ADAMS凸轮机构反转法的设计

凸轮机构的设计

凸轮机构的设计一般采用反转法，是在选定从动件的运动规律和确定凸轮机构基本尺寸（基圆半径和偏距）的前提下，采用反转法原理设计出凸轮的轮廓曲线。

从动件运动规律：

S=(h/Φ)θ（0°≤θ≤180°）

S=(h/2)*(1+cos((pi/Φ)*(θ-180))) (180°≤θ≤360°)

其中，h=100mm，Φ=180，θ=ωt

运用IF(expr1:expr2,expr3,expr4)函数

启动ADAMS/View

启动ADAMS/View，选择“Create a new model”，在model name框中输入cam，如图，单击OK，进入工作界面。

修改工作栅格

在主菜单栏中，选择下拉菜单中，并将size中的x，y分别改为400，300，将spacing中的x，y改为10，10，如图

在工作屏幕区内随意单击一下，然后按F4，在工作区右下角显示坐标窗口。

创建从动件

1.在主工具箱中，单击圆锥工具图标

在参数设置栏中是，设置New Part: Length=ON，length=50，Bottom Radius=10，Top Radius=0.01，并在工作区内分别选择（0，50，0），（0，0，0）两点建立圆锥模型，如图

2.在主工具箱中，单击圆柱工具图标

在参数设置栏中选择Add to Part，Length=ON，Length=150，Radius=ON，Radius=10。在工作区内单击圆锥体，然后单击Part_2 .Marker_1点创建模型。如图

3.在主工具箱中，选择标记点工具图标

在参数设置栏中选择Add to Part，Global XY，然后在工作区内单击从动件，再单击（0，0，0）点，即可创建一个Marker点。如图

移动从动件

在主工具箱中，选择偏移工具图标

选中从动件，在Translate中的Distance输入20，左移；输入98，上移。工作区中的从动件将会做相关的移动。如图

创建板

在主工具箱中，选择矩形工作图标

在其选项的length中输入400，height中输入400。然后在工作区中选择点（200，200，0），单击即可创建该板。如图

添加约束和驱动力

1.添加转动副，在主工具箱中，选择转动副工作图标

在construction中选择2 Bod-1 Loc和Normal To Grid，依次选择：板、地面、（0，0，0）点，完成设置。如图

2.添加移动副，在主工具箱中，选择移动副工作图标

在参数设置栏，选择2 Bod-1 Loc和Pick Feature，依次选择：从动件、地面、POINT_2.cm,选择向上方向，完成设置。如图

3.在主工具箱的运动工具集，选择旋转运动工具图标，显示定义旋转运动对话框。默认Speed栏的值，选择JOINT_1，完成设置。如图

4.在主工具箱的运动工具集，选择约束移动运动工具图标，默认Speed栏的值，选择JOINT_2，完成设置。如图

右击移动运动，选择MOTION_2，单击Modify，对运动2做时间函数的修改。在Function

（time）栏中点击，进入Function Builder对话框，选择constants & V ariables中IF，双击。将IF函数改为IF(time-6:100/180*30*time, 100/180*30*time,50*(1+cos((pi/180)*(30*time-180))))，如图。单击Verify，检查该式的正确，若错误，则回头检查该式；若正确，就单击OK。在Joint Motion对话框中，单击OK，完成设置。

仿真分析

在主工具箱，选择仿真工具；在参数设置栏，选择Dynamic，取End Time=12，steps=100。选择，开始仿真分析。

求出凸轮轮廓曲线

在主菜单栏的Review菜单，选择Create Trace Spline，在工作区内选择PART_2.MARKER_3和板，在工作栅格中将会出现凸轮轮廓曲线。如图

对凸轮轮廓曲线进行拉伸

在主工具箱中，选取拉伸工具图标，在参数设置栏中，选择Create profile by中的

Curve，在length中输入10，在工作区中单击轮廓曲线，完成设置，如图

右击板，选择Block：BOX_3，在下拉菜单中选择Delete，删除板。右击移动运动驱动，选择Motion：MOTION_2，在下拉菜单中选择Delete，删除移动运动驱动。如图

创建凸轮副

在主工具箱中，选取凸轮副工具图标，在参数设置栏中，选择Curve，在工作区中选择POINT_2.MARKER_3和凸轮，完成设置。如图

运动仿真

在主工具箱，选择仿真工具；在参数设置栏，选择Dynamic，取End Time=12，steps=100。

选择，开始仿真分析。

保存该模型。

总结

通过这个凸轮机构的设计实例，使我更加熟练的对ADAMS中的工具的操作，也学到了一下平常容易忽略的东西。在创建凸轮机构过程中，我们在选择工具箱中的工具后，应该看看状态栏里的信息，它会提示我们如何操作。同时我也遇到了一些问题，即在选择一些点的时候需要看清楚是哪个点，有时候有些Marker点很容易点错，所以这里是需要注意的。