《产品设计与虚拟样机》
2013-11-26
尖端摆动从动件凸轮机构设计
北京航空航天大学 机械工程及自动化学院 （北京 100191）
摘 要
摆动从动件凸轮机构的设计通常采用的方法为反转法。在ADAMS中对凸轮机构的设计，需要对从动件添加运动规律函数，通过从动件与凸轮接触点位移曲线求解出凸轮轮廓曲线，再拉伸得到凸轮；而对于摆动件凸轮，若摆杆采用直杆，在仿真过程中，摆杆会与凸轮相交，因此摆杆设计为曲形，这样保证摆杆与凸轮接触基本是同一点接触且不会存在相交干涉，若依旧采用直杆作为摆杆，由于接触点是变动的，接触点曲线法不能得出凸轮的正确轮廓，应该在从动件上添加一条标志曲线，通过运动过程中标志曲线的包络线来得到凸轮轮廓，然后再获得凸轮。
关键词： 摆动从动件凸轮机构；ADAMS；接触点；凸轮轮廓曲线；标志曲线
目录
1 摆动从动件凸轮机构设计要求................................................................................ 1
1.1 题目设计要求.................................................................................................. 1 1.2 题目分析........................................................................ 错误！未定义书签。 2 建立虚拟样机模型.................................................................................................... 2
2.1 设置工作空间及网格参数............................................................................. 2 2.2 创建摆杆模型................................................................................................. 3
2.2.1 创建R100mm及R200圆曲线............................ 错误！未定义书签。 2.2.2 Boolean减运算得到摆杆................................. 错误！未定义书签。 2.3 创建凸轮模型............................................................... 错误！未定义书签。 2.4 创建凸轮副及驱动角速度........................................... 错误！未定义书签。
2.4.1 创建Marker点.................................................. 错误！未定义书签。 2.4.2 创建凸轮副........................................................ 错误！未定义书签。 2.4.3 添加驱动角速度................................................ 错误！未定义书签。 2.5 检查模型....................................................................... 错误！未定义书签。 3 仿真与后处理.......................................................................... 错误！未定义书签。
3.1 仿真模型....................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 测试与后处理............................................................... 错误！未定义书签。 3.3 结果分析....................................................................... 错误！未定义书签。 4 结束语...................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献: .................................................................................................................... 12
1 摆动从动件凸轮机构设计要求
1.1 题目设计要求
试设计如图0.1所示的尖端摆动从动件凸轮机构。已知摆杆AB在起始位置时垂直于OB，rO?lOB?40mm，lAB?80mm，凸轮以等角速度?逆时针转动。摆动从动件的运动规律为
?12??????sin??0???180???max?2?????????180?12?????? ????max?1??sin??180180???330?''?2??????0330????360????????????式中，?max?30?，??180?，?'?150?，???t，t表示时间。
B
ψ
A
ω r0
O
图1 斜面机构
1.2 仿真思路
对于摆动杆凸轮的设计，由于接触点随着凸轮运动而在摆杆上变动位置，采用直动杆凸轮的设计时的接触点曲线法得到的凸轮轮廓就不准确。这时应该采用接触线包络线法，在摆杆上添加接触线，通过运动过程中接触线的包络曲线，得到凸轮轮廓曲线。这样的凸轮才能满足摆杆的实际运动特点，即摆杆与凸轮轮廓
1
相切。
2 建立虚拟样机模型
2.1 初始参数设置 2.1.1 工作空间及网格设置
根据题目数据条件，可直接采用系统预设的工作空间及网格设置，操作步骤如下图所示。
a
b
c
d
图2 工作空间及网格设定过程及结果
2.1.2 单位设置
根据题目数据要求，采用合适的单位，单位设置过程如下所示：
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