用ADAMS进行凸轮机构模拟仿真示例

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2012-8-7 13:45 上传

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例: 尖顶直动从动件盘形凸轮机构的凸轮基圆半径r0 =60mm,已知:从动件行程h=40mm,推程运动

角为δ0 = 150D ,远休止角δs = 60D ,回程运动角δ0′= 120D ,近休止角为δs′= 30D ;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。

解: 1. 从动件推程运动方程推程段采用余弦加速度运动规律,故将已知条件δ0 = 150。=5π/6、h=40mm代入余弦加速度运动规律的推程段方程式中,推演得到

⎧ 6

⎪s = 20(1− cos δ )

5

⎪

⎪6

⎨v=24ωsin δ(0 ≤δ≤5π/6)⎪5
# k) b5 ]3 c3 W. f' \: }8 \⎪ 26
1 R  |+ ~* Q/ N/ {& d2 r4 j

⎪a = 28.8ω cos δ
$ B% H& }7 y" W4 f- P. `' Q⎩ 5
/ N9 T. m1 T+ f; f/ _' J6 H
* N. W  G0 B! T! N3 U

1           2. 从动件远休程运动方程在远休程δs 段,即5π/6 ≤δ≤7π/6 时, s=h,v=0, a=0 。

2           3. 从动件回程运动方程因回程段采用正弦加速度运动规律,将已知条件δ0′= 120D =2π/3v、h=40mm代入正弦加速度运动规律的回程段方程式中,推演得到

⎧⎡ 31 ⎤

⎪s=40 ×⎢⎣ 2.75 − 2πδ+ 2π sin(3δ−3.5π)⎥⎦
* p% i+ E- y; ~⎪
) ^6 ?) V# t# ]8 ~' x' ~/ j⎪ 60

⎨v=−ω[1−cos(3δ−3.5π)](7π/6 ≤δ≤11π/6) ⎪π ⎪ 180 2

⎪a =−π ωsin(3δ−3.5π)⎩

4. 从动件近休程运动方程在近休程δs′ 段,即11π/6 ≤δ≤2π时, s=0,v=0, a=0 。

创建过程1、启动ADAMS

双击桌面上ADAMS/View 的快捷图标,打开ADAMS/View 。在欢迎对话框中选择“Create a new model”，在模型名称（Model name ）栏中输入：tuluen ；在重力名称（Gravity ）栏中选择“Earth Normal (-Global Y)”；在单位名称（Units）栏中选择“MMKS –mm,kg,N,s,deg”。如图1-1 所示。

( A6 p4 w; {. q  C' v

2、设置工作环境

2.1 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View 菜单栏中，选择设置（Setting ）下拉菜单中的工作网格（Working Grid ）命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸

(Size)中的X 和Y 分别设置成250mm 和300mm，间距（Spacing ）中的X 和Y 都设置成10mm。然后点击“OK”确定。

1           用鼠标左键点击选择（Select ）图标 ，控制面板出现在工具箱中。

2           用鼠标左键点击动态放大（Dynamic Zoom ）图标 ，在模型窗口中，点击鼠标左键并按住不

放，移动鼠标进行放大或缩小。3、用升程表创建凸轮轮廓曲线

               3.1 在ADAMS/View 零件库中选择球体（Sphere） ，在原点（0，0，0）（选择坐标原点，将为下面利用升程表创建凸轮轨迹带来方便）处创建一个球形观察点，球体的参数选择“New Part”，半径选择10mm（这里只要求球形观察点的运动轨迹就行，为了观察清楚，将球形观察点用一定半径大小的球

              体来表示），创建后的名称默认为“Part: PART_2”。根据凸轮基圆半径r0 =60mm，在点（0，60，0）处创建第二个球体（Sphere），球体的参数选择“New Part”，半径选择10mm（理由同上），创建后的名称默认为“PartART_3”。

2           在ADAMS/View 约束库中选择旋转副（Joint: Revolute） ，参数选择为“2 Bod-1 Loc”和“Normal To Grid”，鼠标左键先点击原点出的球体（PART_2），再点击机架（ground），最后在球体中心点击鼠标右键，弹出Select 对话框，如图3-1 所表示，选择“PART_2.cm”,然后点“OK”确定。在球体（PART_2 ）上成功创建旋转副（Joint: JOINT_1），如图3-2 所示。

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1           在ADAMS/View 约束库中选择移动副（Joint: Translational） ，参数选择为“2 Bod-1 Loc”和“Pick Feature”，鼠标左键先点击点（0，60，0）处的球体（PART_3）,然后点击原点处的球体（PART_2），最后在球体（PART_3 ）中心点击鼠标右键，在弹出Select 对话框中选择“PART_3.cm”，然后点“OK”确定，就会出现白色的箭头，移动光标，使箭头指向Y 轴的正方向后点击鼠标左键，从而在球体（PART_3）上成功创建移动副（Joint:JOINT_2），如图3-3 所示

2           在ADAMS/View 驱动库中选择旋转驱动（Rotational Joint Motion） ，在速度（Speed ）栏中，输入速度值360d，表示驱动装置每分钟转360 度，用鼠标左键点击球体（PART_2）上的旋转副（JOINT_1），在旋转副上出现一个大的驱动图标，即为驱动装置（Motion:  MOTION_1），如图3-4 所示

在ADAMS/View 驱动库中选择移动驱动（Translational Joint Motion） ，参数默认，用鼠标左键点击球体（PART_2 ）
1 B: z( }4 x* y


4 o* T0 l7 ]8 c% h
* x* T; Z6 K/ s- K

的移动副（JOINT_2），同样在移动副上出现一个大的驱动图标，即为驱动装置（Motion: MOTION_2），如图3-5 所示。

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图3-5 在球体（PART_3 ）上定义移动驱动图 3-6 重新设置移动驱动的参数

3.7 在球体（PART_3 ）上点击鼠标右键，选择Motion: MOTION_2→Modify ，如图3-6 所示。出现Joint

Motion 对话框，如图3-7 所表示，接着点击Function Builder 图标 ，出现Function Builder 对话框。

3.8 在Function Builder 中的Define a runtime function 栏中输入如下语句: “IF(time-5/12:20*(1-cos(6/5*360d*time)),40,IF(time-7/12:40,40,IF(time-11/12:40*(2.75-3*time+1/(2*pi)*sin(3

*2*pi*time-3.5*pi)),0,IF(time-1:0,0,0))))”，然后点击 ，如果出现“Function syntax is correct ”对话框，则表示输入的语句没有语法格式上的错误，如图3-8 所示；否则输入语句中存在格式上的错误。然后一直点“OK”，直到退出Joint Motion 对话框。 3.9 选择仿真（Simulation）图标 ，将仿真停止时间（End Time ）设置为1，为了使由轨迹生成的凸轮轮廓曲线光滑，而又缩短计算机生成曲线的计算时间，综合这两方面的要求，我们这里将输出结果（轨

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