基于CATIA和ADAMS的弧面分度凸轮机构的建模和仿真
UG机械设计实例教程 第3章 凸轮机构的建模与运动仿真
推程曲线
远休止曲线
回程曲线
任务实施
1.零件造型—从动件建模
任务实施
1.零件造型—机架建模
任务实施
2.装配—凸轮机构的装配
1
2
4
3 5
任务实施
3.运动仿真-基本流程
01
确定运动构件
02
确定两构件的运动副类型
03
确定原动件，即驱动运动副
04
确定驱动参数，求解
任务实施
3.运动仿真-操作过程
1 添加连杆
2 添加运动副
3 设置机架
4 添加驱动
5 仿真计算 7 运动播放与追踪
6 仿真结果分析
第三章 凸轮机构的建模与运动仿真
技能目标
01
掌握解析法绘制凸轮轮廓曲线
02
了解凸轮轮廓曲线设计编程
03
掌握 UG 表达式参数化建模方法
04
掌握凸轮机构运动仿真的基本操作
任务引入
凸轮是一个具有轮廓曲线或凹槽的构件， 凸轮转动会带动从动件实现预期的运动规律。
1-凸轮 2-滚子 3-从动件 4-机架
设计如图所示的滚子直动从动件盘形凸轮机构。 已知凸轮 1 匀速转动, 带动滚子 2 和从动件 3 运动, 输出运动为从动件的直线往复运动。 要求将凸轮机构建模并模拟仿真其运动规律。
弧面分度凸轮机构三维建模及数控加工仿真的开题报告
弧面分度凸轮机构三维建模及数控加工仿真的开题报告一、研究背景与意义：随着现代制造业的快速发展，人们对于机械制造设备的精度、效率、安全性等要求也逐渐提高。
在机械加工中，凸轮机构是一种非常重要的传动机构，它广泛应用于各个领域中的自动化设备、车辆引擎、飞机发动机、工业机器人等高精度、高效、高质的机械系统中。
其中，弧面分度凸轮机构是凸轮机构中重要的一种类型，它的结构复杂，加工难度大，而且多为曲面加工，因而往往需要借助计算机辅助设计和数控加工技术来实现。
因此，本次研究拟基于CAD/CAM技术，对弧面分度凸轮机构进行三维建模及数控加工仿真，旨在提高凸轮机构的设计精度及加工精度，提高生产效率，降低制造成本，为精密机械制造业的发展做出贡献。
二、研究内容：1. 研究目标本研究的目标是利用CAD/CAM技术进行弧面分度凸轮机构的三维建模和数控加工仿真，实现凸轮机构的准确设计和高精度加工。
2. 研究内容（1）弧面分度凸轮机构的结构研究。
对弧面分度凸轮机构结构及工作原理进行研究分析。
（2）弧面分度凸轮机构的三维建模。
采用CAD软件对弧面分度凸轮机构进行三维建模，包括构建几何模型、定位、裁剪、修整等操作。
（3）凸轮机构的加工仿真。
利用CAM软件对凸轮机构进行数控加工仿真，包括加工路径规划、工艺参数设置、加工参数修正等操作。
（4）实验测试与数据分析。
通过加工试验和测试，对弧面分度凸轮机构进行性能测试和数据统计分析，验证数控加工仿真的可行性和准确性。
三、研究方法：本研究采用CAD/CAM技术，通过三维建模和数控加工仿真技术，对弧面分度凸轮机构进行设计和加工仿真。
主要采用以下方法：1. 弧面分度凸轮机构结构的分析和设计方法。
2. 基于CAD软件建立弧面分度凸轮机构的三维模型。
3. 基于数控工具路径的规划系统（CAM）对凸轮机构进行仿真加工。
4. 利用实验测试数据对仿真加工进行验证并进行分析。
四、预期结果：本研究旨在实现弧面分度凸轮机构的准确设计和高精度加工，期望取得以下成果：（1）建立弧面分度凸轮机构的三维CAD模型。
用ADAMS进行凸轮机构模拟仿真示例
用ADAMS进行凸轮机构模拟仿真示例引言在机械工程领域，凸轮机构是一种常见的机构组成部分，广泛应用于工业生产和制造。
凸轮机构的设计需要考虑到凸轮曲线的形状和运动参数对传动性能的影响。
为了评估和优化凸轮机构的性能，我们可以使用计算机仿真软件进行凸轮机构的模拟仿真。
ADAMS是一款被广泛应用于机械系统仿真的软件工具，本文将通过一个示例来介绍如何使用ADAMS进行凸轮机构的模拟仿真。
凸轮机构概述凸轮机构是一种将轮廓复杂的凸轮运动传递给连杆的机构。
它通常由凸轮、从动件和驱动件构成。
凸轮是核心部分，它的轮廓决定了从动件的运动轨迹。
通过凸轮的运动，从动件可以实现往复、旋转或其他特定的运动方式。
凸轮机构在内燃机、机床、汽车等领域得到广泛应用。
ADAMS概述ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款用于机械系统动力学仿真的软件工具。
它提供了丰富的建模元素，可以快速和准确地建立机械系统的模型，并通过求解动力学方程来模拟机械系统的运动。
ADAMS具有友好的用户界面和强大的计算功能，被广泛应用于机械工程领域的仿真和优化。
凸轮机构模拟仿真示例为了演示如何使用ADAMS进行凸轮机构的模拟仿真，我们将以一个简单的例子来说明。
假设我们要设计一个四连杆机构，其中一根连杆由凸轮驱动。
该凸轮的轮廓为心形曲线，从动件为简单的滑块。
首先，我们需要建立凸轮机构的模型。
在ADAMS中，可以通过创建凸轮、连杆、滑块等元素来建立凸轮机构的模型。
通过定义凸轮的曲线形状和连杆的运动参数，我们可以构建出凸轮机构的模型。
接下来，我们需要定义凸轮机构的运动条件。
在ADAMS中，可以通过设置凸轮的运动方式和频率来定义凸轮机构的运动条件。
