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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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7 L- P w2 }/ d) o% Z利用运动仿真解决复杂凸轮设计 6 T; w K3 ~# L$ ?: Z% g" {
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摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。3 R: P$ v& I- o: C$ l8 ?0 E
关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
& ]' w; u. m3 [! _5 t
( d/ g, ]+ c) ^一、背景概述9 e& d$ w [6 {$ ~: j/ n
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。' A @6 Q5 {$ U5 b6 Z: K8 B! p7 i
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* t1 @) S! k9 ~1 o* v% o1 U( Z% I
本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。
6 T( [- j. z: W8 Y8 L* K7 x4 q二、凸轮设计: O* y, {0 b( G/ o
1.凸轮设计的模型准备
F/ o# K# @# J. ]7 K# q1 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)3 X" v! \, c& w. n! M, h
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg. W) a4 c" q9 ^1 X( d
图1% g! _+ Q1 {" l3 u3 o2 r# ?' a# j
+ o2 h& g7 l9 K3 G5 u' t
2.从动件运动数据点的准备
/ ~& x9 V9 Y" r, c3 ~: n: E新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。
) n+ D T, _, r5 `7 U7 x" q 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 8 l3 V5 b# z) Q
图2& `6 z; Y; F: A3 q1 h/ }
3.运动条件分析
% X7 I; q9 c/ ?1 H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。
: w( ]- W$ l( a' r http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg
+ }; [0 k# f9 r8 e9 n图3' U# S0 _3 a6 F/ r0 f+ {% N4 I. ^+ q
4.运动分析边界条件设定, [; i' v4 P, D8 F* {2 X& B7 O S
1.启动SOLIDWORKS Motion插件8 D: M, n! d1 X9 I9 y
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
/ X1 ?& O i) E9 i( c5 F如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。
# _8 [/ k' I& {在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。
3 g1 z* R/ I5 F' u" B http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg
$ t+ ~- d4 ?+ q& u0 k图4
+ M' S2 B$ J. n1 E2.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。
4 u$ y9 M+ k* H http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg
2 H) ^. S3 y7 V2 J7 o! d2 c8 H图5
: I( d9 f4 M0 y N& A http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg9 a+ t* \' j" U, C
图6* S% p7 a# T5 G& V! o" _
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。
# B0 X5 ~; P+ d http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg
f* E: u0 H* `! h" h& M图7
' [/ { x" A' m$ h! i2 K' 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。6 k! ~) b4 w$ E9 U
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg0 n9 V% g4 U( g' o/ i2 p. Z
图83 B2 r8 n3 J X/ o2 e
5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。
1 G8 E5 K8 U. f9 B6 a w http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg . A2 \5 g$ l* a- p0 t2 R
图9
. J+ B! Q: f- ~ O/ dhttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg
3 l; O, | |+ |& k4 [$ P# }5 }
! Q! J* g! I) |* |3 t a图10
8 i' r0 d+ w) m2 P4 W1 s$ o; H3 _3 f6.设置运动算例属性
- |9 W* ^6 ^! ?7 Y6 _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。/ `# m6 p& z; K: U
$ F" Y; X$ h6 B8 ^
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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