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本帖最后由 智诚科技 于 2016-1-12 14:48 编辑
8 U8 T" X! ^8 [$ q7 e+ g0 y7 ?% f0 s4 V- z/ Z! D5 X) P) j! f/ f, P
利用运动仿真解决复杂凸轮设计
3 x) O2 H) ?1 [ p+ M$ g0 R! RICT—Torres Zha ' Y6 O4 B3 i& x% A9 z% z& d
3 v5 s0 i+ |% P8 j% E1 f! ~摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。
: Y/ w$ F; o- D. T( ^* j关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
1 r1 \& c) Y' V0 S$ N1 s8 q8 r' a
! X) ^, E2 G# L2 I) [9 C5 W一、背景概述
9 u8 l' ]9 H A6 H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。
* S2 m% P3 m; ySOLIDWORKS 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
" C1 c M1 [. B+ u+ Y" n本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。! k/ f7 p4 s+ k: k: [6 H2 w' G( n
二、凸轮设计
& m1 d. \' E, `! y) K1.凸轮设计的模型准备5 |( C& h. S& x6 @9 P
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)
" n# U6 _9 f, q& E2 U+ S http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg
) K9 r2 c: H" _5 g2 J图1
9 h& [/ b9 H2 G8 i( t, K6 Q& C
2.从动件运动数据点的准备
0 E) Q1 o/ r' a5 q1 ?' `/ k; C2 _新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。. |- j! P, d: O
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
" Q/ j) X; H# l: H5 K, m6 H" U/ l 图2
2 s9 S: b: m" y+ i: h" [% H3.运动条件分析5 l4 l' V% A) }2 U$ a
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 S0 o( j, S" O: a! J1 Y
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg
/ A9 W+ O. i) |/ L$ [图3; l0 M# ~0 z) i4 w% [! Q# z( Z/ h- b5 {
4.运动分析边界条件设定
3 r! N }+ I" h" j$ \& Z1.启动SOLIDWORKS Motion插件5 `' x" `: S: \6 J4 f |. ? t6 l
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
4 z1 o$ P- J5 [0 Z {5 b5 C" K如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。; @) s* k7 O D& h& _
在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。
5 l7 t3 _2 P5 C5 ]6 `, ?6 R3 b% G! k http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg
' w6 Y% n* m) d1 N! _3 m$ N, ^0 O图4
" ^) S; j* _/ c' j) y* ?% L. {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。% m- b2 u7 P# M
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg& ^3 [! u) H2 F8 r, `# ~
图5
# W. `' {1 Y1 q2 g( S http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg
4 r# W- K' v4 y! t7 p; j图6/ P% X' a2 }# P0 i8 _
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。' l1 K9 p# A2 j# R; C9 f/ ^% `) s
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg0 i1 o' S# ]' C/ q; [1 h S8 i% L
图7
. C% N' d7 ^8 d" k q2 d4.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。 }& l s( }* j
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg
' e; x1 M) @& G$ z图8: J3 T k! o3 G. X
5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。
$ ?- R& Y+ v& Z9 v1 u# g+ q http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg ) _0 I% T F6 t+ I0 l
图9
7 d) Z1 p% y% ^" ]8 E+ E8 Zhttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg& v( O1 l" e7 P& R
# @+ a7 H: O% ~. e7 r) e/ B( m图10
U5 j1 n: L4 M5 r8 Q1 f: e6.设置运动算例属性+ Z+ I/ M! t" A0 m/ j; o, B
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。
0 @- ]' _4 Y3 t9 J$ |7 S ^/ V1 L; K& d8 ^
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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