根据凸轮的运动，ADAMS可以自动计算连杆的运动轨迹。
然后，我们可以进行凸轮机构的模拟仿真。
在ADAMS中，可以通过启动仿真来模拟凸轮机构的运动。
ADAMS会计算连杆的运动轨迹、速度、加速度等参数，并显示在仿真结果中。
可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构的设计与仿真
可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构的设计与仿真可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构的设计与仿真一、引言弧面分度凸轮机构是一种广泛应用于机械传动系统中的重要机构，它通常用于输入一定转速的连续旋转运动，并输出特定分度数的间歇性运动。
凸轮机构的设计与仿真对于机械传动系统的性能优化和运动控制具有重要意义。
本文旨在设计一种可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构，并通过仿真验证其性能。
二、凸轮机构的基本原理凸轮机构由凸轮和推杆组成，其中凸轮为一种具有任意曲线形状的套筒，推杆则位于凸轮与被驱动部件之间。
凸轮旋转时，推杆受到凸轮轮廓形状的约束，从而实现推杆的间歇性运动。
凸轮机构最常见的是将旋转运动转换为直线运动，但也可以通过适当设计凸轮轮廓实现其他形式的运动转换。
三、设计目标与要求本文的设计目标是实现一个多种分度数的弧面分度凸轮机构，在转速不变的情况下能够输出不同的间歇性运动，并且具有高精度和稳定性。
四、设计思路与方法1. 弧面曲线设计：根据所需的分度数和间隔角度，采用数学方法设计一个能够满足要求的弧面曲线。
采用的曲线形状应该具有光滑的特点，以确保推杆在运动过程中的稳定性。
2. 推杆设计：根据凸轮轮廓形状设计推杆的几何形状和长度。
推杆应具有足够的硬度和刚度，以承受凸轮施加的载荷，并保持稳定的运动。
同时，推杆的表面应经过充分的优化，以减少摩擦损失和磨损。
3. 机构结构设计：根据弧面分度凸轮机构的要求，设计适当的机构结构，包括凸轮和推杆的安装方式、轴的设计等。
在设计过程中考虑到机构的紧凑性、可靠性和可维护性等因素。
4. 仿真与优化：采用计算机辅助设计软件（CAD）对设计的弧面分度凸轮机构进行分析和仿真。
通过对机构的运动学、动力学和磨损等方面的仿真，调整机构参数和结构设计，以获得更好的性能。
五、仿真结果与分析通过对弧面分度凸轮机构进行仿真分析，可以得到具体的运动曲线和性能指标，如输出角速度、加速度和推杆的运动轨迹等。
基于仿真结果，可以进一步优化凸轮机构的设计，以达到更高的精度和稳定性。
基于ADAMS的凸轮机构设计及运动仿真分析_徐芳
!!!!!!!!!!!!!!"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" 【摘 要】 用大型运动学和动力学分析软件 ＡＤＡＭＳ 完成尖顶直动从动件盘形凸轮机构设计和 !!!!!!!!!!!!!!"
实体造型 ， 并对其进行运动分析和仿真 ， 缩短了凸轮的设计周期并提高了设计质量 ， 为凸轮机构的设 计分析提供一种有效的新方法。 关键词 ： ＡＤＡＭＳ ； 凸轮机构 ； 运动仿真 【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】 Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｄｉｓｈ ｃａｍ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｍｏｖｉｎｇ ｆｏｌｌｏｗｅｒ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｂｙ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃｓ
转副之上创建一个每秒钟逆时钟旋转 ３６０ 度的旋转驱动。 这样 ， 一个完整的凸轮机构仿真模型建立起来 ， 如图 ４ 所示 ， 从而可以 进行下一步的运动仿真分析。
２０＊ （１ － ｃｏｓ （６／５＊３６０ｄ＊ｔｉｍｅ）），４０，ＩＦ（ｔｉｍｅ － ７／１２：４０，４０，ＩＦ （ｔｉｍｅ － １１／１２： ４０＊ （２．７５ － ３＊ｔｉｍｅ ＋１／（２＊ｐｉ）＊ｓｉｎ （３＊２＊ｐｉ＊ｔｉｍｅ － ３．５＊ｐｉ）），０，ＩＦ （ｔｉｍｅ － １： ０，０，０））））＂ 。
在模型上施加一定的运动约束副、 力或力矩的运动激仿真实例分析
利用 ＡＤＡＭＳ 进行凸轮机构设计仿真的过程大致可分为凸 轮机构几何建模、 施加约束和载荷、 凸轮机构样机模型检验和 仿真结果后处理、 仿真结果比较分析， 多次仿真及优化设计等
２．１ 已知条件
已知尖顶直动从动件盘形凸轮机构的凸 轮 基 圆 半 径 ｒ０＝６０， 从动件行程 ｈ＝４０， 推程运动角为 !０＝１５０!， 远休止角 !ｓ＝６０!， 回程运 动 角 !０＇ ＝１２０!， 近 休 止 角 为 !ｓ＇ ＝３０! ； 从 动 件 推 程 、 回程分别采用余 弦加速度和正弦加速度运动规律， 对该凸轮机构进行模拟仿 真 ， 各阶段的运动规律如下 ： （ １） 从动件推程 运 动 方 程 。 推 程 段 采 用 余 弦 加 速 度 运 动 规 律 ， 故将已知条件 !０＝１５０!＝５!／６ 、 ｈ＝４０ｍｍ 代入余弦加 速 度 运 动 规律的推程段方程式中 ， 推演得到 ：
