基于ADAMS的凸轮机构设计及运动仿真分析

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1、万方数据机械设计与制造第9期文章编号：100I一3997(2007)09一O町8—02基于ADAMs的凸轮机构设计及运动仿真分析★徐芳1周志刚2(·河南科技大学机电工程学院，洛阳4710031【2河南科技大学车辆与动力工程学院。洛阳4710031Desianandkjnematicssimula“OnOfcammechanismbasedOnADAMSxuF鲫gI，zHOu孙i—gang2(1ElectromechanicalEngine硎“gCoⅡege，HeIlanuniversityofsci朗ce＆Technolo辨Luoya“g471003，China)(2Vehicle＆

2、MotivePowerEn舀neeri“gcollege，Hen锄UniveIsity0fseience＆’rechn0109)，，Luoy8ng471003，china)【摘要】用大型运动学和动力学分析软件AD脚“s完成尖顶直动从动件盘形凸轮机构设计和实体造型，并对其进行远动分析和仿真，缩短了凸轮的设计周期并提高了设计质量，为凸轮机构的设计分析提供一种有效的新方法。关键词：ADAMS；凸轮机构；运动仿真【Ab鳓mct】丁№如5劬∞以脚如z垤矿掘^c㈣"跳sIm汹。脚∥抛∞fb雠r蠡跏肌6y如后觎痂5甜以西仉∞妇s甜以缸拓50母ll】∞℃AnAMSⅢd￡妇矗i础，nm缸5硼础ys拈田

3、堪sfm以盘由ns￡H由括c赫do眦流如PqPe^^s，阳一e肿如desi缈pe而耐田耐f’叩r鲫e5￡k如si印g“d毋旷琥ec唧。g陀诹协Ⅲ讨pr鲫i如s口而f以旷”以d聊川脚￡^甜如rtk如5‘即0，咖c册删c胁n括巩Keywords：ADAMS；C栅mech卸j锄；Kine廿．甚simula60Ⅱ中图分类号：THl22，7m132．47文献标识码：A凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，并且结构简单、紧凑，在自动机械和自动控制装置中广泛应用．它的最大优点是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律

4、ll。凸轮轮廓的设计方法主要有图解法和解析法。图解法设计

5、凸轮廓线原理简单直观易行，但绘图误差较大；用解析法设计凸轮廓线虽然计算精度较高，但其推导过程复杂，编程工作量大，许多工程技术人员深感难以理解和推导M。为此，提出一种在ADAMs环境下，利用其丰富的建模工具和强大的运动学、动力学分析功能，方便、快速、高精度地设计尖顶直动从动。件盘形凸轮机构的新方法，为凸轮机构的更广泛的应用创造了条件。1虚拟样机技术和ADAMS软件概述虚拟样机技术州咖alp加Io哆pingtechnolo刚是利用软件所提供的各零部件的物理和几何信息，直接在计算机上对机械系统进行建模和虚拟装配，从而获得基于产品的计算机数字模型，即虚拟样机(vinualpmtoly曲，并对

6、其进行仿真分析M。这种方法使设计人员能在计算机上快速试验多种设计方案，直至得到最优化结果，从而免去了传统设计方法中物理样机的试制，从而大幅度缩短了开发周期，减少了开发成本．提高了产品质量。ADAMs(Aut姐adcD，nnmjcAnalygiB0fM￡ch蚰icalsys忙m)软件是由美国Msc公司开发研制的集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机软件，它最主要的模块为ADAMs，view(用户界面模块1和ADAMs胁er(求解器)。通过这两个模块，可以对大部分的机械系统进行仿真。进行仿真分析的模型既可以在ADAMs环境下直接建模，也可以从其它cAD软件中导入，然后在模型上施加一定的

7、运动约束副、力或力矩的运动激励，就可以进行运动仿真分析。．2ADAMs进行凸轮机构设计仿真实例分析利用ADAMs进行凸轮机构设计仿真的过程大致可分为凸轮机构几何建模、施加约束和载荷、凸轮机构样机模型检验和仿真结果后处理、仿真结果比较分析，多次仿真及优化设计等几个阶段。2．1已知条件已知尖顶直动从动件盘形凸轮机构的凸轮基圆半径舻60，从动件行程h；40，推程运动角为画庐150：远休止角茸；60：回程运动角品=120：近休止角为最=30。；从动件推程、回程分别采用余弦加速度和正弦加速度运动规律，对该凸轮机构进行模拟仿真，各阶段的运动规律如下：(”从动件推程运动方程。推程段采用余弦加速度运

8、动规律．故将已知条件舡150

9、5椭、^=40mm代人余弦加速度运动规律的推程段方程式中，推演得到：商o(1一cos扣)口辅sin争(os6s5椭)越8．‰b争·来稿日期：2∞pll一26+基金项目：河南科技大学人才科学研究基金资助项目(05一177)万方数据第9期徐芳等：基于ADAMs的凸轮机构设计及运动仿真分析’一79一(2)从动件远休程运动方程。在远休程最段，即51r／6兰占s7w佑时j吐、口=o、枷。(3)从动件回程运动方程。因回程段采用正弦加速度运