图9
1 V7 P( {$ ]2 x# B4 e( D. ^http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg1 N0 d' n$ p, n; {$ a$ D9 q
( `$ Z3 t+ d2 m% a9 x2 P4 p: {) a图10
! v) ~! B4 `8 V* x7 d U* n6.设置运动算例属性4 i' G, K/ d" q8 s5 ^( e
为了使获取的凸轮的轮廓精度更高，我们需要提高每秒帧数到100，并选择精确接触。如图10。8 K& Z: q2 U( Z! s P
! k' Y1 I$ e% f( y: e, V8 D |
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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