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solidworks盘形凸轮运动仿真 |
分类: CAD |
本文原创首发与eWorks(http://articles.e-works.net.cn/CAD/Article90703.htm)转载请注明出处;
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
http://s16/middle/558e855a4ad1b67c0e08f&690
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
http://s8/middle/558e855a077b5f0c7eba7&690
运动以推杆直径中心点进行轨迹描述
例如,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;
以表格形式表示如下,基圆大小220,
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度数 |
凸轮1 |
凸轮2 |
备注 |
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0-45 |
左凸进15mm |
左凹进15mm |
凸轮1终止半径135,凸轮2终止半径105 |
|
45-90 |
回退15mm |
回退15mm |
凸轮1终止半径120,凸轮2终止半径120 |
|
90-100 |
停顿10度 |
停顿10度 |
凸轮1终止半径120,凸轮2终止半径120 |
|
100-225 |
右凹进15mm |
右凸进15mm |
凸轮1终止半径105,凸轮2终止半径135 |
|
225-350 |
回退15mm |
回退15mm |
凸轮1终止半径120,凸轮2终止半径120 |
|
350-360 |
停顿15mm |
停顿15mm |
凸轮1终止半径120,凸轮2终止半径120 |
3:使用凸轮运动插件进行盘形凸轮设计
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
|
|
3.1.2 运动
http://s16/middle/558e855a4ad1b67eecc5f&690
3.1.3生成
|
结果如下:
http://s12/middle/558e855a4ad1b681a376b&690
3.2 凸轮2设计
3.2.1 设置
http://s15/middle/558e855a4ad1b6835b18e&690
3.2.2
http://s6/middle/558e855a077b5f0d2ffa5&690
3.2.3 生成
http://s9/middle/558e855a4ad1b684a4d28&690
结果如下:
http://s11/middle/558e855a4ad1b686b719a&690
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
http://s6/middle/558e855a4ad1b687a2305&690
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
http://s12/middle/558e855a4ad1b68878e9b&690
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
http://s10/middle/558e855a4ad1b689aec59&690
http://s1/middle/558e855a4ad1b68b03ee0&690
点击计算按钮进行运算,运算完毕即可查看动画效果如下;
http://s4/middle/558e855a4ad1b6a02c593&690
4.4 运动仿真结果分析
4.4.1结果—线性位移:
http://s2/middle/558e855a4ad1b6a146841&690
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
http://s13/middle/558e855a077b5f103ccbc&690
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
http://s14/middle/558e855a4ad1b6a328ded&690
凸轮旋转一周,推杆的运动速度曲线,
4.4.3 结果-平移力矩
http://s4/middle/558e855a4ad1b6a4c2aa3&690
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
http://s14/middle/558e855a4ad1b6a63c27d&690
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;
如下图所示:
http://s9/middle/558e855a077b5f10c7648&690
结束语:
SolidWorks凸轮设计模块是SolidWorks ToolBox的基本插件,专业版以上版本不需要单独购买;对于盘形凸轮,使用SolidWorks可以非常方便的进行设计,并且还可以使用SolidWorks Motion验证设计的准确性,既保证了设计速度,又保证了设计质量。
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