盘形凸轮设计与运动仿真

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1、word格式可编辑SolidWorks盘形凸轮设计及运动仿真（http://www.mcadtools.net三维空间--轻松掌握SolidWorks！）　　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SolidWorksToolBox　　　　图1SolidWorksToolBox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;　

2、　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;　　专业资料整理word格式可编辑　　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

3、置，按照以下内容进行设计　　　　图3凸轮1设置专业资料整理word格式可编辑　　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　　专业资料整理word格式可编辑　　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1专业资

4、料整理word格式可编辑　　3.2凸轮2设计，步骤如凸轮1　　3.2.1设置，如图7　　　　图7凸轮2的设置　　3.2.2运动，如图8　　专业资料整理word格式可编辑　　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专业资料整理word格式可编辑　　　　图10凸轮2　　4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SolidWorksMotion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　　专业资料整理word格式可编辑　　图11添加旋

5、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SolidWorksMotion，如图13　　专业资料整理word格式可编辑　　图13SolidWorks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　　专业资料整理word格式可编辑　　图15线性位移　　凸轮旋转一周，推杆首先

6、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　　专业资料整理word格式可编辑　　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

7、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;专业资料整理word格式可编辑　　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