开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真_第1页
开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真_第2页
开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真_第3页
开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真_第4页
开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真_第5页
已阅读5页,还剩4页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、机械传动文章编号:(链基于二次开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真(合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥)刘善林胡鹏浩王会生摘要以直动滚子从动件盘形凸轮机构为例,先用自带的编辑宏,精确绘制凸轮的轮廓曲线,并拉伸成型,然后用插件对凸轮机构进行运动仿真,生成推杆的位移和速度曲线,最后对推杆的位移、速度曲线进行分析,从而评判凸轮廓线是否满足设计要求。关键词二次开发凸轮廓线运动仿真廓线的起始点。当凸轮转过角占时,推杆相应地产生位移。根据反转法原理,此时滚子中心应处于点,则凸轮理论廓线的直角坐标参数方程为引言凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构,凸轮具有曲线轮廓或凹槽,通常作连续等速转动,从动

2、件则按预定运动规律作间歇(或连续)直线往复移动或摆动。凸轮机构的特点是结构简单、紧凑、工作可靠,只要凸轮廓线设计合理,便可使从动件按任意给定的规律运动。在精密机械特别是在自动控制装置和仪器中,应用非常广泛。当从动件的运动规律和凸轮的基圆半径确定后,凸轮廓线的设计方法通常有作图法和解析法。作图法简便、直观,但作图误差较大,难以获得凸轮廓线上各菇!。:芝()艿的凸轮理论廓线方程¨。()”根据式()和推杆的运动规律,可以得出所要设计当艿伊。时,推杆作等加速上升,凸轮理论廓线方程为茗艿蚕艿点的精确坐标,只能用于低速或不重要的场合;对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮,需用解析法设计,并借助于计

3、算机编程软件精确地计算出凸轮廓线上各点的坐标值,以适合在数控机床上精确加工。廓线方程为髫丛磕丛蹄艿嘲碍艿当艿。一。时,推杆作等减速上升,凸轮理论一孙一艿蚕艿问题的提出已知推杆的运动规律为:当凸轮转过妒时,推杆等加速等减速上升;凸轮继续转过时,推杆停止不动;凸轮再继续转过酽时,推杆等加速等减速下降;最后,凸轮转过所余的时,推杆又停止不动。,习臣溆之,簪;图凸轮机构运动简图、占一丛磕丛蹁协一一踟一瞄艿舻,矗)艿【()艿()设凸轮逆时针方向等速转动,凸轮理论廓线圆半径,推杆滚子半径,设计满足该运动要求的凸轮廓线。茗一葛!艿一艿。一艿)艿【,(一薏(艿一如一)艿。,一对心直动滚子从动件盘形凸轮机构数学

4、模型的建立在如图所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中,选取如图所示的极坐标系,点为凸轮理论菇惹(占们艿佗艿一艿)【,(。面(岛如阮一艿)艿。,一第卷第期基于二次开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真当艿一时,推杆在距凸轮回转中心最近位置不动,凸轮理论廓线方程为?式中,艿。詈,推程运动角;艿陀酽弩,远休止角;如争回程运动角;酗等,近休止角。凸轮三维实体造型程序设计生成凸轮理论廓线坐标运行,新建一个零件,选择【工具】【宏】【新建】命令,打开编程界面,凸轮推程阶段主要程序编写如下【】,其它阶段程序编写与此类似,在此略。()(),()凸轮廓线坐标,凸轮转角、推杆位移、最大行程,基圆半径、凸轮推程运动角,凸

5、轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目角度转化为弧度常数:初始条件:推程:等加速等减速运动叩(彤(乞)()鹤(),()()()()()()()一()(一)船(),()()()()()()()在中选择【运行】【运行子过程用户窗口】命令,将在当前文件夹中生成凸轮理论廓线坐标文件“凸轮理论廓线坐标”。生成凸轮理论廓线返回到零件界面,选择【插入】【曲线】【通过点的曲线】命令,在出现的对话框中单击“浏览”按钮,选择上述保存的“凸轮理论廓线坐标”文件,单击“确定”按钮,则在中将凸轮理论廓线以样条曲线方式绘出。图凸轮三维实体造型绘制凸轮实际廓线单击【前视基准】,选择【工具】【草图绘制工具】【等距实体】命令,输入推

