虚拟样机Adams作业尖端摆动从动件凸轮机构设计

《产品设计与虚拟样机》

2013-11-26

尖端摆动从动件凸轮机构设计

北京航空航天大学机械工程及自动化学院（北京100191）

摘要

摆动从动件凸轮机构的设计通常采用的方法为反转法。在ADAMS中对凸轮机构的设计，需要对从动件添加运动规律函数，通过从动件与凸轮接触点位移曲线求解出凸轮轮廓曲线，再拉伸得到凸轮；而对于摆动件凸轮，若摆杆采用直杆，在仿真过程中，摆杆会与凸轮相交，因此摆杆设计为曲形，这样保证摆杆与凸轮接触基本是同一点接触且不会存在相交干涉，若依旧采用直杆作为摆杆，由于接触点是变动的，接触点曲线法不能得出凸轮的正确轮廓，应该在从动件上添加一条标志曲线，通过运动过程中标志曲线的包络线来得到凸轮轮廓，然后再获得凸轮。

关键词：摆动从动件凸轮机构；ADAMS；接触点；凸轮轮廓曲线；标志曲线

目录

1 摆动从动件凸轮机构设计要求 (1)

1.1 题目设计要求 (1)

1.2 题目分析........................................................................ 错误！未定义书签。

2 建立虚拟样机模型 (2)

2.1 设置工作空间及网格参数 (2)

2.2 创建摆杆模型 (3)

2.2.1 创建R100mm及R200圆曲线............................ 错误！未定义书签。

2.2.2 Boolean减运算得到摆杆................................. 错误！未定义书签。

2.3 创建凸轮模型............................................................... 错误！未定义书签。

2.4 创建凸轮副及驱动角速度........................................... 错误！未定义书签。

2.4.1 创建Marker点.................................................. 错误！未定义书签。

2.4.2 创建凸轮副........................................................ 错误！未定义书签。

2.4.3 添加驱动角速度................................................ 错误！未定义书签。

2.5 检查模型....................................................................... 错误！未定义书签。

3 仿真与后处理.......................................................................... 错误！未定义书签。

3.1 仿真模型....................................................................... 错误！未定义书签。

3.2 测试与后处理............................................................... 错误！未定义书签。

3.3 结果分析....................................................................... 错误！未定义书签。

4 结束语...................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献: .. (12)

1 摆动从动件凸轮机构设计要求

1.1 题目设计要求

试设计如图0.1所示的尖端摆动从动件凸轮机构。已知摆杆AB 在起始位置时垂直于OB ，mm l r OB O 40==，mm l AB 80=，凸轮以等角速度ω逆时针转动。摆动从动件的运动规律为

()()()()

⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡-Φ+Φ--≤≤⎪⎭⎫ ⎝⎛Φ-Φ=

36033003301801802sin 21180118002sin 21''max max ϕϕϕππϕψϕϕππϕψψ 式中， 30max =ψ， 180=Φ， 150'=Φ，t ωϕ=，t 表示时间。

图1 斜面机构

1.2 仿真思路

对于摆动杆凸轮的设计，由于接触点随着凸轮运动而在摆杆上变动位置，采用直动杆凸轮的设计时的接触点曲线法得到的凸轮轮廓就不准确。这时应该采用接触线包络线法，在摆杆上添加接触线，通过运动过程中接触线的包络曲线，得到凸轮轮廓曲线。这样的凸轮才能满足摆杆的实际运动特点，即摆杆与凸轮轮廓

ψ A

ω

O

r 0 B

相切。

2 建立虚拟样机模型

2.1 初始参数设置

2.1.1 工作空间及网格设置

根据题目数据条件，可直接采用系统预设的工作空间及网格设置，操作步骤如下图所示。

a

b

c

d

图2 工作空间及网格设定过程及结果

2.1.2 单位设置

根据题目数据要求，采用合适的单位，单位设置过程如下所示：

a

b

c

d

图3 单位设置过程及结果

2.2 创建摆杆凸轮模型

在（80,40）位置创建Mark点，操作过程如下图所示：a

b

图4 Mark点创建

创建长为80mm摆杆，操作过程如下所示