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本帖最后由 智诚科技 于 2016-1-12 14:48 编辑 ' ]% E; K3 I7 u, _! K
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利用运动仿真解决复杂凸轮设计
* v- ^, T8 |! W1 j. wICT—Torres Zha
N- O) j( O- R' J! ~& V$ p1 x K: ~4 N$ r5 Y
摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。* q: r, x' V' H$ h- e" ?
关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
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5 C' u2 p; L8 `% k% J" i+ j一、背景概述! a6 h; d( y- x% s; B+ ^0 t( f
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。) ~* U9 B3 `$ D: l; {
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
b4 c! ^. Z9 i* R6 o9 @0 V本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。
* h' f$ ^0 d; N1 v9 a- }二、凸轮设计* f- l- _/ x& [* B
1.凸轮设计的模型准备! V9 I3 ]" a4 |* Y ]
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)% f% P7 T& S: V8 d6 Q$ \
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg; \3 H) C2 O; U" e& F
图1
" T; G& D- q7 v# B$ N! y/ |, r: H i! M4 k/ R# Q, T/ s
2.从动件运动数据点的准备
& X7 L, s; u( L! A新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。
: ?9 [0 Z4 H5 B 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
. w# |$ ]+ `' {3 S* g& w9 a 图2
: N4 Y3 E3 X7 X2 o; |3.运动条件分析
+ `; Z$ y2 [- f- T& w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。% B7 l7 h3 }3 t% _* m' H
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg
# c6 R& N* z; E3 z9 ?' F/ I图3
- G0 p6 W; o6 [7 I4.运动分析边界条件设定2 G) s: Q6 c; ]7 s( B k, O
1.启动SOLIDWORKS Motion插件
+ t% \) T8 A0 b2 b5 `2 i8 [- p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
, v! y5 m- Y6 w& e; ?) C. ]8 ]如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。" T: [' W5 O/ C$ q6 |
在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。* Y1 O7 d4 f% Q
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg
3 ^0 E7 K" I4 }1 X" b图4
# P) W" f9 A% b7 Y$ Q2.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。- P9 F4 `( o& R
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg
* t# X# a* G. L! F' l9 s图51 F- H( K( f/ L- `
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg
6 P. u( x; j5 ~. s' {; }图6
# \, P9 R: N, s" `3 |- J3.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。" `8 n4 L3 P' g; m8 q) H
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg
) i) f$ E q2 H E图7# ~& M/ N! w( k! }/ X4 b
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。
( ], i8 d# h$ D" X: Y$ t7 C http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg
3 z* A' _5 x5 D! @; A0 Y) O+ z图88 f$ S0 k2 O: r h* O9 x( w+ n. R1 O
5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。% L! ^. q' q' Q" E8 z# U1 a0 _
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg . b2 ^% B* {/ l. q! W1 X" H
图9 1 @! O& s7 @) \7 G3 D
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg: s2 b: p3 X5 i- a0 f; F7 N
3 x0 l: ?2 r0 v" R: Q+ M图109 ~7 b! h6 q$ Y2 ?3 v+ S; R
6.设置运动算例属性
: T# b8 [3 K: v, r7 W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。) d! O- y$ {! V, H
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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