6、杆滚子半径,将曲线转换成草图曲线,得到凸轮实际廓线,在原点处绘制凸轮轴孔。凸轮三维实体造型以距离拉伸草图轮廓,得到凸轮三维实体,如图所示。基于的运动仿真装配体中配合的要求为了使推杆处于初始位置,需要在凸轮上作一条辅助线,此辅助线穿过凸轮基圆与凸轮上升曲线的交点。装配时,使该辅助线与推杆的竖直边线呈“平行”约束,然后对滚子表面与凸轮表面施加“相切”约束,这样推杆处于所要求的初始位置,最后将上述的“平行”与“相切”约束进行“压缩”,目的是使该约束不影响后面的运动仿真;其它构件的配合皆属于常规配合,在此不再赘述。基于的运动仿真完成凸轮机构的装配体后,在设计树上选择运动分析图标,切换到运动分析模块。将

7、机架设置为【静止零部件】,其余设置为【运动零部件】。将凸轮与机架的旋转副设置为运动驱动,凸轮角速度为一()(负号表示凸轮逆时针转动),设置仿真时间为(凸轮正好转一圈)。在设计树中右击【约束碰撞】【添加曲线与曲线碰撞】,分别选择滚子与凸轮的轮廓边线,这样在凸轮转动时,滚子始终与凸轮廓线弹性接触。单击“仿真”按钮,对凸轮机构进行运动仿真。仿真结果的分析在中右击【推杆一】,选择【绘制曲线质心位置】【()】,得到推杆位移曲线,如图机械传动焦所示。同样得到推杆的速度曲线,如图所示。从图推杆位移曲线可以看出,当凸轮角速度为()时,在(对应凸轮转角为酽一。)时间内,推杆质心从最低位置上升到最高位置,上升行程

8、为;在一(对应凸轮转角为。一酽)的时间内,推杆质心在最高位置不动;在(对应凸轮转角为一。)时间内,推杆质心从最高位置下降到最低位置,下降行程为;在(对应凸轮转角为(。一。)的时间内,推杆质心在最低位置不动,故推杆位移曲线符合设计要求。星啊牮晕餐图推杆位移曲线广厂一,窭量导魁糟奄蜒厂眈时间,曩图推杆速度曲线从图推杆速度曲线可以看出,在(对应凸轮转角为一)时间内,推杆质心速度从线性上升到约,推杆作等加速上升;在一(对应凸轮转角为。一。)时间内,推杆质心速度从约线性下降到,推杆作等减速上升;在(对应凸轮转角为伊)时间内,推杆质心速度为,推杆在最高位置静止不动;在(对应凸轮转角为。伊)时间内,推杆质心

9、速度沿相反方向从线性上升到约,推杆作等加速下降;在(对应凸轮转角为。一。)时间内,推杆质心速度继续沿相反方向从约线性下降到,推杆作等减速下降;在(对应凸轮转角为。一。)时间内,推杆质心速度为,推杆在最低位置静止不动,故推杆速度曲线也符合设计要求。由式()得知,当凸轮转角艿一时,推杆的位移等艿,则推杆的速度盅蛊苦警艿,当艿詈时,一,这是推杆最大速度的理论值,而仿真的速度最大值约为(对加速度的分析也出现这种现象),为什么会有的误差?这主要归因于仿真运动的方式。在中运动仿真有两种方式:一种是耦合方式,即主、从动件按固定的传动比进行运动,所有的构件都是刚体,这是一种理想状态的运动模拟;另一种方式是碰撞方式,即在碰撞力作用下主动件带动从动件运动,主、从动件在碰撞中都会发生不同程度的变形,使得实际的运动值会比理论值小,这是一种接近真实的运动状态,本例就是采用后一种方式进行运动模拟的,从图可以看出,推杆的速度在碰撞过程中产生一定的波动。综合以上分析,凸轮廓线符合设计要求。结束语本文以通用的三维软件为设计平台,以为开发工具,对进行二次开发,设计出形状复杂的凸轮理论廓线,使得通用软件更具专业化的功能。通过对凸轮机构进行更具真实的运动模拟,从而预见机构的实际运行效果,对机构的评判更具现实意义。参考文献】孙桓,傅则绍机械原理北京高等教育出版社

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论