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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
# b7 @, Z0 h, b+ J6 j! [3 ^" QICT—Torres Zha
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3 I N0 p3 E5 h, M L Q摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。% p5 `$ [# q/ u# F
关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
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- N6 L8 f# D+ \4 u2 Z! Y2 p一、背景概述
8 U5 X0 ^- r* k. J; x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。9 |; |! a- B' w* {
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) z; |: A+ ]! P3 [4 k5 S/ n
本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。
' e4 F1 {5 t% p& `) r/ ^! F4 `二、凸轮设计: n) K# h5 h2 D
1.凸轮设计的模型准备9 d8 ?5 _4 H! w. K) N" c! _! l
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)+ N8 J5 p+ c! P
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg
; k0 h7 v. C1 _# m图1& ?0 ~* _/ w0 E& H6 L
' l2 d0 F" U V4 B4 H* j, r! t6 ?3 ?2.从动件运动数据点的准备* j. B: s, F3 y9 D; F K
新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。
8 l0 B5 X4 x: Y' @ 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 / {! a2 W- ~# S6 H; k
图2$ x5 o/ g$ s6 S$ k2 e0 i
3.运动条件分析- P6 ~5 z" q- |$ W" V5 I0 \
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。
) C4 D! e( @7 k http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg7 r$ `7 z! T: \7 f& a6 n5 q3 v
图3
5 d5 l: A# U/ z X' w4.运动分析边界条件设定) q$ L! f% |$ m) m
1.启动SOLIDWORKS Motion插件
" _7 Y) [5 p0 ^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
$ V5 @% g" m/ X9 r9 Q, M6 Q% L如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。
7 Y% O% |% \8 g) q1 V在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。
Z7 A- z2 ^/ l" D7 ~' U http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg$ m x) m. J: E( ~# M5 f
图4
. s% j) C& a- i9 { v6 N" ?1 {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。: D' U( c# F) h3 z ]6 g
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg
! g) Z' H3 A* u: d) [图54 M6 y' ~8 |, l6 [* {% O" a; b
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg9 Q1 Q) `0 H' c3 {
图6
% b+ b. t/ a# x/ `! W% u. k3.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。2 v7 O8 [! R, _2 R4 U
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg
6 H! L+ x) d; O% b4 E4 B* U }" D; ~图7
K# {4 j! u& ]+ x; R- Z1 i" W4.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。
, t" `( l) U; q m2 i: j http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg5 r G+ L+ r. s3 q3 S( b! p6 i
图8$ y! f: o) L# c8 v
5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。
3 S' K5 R9 b4 a: H, Y http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg
" b4 z. F$ b: [图9
& V! N- y% M# O8 t, J) }; thttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg
+ L- l% ]$ h0 Q9 X4 e5 K2 k( E5 ~( i/ M' k; Z5 P8 O7 p
图100 x. t) {6 {+ N
6.设置运动算例属性
" F+ Q* `1 y, a7 Y2 Q [- c, u5 H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。
( _. O' Q- e6 Q4 |' X/ Q" U, I% z% X+ {8 A: u( R% G4 S! Y
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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