基于UGNX8.0圆柱凸轮机构运动仿真及运动反求.doc

基于UG/NX8.0圆柱凸轮机构运动仿真及运动反求屈鑫凯 黄杰电子科技大学成都学院，电子工程系 摘 要：以印刷版台传动机构所使用的圆柱凸轮机构中的凸轮凹槽轮廓线的设计为例简单介绍了反求设计的分析理论和设计方法。并用运动分析软件证明了反求设计的分析理论和设计方法的可行性。关键词：圆柱凸轮机构；凸轮凹槽轮廓线；反求设计Based on UG/ NX8.0 cylindrical cam kinematic motion simulation and Reverse DesignQu Xinkai Huang Jie(ChengduCollegeofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,departmentofelectronicengineering)Abstract：A cylindrical cam mechanism printing units used in the transmission mechanism of the cam groove contour design example. A brief introduction to theory and design method of reverse design. And motion analysis software used to prove the feasibility of reverse design theory and design methods.Key words：column canl organ；cam flute contour line；reverse design；反求设计是对已有的产品或技术进行分析研究，掌握其功能原理、零部件的设计参数、材料、结构、尺寸、关键技术等指标。再根据现代设计理论与方法，对原产品进行仿造设计、改进设计或创新设计的一种设计方法，反求方法简单易懂，能够设计出要求的机构和设计。反求设计已成为世界各国发展科学技术。开发新产品的重要设计方法之一。本文基于UG/NX8.0，对圆柱凸轮的凹槽轮廓曲线进行分析和设计，UG/NX8.0是目前工程设计运用较广的设计软件，对机构的精度，技术指标等都有良好的体现。本文从工程实际应用出发用反求设计方法设计圆柱凸轮机构中凸轮的凹槽轮廓曲线。1.组成和功能以图1.1印刷版台上的圆柱凸轮为例（简化为图1.2）。它是由齿轮系传动机构来带动机架中的圆柱凸轮将电机的匀速转动转换为从动件平面版台的往复平动从而达到印刷的工作要求和使用目的。所有机件的压力角取20度。图1.1 平台印刷机印刷平台图1.2 简化图2.反求过程对于凸轮的凹槽轮廓曲线的测量一般情况下采用三坐标测量仪进行曲面数据的采集。但三坐标测量仪多用于所测绘的零件精度要求比较高的情况下。其次由于采用三坐测量仪需要花很长时间来采集数据和处理数据。并且需要复杂的编程。造成了相对成本比较高。本文采用首先构造设计的圆柱凸轮平面展开曲线的方法来测绘凸轮的凹槽轮廓曲线的方法。其构建思路为：首先构建一圆柱体，然后创建与圆柱面相切的基准平面，以基准平面作为草绘平面，绘制凸轮基圆展开曲线，然后用缠绕/展开曲线功能将基圆展开曲线缠绕在圆柱面上，最后用拉伸偏置、裁剪等能构建凸轮主体。构筑主体，创建相切平面在ug操作界面通过【插入】【设计特征】构建圆柱体，在操作界面通过【插入】【基准平面】构建圆柱体内和圆柱体表面相切的两个基准面。（如图2.1）图2.1测量数据，绘制凸轮展开曲线点在相切基准平面创建草图，通过基准点的画法，画出圆柱凸轮表面曲线的各个交点。（如图2.2）图2.2 绘制凸轮凹槽平面展开曲线将建的每个基准点通过需要的线条弧度创建直线，艺术曲线后连接。当圆柱凸轮匀速转动时，从动摆动件按其轨迹产生匀速直线往复运动。当运动到拐点处就会改变运动方向与此同时就会产生冲击，而且这种冲击会随凸轮转速的增加而加剧，日积月累下就会造成凸轮凹槽的损坏在凸轮凹槽表面产生点蚀影响凸轮的使用寿命。所以在线条相接的地方按照设计的圆角弧度抛圆角。确保所有曲线连接成一条光滑的曲线。通过将展开曲线进行平滑的过渡这样可有效地减轻冲击提高其使用寿命。如下（图2.3）凸轮表面展开平面图。图2.3绘制圆柱凸轮槽将绘制好的圆柱凸轮通过【缠绕/展开曲线】包裹在已完成的圆柱上，建立槽的形状，用【扫掠】做出凸轮槽。（图2.4）图2.4装配成型将做好的圆柱凸轮和版台装配，做成半成品。（如图2.5）图2.53. 仿真模拟验证运用三维软件分别建立凸轮机构中的圆柱凸轮曲面和从动摆动件以及需要连接两者的固定架的三维模型将设计好的三维模型导入运动分析软件的分析环境中，做三维运动学模拟仿真。将凸轮沿轴线方向固定，将连接两者的固定架也固定。并填加相应的约束在凸轮凹槽与从动摆动件间按照实际情况建立接触关系。在凸轮上添加与实际相同的输入转速从动摆动件的运动作为输出。通过分析软件的仿真模拟，可得到曲线图。所得曲线基本达到设想的设计意图能够满足实际要求得到了相对满意的曲线。理论上的曲线满足下图（图3.1）图3.1参考文献：1粱景凯盏玉先机电一体化技术与系统M】北京：机械工业出版社2胡乱，姚伯威机电一体化原理及其应用M北京：国防t业出版社1