利用运动仿真解决复杂凸轮设计（上）

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利用运动仿真解决复杂凸轮设计

ICT—Torres Zha

# Q+ q0 U+ Z) V% {9 l! \摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。
关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计

一、背景概述
( ~. L. j( _+ ?' d: s1 A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。
3 A# ^1 K* |+ ?0 a/ Q8 |4 HSOLIDWORKS 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
+ {- ?- s$ h# l本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。
二、凸轮设计
1.凸轮设计的模型准备
; }+ l5 D0 \6 s0 m" R3 {  F! u1 p5 ]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)
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9 K; e! k) g- |* l7 Q* k6 I图1

2.从动件运动数据点的准备
新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。
) [. p$ C+ U) f  E 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                 
4 B2 c3 h& u3 ?                                                                       图2
2 K' t! H& Y  ^/ b1 B! `* N& @& c/ H3.运动条件分析
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。
9 ]8 y8 ^& _; R7 H; {) Z/ P- a; Y http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg
( \8 ]' O- x1 L$ B& k图3
3 `: k: ]2 m' \6 H: b9 B# e8 ^4.运动分析边界条件设定
1.启动SOLIDWORKS Motion插件
1 T1 S. b2 R# g7 R6 {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
, Q. j, a$ M- C7 j. P如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。
在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg
2 x, O8 ?4 |# {6 {3 [2 Q" V图4
$ G( P* n6 N0 [5 e8 L( W  s* ^0 Z7 N2.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。
9 W0 j& j+ `  u! m) F" U http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg
! e, E1 s( u7 W0 \( [图5
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& v* [/ x/ |; j: |图6
3.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。
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. ]+ d. P5 }6 z3 ~/ F4 Q图7
: E4 u! J5 g5 t5 Q! p$ [! U  C( n4.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。
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0 x* m1 \; ]9 h8 F图8
5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。
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图9                                                                              
7 h8 Z7 E! r' n. O* T3 ?& Phttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg

图10
6.设置运动算例属性
- w/ F$ Q3 b: l" R3 M3 V" ^9 {# c  d- Q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。
: l4 A$ G3 q4 h  A& Q

yc2006

mark，改天试一下

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