用ADAMS进行凸轮机构模拟仿真示例
结果分析注意事项
确保模拟仿真的初始条件和参数设 置正确
注意模拟仿真的收敛性和稳定性
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
对比实际测试数据与模拟仿真结果， 确保一致性
考虑模拟仿真的误差和不确定性
THANK YOU
汇报人：XX
参数敏感性分析：研究模型参数对模拟仿真结果的影响，确定关键参数并分析其敏感性。
重复性验证：多次运行模拟仿真并分析结果的重复性，以评估模拟仿真的可靠性和稳定性。
模拟仿真结果优化分析
优化目标：提高凸轮机构的性能和效率
优化方法：采用多目标优化算法，对凸轮机构的关键参数进行优化 优化过程：通过ADAMS软件进行仿真实验，分析不同参数组合下的性能表 现 优化结果：得到最优参数组合，使凸轮机构性能达到最优状态
功能特点：ADAMS提供了丰富的建模工具和求解器，支持各种机械系统，包括刚体、柔性体和 刚柔耦合系统。
应用领域：广泛应用于汽车、航空航天、船舶、机械制造、能源等领域，用于产品设计和性能优 化。
优势：ADAMS提供了直观的图形界面和强大的后处理功能，使得用户可以方便地进行模型建立、 参数设置和结果分析。
对比分析不同 参数下的模拟 仿真结果，如 转速、压力角
等
输出凸轮机构 模拟仿真的最
优设计方案
总结输出凸轮 机构模拟仿真 结果对实际应 用的指导意义
用ADAMS进行凸轮机构模拟 仿真结果分析
模拟仿真结果准确性分析
对比实验：将模拟仿真结果与实际实验数据进行对比，验证模拟仿真的准确性。 误差分析：分析模拟仿真结果与实际实验数据之间的误差，判断误差是否在可接受范围内。
定义运动学参数和约束条件
设置凸轮机构运动参数
确定凸轮机构类型和尺寸 定义凸轮机构运动规律 设置凸轮机构接触参数 验证凸轮机构运动参数的正确性
造型——基于CATIA_CAA的弧面凸轮参数化建...
随着CAD 技术的飞速发展，其应用领域也在日益扩展，它对传统的设计观念和方法产生了很大冲击，使工程设计业和制造业发生了深刻的变化，这一点在产品的结构设计方面表现的尤为显著。
参数化设计是CAD 技术在实际应用中提出的新方法,它不仅可使CAD 系统具有交互式绘图功能,还具有自动绘图的功能。
该方法在结构设计中发挥出前所未有的作用，推动着工程技术的发展。
弧面凸轮机构具有高速性能好、分度精度高、结构紧凑和易于进行精度补偿等诸多优点，现已成为许多机械设备中的核心传动装置，尤其在数控机床、加工中心、自动化流水生产线等领域应用日益普遍。
该机构越来越受到国内外学者的广泛关注，目前对其开展的研究工作不断拓展和深入。
由于弧面分度凸轮的廓面为空间不可展曲面，无法通过交互式的作图方法得到它的三维实体图形，工程中只能借助工作循环图来描述它的工作循环状况，通过试加工的方法来验证其设计的正确性，这样的验证有时需要进行多次，才能获得较为满意的结果。
因此，利用先进的CAD 技术参与设计，替代传统的手工设计方法势在必行。
笔者提出的基于CATIA/CAA 的弧面凸轮参数化三维实体建模方法，可以对多种工况下的复杂弧面凸轮进行三维实体造型设计。
1CAA 简介CAA 是组件应用架构（Component Application Architecture ）的缩写，是达索产品扩展和客户进行定制开发的平台。
它入门困难，但是涵盖了CAA 的二次应用、体统扩展和系统集成3个领域，包括交基于CATIA/CAA 的弧面凸轮参数化建模刘海涛，常治斌，夏绪辉（1.武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081；2.湖北汽车工业学院机械工程系，湖北十堰442002）摘要：弧面凸轮的轮廓曲面是复杂的空间曲面，设计复杂且很难用常规的制图方法绘制，对此提出一种基于CATIA/CAA 的弧面凸轮参数化建模方法，并开发出自动生成弧面凸轮三维模型的参数化设计程序。
此方法快速、实用，可以大大提高弧面凸轮的设计质量和设计效率。
ADAMS的入门例子凸轮机构的建模
ADAMS的入门例子---凸轮机构的建模前面已经分别举例说明了连杆机构,齿轮机构的建模,本篇列举一个凸轮机构建模的例子。
最后得到的凸轮机构如下图。
(1)准备。
打开ADAMS,新建模型,并更换模型窗口背景为白色。
(2)创建凸轮。
这里用封闭的样条曲线创建凸轮。
选择样条曲线按钮。
注意细节窗口,选中CLOSED、然后在屏幕中点击8个点,形成凸轮的轮廓。
在点到8个点后,右键结束创建。
注意第一个点就是从坐标原点开始的,这样做的目的就是为了方便创建后面的推杆。
(3)创建推杆。
推杆用一根线段来表示。
选择下图所示的按钮,它就是用于创建多条连续线段的。
注意细节视图,选择就是ONE LINE。
就就是说创建一条直线。
然后在模型窗口中从坐标原点向上拉出一条线段,长短任意。
构件创建完毕。
