SolidWorks盘形凸轮设计及运动仿真.doc

SolidWorks盘形凸轮设计及运动仿真 本文从凸轮设计的需求分析开始，详细介绍了运用SolidWorks软件对盘形凸轮进行设计的步骤，并对设计结果进行运动模拟和仿真分析，在此基础上介绍了SolidWorks的两种干涉检查的方法。 SolidWorks自身就具备凸轮设计模块，利用其模块可以方便的设计盘形凸轮，并对其进行运动仿真和干涉检查以确定设计的准确性，下面简要介绍如下：1 软件准备打开ToolBox插件， 工具-插件 选择SolidWorks ToolBox 图1 SolidWorks ToolBox插件2 凸轮设计需求分析在设计之前，要确认凸轮设计的需求，有以下内容需要确认：A：基圆大小及起始角度;B：凸轮的运动轨迹;C：推杆直径运动以推杆直径中心点进行轨迹描述例如图2所示，有一对盘形凸轮，2个推杆中心点为240;如右图所示，悬臂左右运动，基圆直径为220mm，首先在90度范围内往左运动15mm，并回到基圆大小;然后往右运动15mm后再次回到基圆大小，2个运动之间有角度为10度的停顿; 图2 凸轮以表1形式表示如下，基圆大小220 3 使用凸轮运动插件进行盘形凸轮设计设计的主要参数请参照第2部分的设计需求分析，在设计之前，就需要将推杆的中心距、推杆直径、运动轨迹等数据提前算好，然后进行以下设置;3.1 凸轮1设计3.1.1 设置，按照以下内容进行设计 图3 凸轮1设置设置部分，凸轮类型为圆形，推杆类型为平移，如果是偏心的，请做相应的选择，推杆半径和开始半径为2个推杆中心的一半，开始角度根据需求;3.1.2 运动 图4 凸轮1运动设置运动部分，根据设计需求，进行设置，运动的类型为修改的正弦;3.1.3 生成 图5 图5 凸轮1的生成生成部分：坯件的外径要大于2个推杆中心距离;近毂和远榖分别为凸轮两侧的圆柱状台阶，要大于孔的直径，厚度随便定义，但需要大于圆角半径和倒角大小;结果如下图6 图6 凸轮13.2 凸轮2设计，步骤如凸轮13.2.1 设置，如图7 图7 凸轮2的设置3.2.2 运动，如图8 图8 凸轮2的运动设置3.2.3 生成，如图9 图9 凸轮2的生成结果如下图10 图10 凸轮24 运动模拟仿真凸轮设计完毕后，对基座，悬臂等进行设计，然后装配，保持适当的自由度，在SolidWorks中使用SolidWorks Motion进行运动仿真分析，确定运动的准确性;4.1 增加旋转马达，如图11 图11 添加旋转马达顺时针旋转，10RPM，并将时间轴设置为6S，正好运动一周;4.2 增加凸轮与悬臂的碰撞接触，如图12 图12 凸轮与悬臂的碰撞接触4.3 开启Motion，并进行运算如果Motion没有开启，在工具-插件中，选择 SolidWorks Motion ，如图13 图13 SolidWorks 分析点击计算按钮进行运算，运算完毕即可查看动画效果如下;如图14 图14 动画效果图4.4 运动仿真结果分析4.4.1结果线性位移，如图15 图15 线性位移凸轮旋转一周，推杆首先往前移动15mm，然后回退到初始点，再往后移动15mm，并回退到原点，符合设计要求;4.4.2 结果-线性速度，如图16 图16 线性速度凸轮旋转一周，推杆的运动速度曲线。4.4.3 结果-线性加速度，如图17 图17 线性加速度凸轮旋转一周，推杆的运动加速度曲线。4.4.3 结果-平移力矩，如图18 图18 平移力矩凸轮旋转一周，推杆的平移力矩。5.干涉检查5.1 方法1 使用 SolidWorks干涉检查工具干涉检查的方法有2种，一种是使用SolidWorks自带的干涉检查工具，在Motion动画时间轴上，选择不同的点，然后工具-干涉检查，检查各个点的干涉情况 如图19,20 图19、20 干涉检查一般情况下，在开始和结束时，不会有干涉，在中间过程，由于Motion运动冗余，和凸轮本身的误差，有可能造成小的干涉情况，如果小于3mm3，一般都忽略不计;5.2 方法2 手动干涉检查将SolidWorks切换到模型窗口，并正视，过中心孔中心画任意一条直线，测量2个凸轮与直线交点的距离，若等于或略小于推杆中心距离-推杆直径，则无干涉;如下图21所示 图21 手动干涉检查6 结束语SolidWorks凸轮设计模块是SolidWorks ToolBox的基本插件，专业