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本帖最后由 智诚科技 于 2016-1-12 14:48 编辑 1 e8 T* R+ }7 G9 z3 R3 K" u/ Q
/ w& } D% z8 A! [. t: h8 d0 O# y利用运动仿真解决复杂凸轮设计
, L: \5 g7 g) D1 u4 a$ `ICT—Torres Zha & g4 W( h7 Y3 [) G
+ _' R! P& o- K; @, E摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。5 U% \9 `& s3 i' I' v/ b d" s
关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
3 x: R) ]. d: \$ ?' w8 Y& D
7 K' A2 L# o# P' }一、背景概述9 ?% {$ o {! D7 I9 K- ~6 ^
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。
% V- n* q3 P8 t% }1 ~/ ?: eSOLIDWORKS 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
8 H: j5 G5 n( D2 [/ {1 H本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。" R, j2 x2 t3 j! W
二、凸轮设计$ b0 Q i6 a! i0 p) {" n% i
1.凸轮设计的模型准备
+ `! @: S9 j( y! Y, ~. s* O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)+ j5 m0 y+ j5 E( f, M2 K
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg
5 S+ n2 E2 B+ P) B& ]图1
6 c! j/ \$ f0 Y0 S; W X, X
3 e% U# V$ r1 H1 A. X, q# Y2.从动件运动数据点的准备
: [" d! H+ c0 G/ O% @新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。$ @$ i( t8 y' I \7 g6 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 $ T/ R( o* R6 M" G( z
图28 B: {; a: ~$ t! V# L
3.运动条件分析% Y8 @& E% l7 w7 x: m1 ?0 Q
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。( \$ t" l6 ]- q! V% P1 C
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg) H3 n- k' g6 J, a7 d
图3
3 M! {4 F% b" \" Q4.运动分析边界条件设定$ Q; A2 \( d# E0 A5 ^5 E
1.启动SOLIDWORKS Motion插件
: h* M1 _' |- R8 @: s j% P. U& Z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
1 }6 M* v8 z, l如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。! q& ~8 K$ x' d7 F% {+ v4 k
在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。2 ?3 ?7 ?! v& `! ^0 W
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg
G2 z9 e# y, q: c图4) U' Z+ ~: f4 l5 \
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。
% O6 c' w0 Q4 _, n* P http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg
- M* x5 B& e- w/ Y# ?$ l图5+ f/ L- M# \& w. k2 h
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg
$ L n1 Z2 [4 [, G% t图6) ~, x* W* D3 Y! l0 X7 v) [
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。
6 P8 H* `1 R9 T: b http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg8 N7 u9 ^8 e5 Y
图7
/ A/ X8 Z& i* q4.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。
' F/ Y# r, U1 ^ R5 }8 |0 \2 n http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg5 | A+ `4 {7 G# ]2 ]: b M
图8
& Q" G7 c8 l _5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。
( T2 O2 Z4 L& @! Z http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg
% W9 W, l1 X6 T; A图9 . a3 A! W' r5 ^" J2 W! X* Z
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg1 T( B$ E% M. S" o
- {$ O' k/ C" c* I% x
图10
3 I) c* h/ q: l. \: a% d) u6.设置运动算例属性
1 R" b! f3 r- ^; o3 z6 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。+ j, \9 l: i- Z8 ?% p
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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