(4)对凸轮与推杆重命名。
为了便于创建下一步的运动副,先修改这两个构件的名字,分别为TULUN,与推杆。
首先修改凸轮的名字。
选中凸轮,右键菜单中选择RENAME、弹出下图的对话框修改如下同理,把推杆的名称也进行修改展开左边的树形窗口的BODIES,可以瞧到名称已经修改为TUIGAN ,TULUN、(5)创建运动副首先就是凸轮与地面之间的转动副。
在下图所示的位置创建凸轮与地面之间的转动副,细节不再赘述。
然后在推杆与地面之间创建移动副。
移动副的位置就在推杆的终点,方向沿着推杆。
接着创建凸轮副。
找到点-线接触的凸轮副按钮如下图先找到推杆上与凸轮接触的点。
在接触出单击右键,弹出选择框。
在里面选择TUIGAN 上的这个点。
然后再选择凸轮上的曲线则凸轮副已经创建。
局部放大凸轮副,形状如下好,运动副创建完毕。
(6)施加驱动。
给凸轮上的转动副施加一个驱动。
过程不再赘述。
(7)运行仿真。
结果如下可见,凸轮机构的创建就是相对比较容易的事情。
基于ADAMS的凸轮机构参数化设计及精度仿真分析
1 凸轮机构的参数化建模
1. 1 凸轮机构的理想模型
凸轮机构的设计主要是对凸轮轮廓曲线的设
计 。凸轮的轮廓曲线取决于从动件运动规律 ,根据
工作要求选定推杆的运动规律 ,乃是凸轮轮廓曲线
设计的前提 。工程上常用的从动件的运动规律主要
有三角函数和多项式 2 大类 ,可根据实际需要进行
选择 ,也可对以上运动规律进项修正或重新设计从
代入式 ( 1) 可得 C0 = C1 = C2 = 0 , C3 = 10 h/δ30 ,
C4 = - 15 h/δ40 , C5 = 6 h/δ50 ,故其位移方程式为 :
S = 10 hδ3 /δ30 - 15 hδ4 /δ40 + 6 hδ5 /δ50
(2)
1. 2 参数化建模
凸轮的参数化建模采用运动表达式参数化和使
个球体 part , 在 cam create 对话框的 Ref Marker
Name 和 Ref Part Name 栏右击鼠标 ,从弹出的快捷
菜单中执行相应的命令 , 可以选取相应的 part 及
marker 点 ;对话框的其它栏中由于在宏命令中有默
认设置 ,所以系统已经显示了默认值 ,选择 O K 按
钮 ,即可生成一个属于该 part 的凸轮 。
推杆的参数化建模同上 ,编写宏命令生成对话
框 ,如图 2 所示 。通过改变输入参数实现推杆的参
数化建模 ,最终完成整个凸轮机构的建模 。在已建
好的凸轮上施加转动副和驱动 ,在凸轮廓线和推杆
尖顶之间添加高副 ,在推杆与机架之间施加移动副 ,
这样就可创建直动尖顶凸轮机构仿真模型 。
(1)
a = d v/ d t = 2 C2ω2 + 6 C3ω2δ+ 12 C4ω2δ2 +
基于ADAMS的凸轮机构设计与仿真
线运动，本文就以插床机构为例，基于 ＡＤＡＭＳ 进行凸轮
机构的设计。由凸轮机构实现工作台预期的往复直线运
动，因此凸轮机构的运动规律一般是已知的，在这里假定
凸轮机构中从动件最大摆角 ２０°、从动件杆长 １２６ｍｍ、许
用压力角 ４１°、推程运动角 ６５°、机架 Ｌ 长 １３５ｍｍ 和基圆
半径 ４０ｍｍ。利用 ＶＣ＋＋６．０ 编程语言，计算出绘制凸轮机
度是上可取的，但对于轮廓曲线比较复杂的凸轮机构来
说，显然存在这样一个弊端，就是在数据传输的过程中很
有可能出现信息失真的现象。因此，本文基于 ＡＤＡＭＳ 软
件完成了凸轮机构的设计到仿真整个全过程。
２ 凸轮机构运动规律分析［１，２］
计算任意位置的压力角公式为：
ｔａｎα＝
ｌ×
ｄ" ｄ#
［! ａ×ｃ（ｏｓ "０＋"）－ １］
!!!!!!!!!! 作者简介：韩宝菊（ １９７５－），女，讲师，硕士，研究方向为机械系统动态
设计。
（ ｔｉｍｅ－ ７５／３６０：２０＊ＰＩ／１８０，２０＊ＰＩ／１８０，ｉ（ｆ ｔｉｍｅ－ １０７．５／３６（０： ２０＊ＰＩ／１８０－ 收稿日期：２００６－ ０８－ １０
９２ 机械工程师 ２００７ 年第 １ 期
４ 凸轮机构仿真分析 对该凸轮机构施加约束和驱动，进行仿真分析，输出
摆杆转动角速度与角加速度，如图 ４ 所示。由于从动件摆 杆的运动规律为等加等减速，故为柔性冲击，从曲线图 ４ 可以看出，在摆杆运动的开始、中点和终了位置，也就是 在摆杆速度突变的位置点，角加速度都发生了有限量的 突变，这种突变是由等加速到等减速的柔性冲击所引起 的，而且这种突变也往往会使凸轮机构中引起有限的冲 击。由以上凸轮机构的设计分析结果可以看出，该设计是 与凸轮的实际工作情况相符的，满足实际要求。
用ADAMS进行凸轮机构模拟仿真示例
例: 尖顶直动从动件盘形凸轮机构的凸轮基圆半径mm r 600=,已知:从动件行程mm h 40=,推程运动角为ο1500=δ,远休止角ο60=s δ,回程运动角ο1200='δ,近休止角为ο30='s δ;从动件推程、回程分别采用余弦加速度和正弦加速度运动规律。
对该凸轮机构进行模拟仿真。
解: 1. 从动件推程运动方程推程段采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 406/51500===、。
πδ代入余弦加速度运动规律的推程段方程式中,推演得到 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=≤≤=-=δωπδδωδ56cos 8.28)6/50( 56sin 24)56cos 1(202a v s 2. 从动件远休程运动方程在远休程s δ段,即6/76/5πδπ≤≤时, 0,0,===a v h s 。
3. 从动件回程运动方程 因回程段采用正弦加速度运动规律,将已知条件mm h v 403/21200==='、πδο代入正弦加速度运动规律的回程段方程式中,推演得到[]⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=≤≤---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-⨯=)5.33sin(180)6/116/7( )5.33cos(160)5.33sin(212375.2402πδωππδππδωππδπδπa v s 4. 从动件近休程运动方程在近休程s 'δ段,即πδπ26/11≤≤时, 0,0,0===a v s 。
创建过程1、 启动ADAMS双击桌面上ADAMS/View 的快捷图标,打开ADAMS/View 。
在欢迎对话框中选择“Create a new model ”，在模型名称（Model name ）栏中输入：tuluen ；在重力名称（Gravity ）栏中选择“Earth Normal (-Global Y)”；在单位名称（Units ）栏中选择“MMKS –mm,kg,N,s,deg ”。
如图1-1所示。
图1-1 欢迎对话框2、 设置工作环境2.1 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。
基于ADAMS的凸轮机构设计及运动仿真分析
（Ｖ ｈｃｅ Ｍｏｉ ｏ ｅ ｎ ｉｅｒ ｇ ｏ ｅｅ Ｈ ｎ ｎＵ ｉ ｒｉ ｃｅｃ ｅｉ ＆ ｌ ｔ ｅＰ ｗ ｒ ｇｎｅｉ ｌ ｇ， ｅ ａ ｎｖ ｓｙｏ Ｓ ｉ ｅ＆Ｔ ｃｎ ｌｇ， ｕ ｙｎ ７ ０ ３Ｃ ｉ ） ｖ Ｅ ｎＣ ｌ ｅ ｔ ｆ ｎ ｅｈ ｏ ｙ Ｌ ｏ ａ ｇ １０ ，ｈｎ ｏ ４ ａ
：
２ｗ １５ ６ ４ｓ ‘ ｎ
（ －８ ５ｒ ） ０ － ￣６ ／
于一体 的虚拟样机软件 ， 它最主要 的模块为 Ａ Ａ ／ ｉ （ 户 Ｄ ＭＳＶｅ 用 ｗ
界面模块１ Ａ Ａ ＳＳ ｌ ｒ求解器 ） 和 Ｄ Ｍ ／ｏ ｅ（ ｖ 。通过这两个模块 ， 以对 可
ａ ２ ．ｔ２ ｏ 占 ＝ ８ ８ｏｃ ｓ
ＡＡ Ｄ ＭＳ （ｕｏ ｔ ｙ ａ ｉ Ａ ￣ ｓ ｆ ｃａ ｉ ｌ ｙｔｍ Ａ ｔ ｉ Ｄ ｎ ｍｃ ｎ ｙｉ ｏ Ｍｅｈｎｃ ｓ ） ｍａｃ ｓ ａＳ ｅ ： ０ １ｃｓ 占 ２ （－ ｏ ）
、
软件是 由美国 ＭＳ Ｃ公 司开发研制 的集建模 、 求解 、 可视化技 术
力或力 矩的运 动激励 ， 就可 要适 当地设计出凸轮的轮廓 曲线 ，就可以使推杆得到各种预期 在模型上施 加一定 的运 动约束副 、
的运动规律【 ｌ １ 。凸轮轮廓的设计方法主要有图解法 和解析法。图 以进行运动仿真分析。
解 法设计 凸轮廓 线原理简单 、 观易行 ， 直 但绘 图误差 较大 ； 用解 析法设计凸轮廓线虽然计算精度较高 ， 但其推导过程复杂 ， 程 编
基 于 Ａ Ａ 凸轮机 构设计及运动仿真分析 六 Ｄ ＭＳ的
徐 芳 周志 刚
（ 河 南科技 大学 机 电工程学 院 。 阳 ４ １０ ） ， 洛 ７ ０ ３（ 河南 科技大 学 车辆 与动 力工程 学院 ， 阳 ４ １ ０ ） 洛 ７ ０ ３
机器人设计与仿真基于Adams与Matlab的案例分析与实现
机器人设计与仿真基于Adams与Matlab的案例分析与实现机器人设计与仿真是现代机器人工程领域的核心内容。
这个系列课程旨在帮助学习者掌握使用Adams和Matlab工具进行机器人设计、建模、控制算法开发和仿真分析的技能。
通过理论讲解和实践案例分析，学习者将了解机器人设计的基本原理和方法，并学会将其应用于实际机器人项目中。
课程共分为：基础篇以机械结构中常见机构为仿真示例，其中包含了平面四杆机构、凸轮机构、滑轮组、带传动、齿轮传动等，讲解了Adams/View的操作技巧和实战运用。
学员可：1、掌握Adams/View仿真基本流程。
2、掌握机械结构中常见机构的工作原理。
3、熟练Adams/View在机械系统仿真时常用模块及功能。
4、掌握在Adams中建立柔性体的流程。
5、熟悉Adams和MATLAB机电联合仿真技巧。
强化篇结合串联机器人、并联机器人、特种机器人及机器人控制系统的相关理论知识，运用MATLAB及Adams软件的编程和动力学仿真的强大功能，快速入门机器人领域。
学员可：１、熟悉机器人相关理论知识；２、掌握机器人基础性分析流程３、掌握MATLAB和Adams软件联合验证仿真以串联机器人作为机器人领域的入门，本小节主要以串联机器人的运动学建模、雅可比矩阵及奇异性分析、工作空间分析、轨迹规划及动力学分析为核心内容，通过理论建模，MATLAB编程计算，Adams仿真求解验证的方式，帮助各位学员更加深入理解机器人的基础理论知识。
以并联机器人中两种常见机器人（Delta、Stewart）为主要研究对象，讲解了并联机器人的基础性理论知识和仿真流程，同时，对Stewart平台通过MATLAB编程的方式进行了结构优化，通过Adams的仿真验证了优化结果。
简介特种机器人的发展状况，以四足机器人为研究对象，对其进行了运动学分析和关节空间轨迹规划，在通过MATLAB和Adams联合仿真的方式实现了四足机器人的行走。
基于ADAMS的连续分度弧面凸轮机构虚拟样机建模与分析
机 械 工 业 标 准
化
式（ ２ ）计算 ： Ｐ ＝ （ １）
（ ２ 】
量 （ 工件 重量 ） ； 为输 出轴最 大角加速度 。
２ 虚 拟 样 机 模 型 的 建 立
连续分度弧面 凸轮工作廓 面是空间 曲面 ．笔
式 中 ：１ ／ Ｒ＝ １ ／ Ｒ ＋ Ｉ ／ Ｒ ｚ ；Ｉ ／ Ｅ ＝（ １ ｔ ）／ Ｅ ＋ （ １ ）／ Ｅ ；Ｒ ，Ｒ ｚ 分 别是 凸轮 和滚子 接触 点 当 者 以开发 的弧面 凸轮建模软件在 Ｕ Ｇ 环境 下建立 了连 续 分度 弧 面 凸轮机 构并 进行 装 配
．
与
量
质
导 出 为
量半径 ； ，
分 别 是 凸 轮 和滚 子 材 料 的泊 松
ｐ ａ ｒ ａ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ（
一
＿ １ ）格 式文件 并导人 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ软 件
比 ；Ｅ ｚ ，Ｅ ｚ 为凸轮和滚子材料 的杨 氏模量 。
（ ３ ） 负载盘惯性 力矩分析
∞
中
，
建 立 约 束 关 系 ，具 体 约 束 关 系 如 下 ：
达到 无间 隙啮合 ．长期运 转后经 微调仍 可保持 良
度角 ，因此 传动 比与分 度盘滚子个 数相关 。
好精度 ：同时它将蜗轮蜗杆 的摩擦 副传动 改 为滚
动副传动 。从而 大大提高 了传动效 率 ，减 少 了因 摩擦 传 动 产 生 的 热量 损 耗 和 磨 损 。该 机 构精 度 高 、体积 小 、重量 轻 、传动 效率 高 、寿命 长 ．特 别适 宜于 高速精 密加工机床 中的数 控转台等
经验 交流 ｌ Ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ａ ｅ ０ ｆ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ
基于CATIA和MATLAB的凸轮参数化三维建模及运动仿真
摘 要:以 ＣＡＴＩＡ 为设计平台ꎬ在 ＭＡＴＬＡＢ 中计算出凸轮的三维坐标值ꎬ将坐标值转为点云输入到 ＣＡＴＩＡꎬ高效快速 精确的进行凸轮的参数化设计和运动仿真ꎬ进而得到凸轮各项较为精准的运动参数ꎮ 使用该方法可以设计复杂凸轮 轮廓ꎬ所得凸轮点云数据稍作修改可以用于数控加工ꎮ 关键词:ＣＡＴＩＡꎻＭＡＴＬＡＢꎻ凸轮ꎻ参数化ꎻ点云 中图分类号:ＴＨ１３２ 文献标志码:Ａ 文章编号:１００７－４４１４(２０１９)０１－０１４４－０３
是以理论廓线上各点为圆心ꎬ作一系列滚子圆ꎬ然后
作该圆族的包络线得到的ꎮ 因此ꎬ实际廓线与理论廓
线在法线方向上处处等距ꎬ该距离均等于滚子半径
ｒｒꎮ 所以ꎬ如果已知理论廓线上任一点 Ｂ 的坐标( ｘꎬ
ｙ) 时ꎬ只要 沿 理 论 廓 线 在 该 点 的 法 线 方 向 取 距 离 为
ｒｒꎬ即可得到实际廓线上相应点 Ｂ′的坐标值( ｘ′ꎬｙ′) ꎮ
－ ｄｙ / ｄφ üï
( ｄｘ)２ ｄφ
＋
(
ｄｙ ) ｄφ
２
ï ïï
－ ｄｘ / ｄφ
ý ï
( ｄｘ)２ ｄφ
＋
(
ｄｙ ) ｄφ
２
ï þïï
此即凸轮实际廓线的方程式ꎮ
２ 利用 ＭＡＴＬＡＢ 生成点云文件
已知某凸轮机构为对心直动盘形凸轮ꎬ从动件在
推程作等加速运动ꎬ在回程作余弦加速度运动ꎬ基圆
Ｃａｍ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ３Ｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＡＴＩＡ ａｎｄ ＭＡＴＬＡＢ ＳＨＩ Ｗｅｎ－ｈａｏꎬ ＺＨＵ Ｆａｎｇ－ｗｅｎꎬ ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎ
( Ｔｉａｎｊｉｎ Ｈｅｄｏｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｗｏｒｋｅｒｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１７０ꎬ Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＣＡＴＩＡ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍꎬ ｔｈｅ ３Ｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＭＡＴＬＡＢ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ ｉｎｔｏ ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ ｆｉｌｅ ｓｏ ｔｈａｔ ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｐｕｔ ｔｏ ｔｈｅ ＣＡＴＩＡ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔꎬ ｆａｓｔ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍｏ￣ ｔｉｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍꎬ ｔｈｕｓ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｍｏｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍ ａｒｅ ａｃｑｕｉｒｅｄ. Ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄꎬ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃａｍ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃａｎ ｂｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ ｄａｔａ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｆｔｅｒ ａ ｌｉｔｔｌｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ＣＡＴＩＡꎻ ＭＡＴＬＡＢꎻ ｃａｍꎻ ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎꎻ ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ
【开题报告】基于ADAMS的凸轮机构设计与三维建模仿真
开题报告机械设计制造及其自动化基于ADAMS的凸轮机构设计与三维建模仿真一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义在工业生产中，经常要求机器的某些部件按照规定的准确路线运动，仅应用连杆机构很难满足这个要求，所以常常需要结合工作表面具有一定形状的凸轮。
考虑到凸轮机构运动的复杂性，使用传统的设计方法很难根据从动件运动规律精确地描述出凸轮复杂的外形轮廓曲线。
目前常用的方法是在其它三维软件中造型，然后传入ADAMS 中进行仿真分析。
这种方法在某种程度是上可取的，但对于轮廓曲线比较复杂的凸轮机构来说，显然存在这样一个弊端，就是在数据传输的过程中很有可能出现信息失真的现象。
因此，本文基于ADAMS软件完成了凸轮机构的设计到仿真整个全过程。
虚拟样机技术是机械工程领域内一门新兴的技术，有着广阔的市场发展前景。
虚拟样机技术已经广泛地应用到汽车制造业、工程机械制造业、航天航空业、国防工业及机械制造业等领域。
ADAMS则是目前最优秀的虚拟样机软件之一。
该软件从上世纪90年代开始在我国的机械制造、汽车交通、航空航天、铁道、兵器、石油化工等领域得到应用，已经为各领域中的产品设计、科学研究做出了很大贡献。
目前，ADAMS广泛应用在航空航天、汽车制造、造船、机器人及其它多种工业机械，并取得了很好的社会经济效益。
世界最先进的包装机械制造商Pure-Pak的工程师们利用ADAMS成功的设计并试验饮料加注系统的单向阀；美国航空航天局(NASA)的喷气推进实验室(JPL)成功地实现了火星探测器“探路号”在火星上的软着陆，JPL 工程师利用ADAMS等虚拟样机技术仿真研究了宇宙飞船在不同阶段的工作过程[12];我国航天部上海航天局第805研究所利用ADAMS，完成了国家高技术项目“空间站两自由度大面积柔性太阳池阵”动力学仿真研究。
在我国，自从北京吉普汽车公司曾经利用ADAMDS成功开发了BJ2022二代车型。
ADAMS软件更广泛的应用于复杂机构或复杂机械系统的研究，比如汽车的几乎所有总成、多级轮系、并联机床、电梯、起重机械、农业机械等复杂机械系统。
弧面凸轮数控转台的设计——3D建模与装配
弧面凸轮数控转台的设计——3D建模与装配摘要：弧面凸轮机构是一种高速装置，广泛的应用于各种机械传动中。
为适应当代社会对弧面凸轮制造加工精度等方面的要求，本设计利用UG强大的二次开发功能，通过运用UG/API语言进行编程，从而开发出弧面凸轮的建模命令，使得弧面凸轮的3D建模与装配变得简单。
关键词：弧面凸轮，UG二次开发，3D建模，装配The Design Of Globoidal Indexing Cam NC rotate table——3Dconstruction mode and AssemblyAbstract：Globoidal indexing cam mechanism is a high speed indexing drivingdevice,it is widely used in many kinds of mechanical transmission .In order to fit the social request of Arc Cam manufacturing and processing precision, this Design used a strong secondary development function of UG. By using UG/API programming, therefore, to develop a modeling command Arc Cam. And make it easy to 3D Modeling and assembling.Keywords:Globoidal indexing cam, Secondary development function of UG, 3D Modeling and assembling.1 / 56第1章绪论1．1课题的研究背景弧面凸轮减速器是一种新型、高效的减速器，在国内尚属于研究阶段。
弧面凸轮数控转台的设计D建模与装配
弧面凸轮数控转台的设计D建模与装配在工业自动化领域中，数控技术在机械加工行业中发挥越来越重要的作用，其中弧面凸轮数控转台是一种常见的机床设备，它主要用于汽车、航空、航天等工业中的金属零件加工。
本文将从设计、建模以及装配三个方面对弧面凸轮数控转台进行介绍。
设计弧面凸轮数控转台的设计是前期工作的重中之重。
根据加工要求和机械机构原理，首先需要对其结构进行初步设计，主要包括转台主体、凸轮轴承、驱动装置、夹紧装置等。
在此基础之上，要对每个部件的形状、尺寸、材质以及精度要求进行详细的制定。
在设计过程中，需要注重各个部件的协同作用，以达到加工质量和效率的最佳匹配。
建模在完成初步设计之后，就需要进行建模。
数控转台的建模需要采用三维CAD软件进行创建，这些软件可以精确地呈现机械结构的形态、尺寸和运动轨迹等。
此外，它还能进行零件间的碰撞检测、材料分析和装配模拟等功能。
在建模过程中需要根据设计要求对各个部件进行准确的建模，除了机械结构的制定外，还需要注意其他相关因素，例如操作界面的设计。
装配完成弧面凸轮数控转台的建模之后，就需要对各个部件进行装配。
数控转台的装配是一个十分繁琐的过程，因为其中涉及到的部件十分复杂，需要严格按照设计要求进行组装。
装配过程中主要包括安装凸轮轴承、安装夹紧装置、安装驱动装置以及操作界面的装配等。
在此过程中，需要用到各种专用工具和设备，以保证装配的精度和质量，最终制作出符合设计要求的数控转台。
总结弧面凸轮数控转台的设计建模与装配是一个复杂的过程，需要设计人员有丰富的专业知识和操作技能。
其中涉及到的部件准确性、材质、精度要求等方面都需要严格掌握。
只有在这些方面得到严格的把控，才能最终制作出高质量的数控转台。
基于Adams的凸轮机构运动仿真教程
基于Adams的凸轮机构运动仿真教程基于adams的凸轮机构运动仿真摘要：虚拟样机技术是⼀种崭新的产品开发技术，其中ADAMS软件是⽬前最著名的虚拟样机分析软件之⼀。
本⽂阐述了虚拟样机技术和ADAMS软件的特点及其应⽤，以凸轮机构为研究对象，对其进⾏动⼒学分析。
主要运⽤我们学习过的机械原理等理论知识对机构进⾏运动学和动⼒学的相关理论计算；利⽤ADAMS软件在图形显⽰⽅⾯的优势，采⽤其基本模块ADAMS/View(界⾯模块)进⾏⼀系列建模、运动分析和动态模拟仿真⼯作，验证模型的正确性，并对机构在整个周期内的可⾏性进⾏计算分析，记录相应信息，输出所需要的位置、速度、加速度等曲线与理论结果⽐较，充分展现虚拟样机技术的优越性，为虚拟样机技术的深⼊研究打下基础。
关键词：ADAMS；凸轮机构；运动学分析；仿真引⾔凸轮机构的应⽤⼗分⼴泛，在⽣产机械中应⽤凸轮机构可以较容易的实现不同的⼯作要求。
特别是实现间歇式的运动过程！但是，⽬前对于该类模型的动态仿真很少。
本例主要就推程、回程等要求进⾏预设。
⼒图通过adams实现对该凸轮机构的构建以及后续的仿真，并尝试进⾏⼀定的机构优化。
1.研究内容这⾥，我主要研究内容为理论凸轮设计在adams中的设计及其动态仿真。
后续，根据输出的相应的速度、加速度曲线等将进⾏⼀定的设计优化。
⼒图真实还原凸轮机构在设计中的真实过程。
2.⼯作原理凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的⾼副机构。
凸轮是⼀个具有曲线轮廓或凹槽的构件，⼀般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。
通过对凸轮轮廓进⾏不同的设计，可以实现从动件不同形式的运动。
以此来满⾜机械设计中对于运动的精细控制过程。
3.动⼒学建模（1）建模前期准备情景设想：某公司需要设计⼀凸轮机构实现对物料的间歇夹紧过程。
其给出相应数据如下。
注：其他的暂不作要求。
（2）设计前期准备。
⽬前，凸轮机构的设计主要有：①利⽤excel创建凸轮运动轨迹点，再导⼊相应三维设计软件进⾏建模。