虛擬樣機Adams作業(yè)尖端擺動從動件凸輪機構(gòu)設(shè)計

擺動從動件凸輪機構(gòu)設(shè)計要求1.1題目設(shè)計要求試設(shè)計如圖0.1所示的尖端擺動從動件凸輪機構(gòu)。已知擺桿在起始位置時垂直于，，，凸輪以等角速度逆時針轉(zhuǎn)動。擺動從動件的運動規(guī)律為式中，，，，，表示時間。ψψAωOr0B圖1斜面機構(gòu)1.2仿真思路對于擺動桿凸輪的設(shè)計，由于接觸點隨著凸輪運動而在擺桿上變動位置，采用直動桿凸輪的設(shè)計時的接觸點曲線法得到的凸輪輪廓就不準確。這時應(yīng)該采用接觸線包絡(luò)線法，在擺桿上添加接觸線，通過運動過程中接觸線的包絡(luò)曲線，得到凸輪輪廓曲線。這樣的凸輪才能滿足擺桿的實際運動特點，即擺桿與凸輪輪廓相切。2建立虛擬樣機模型2.1初始參數(shù)設(shè)置2.1.1工作空間及網(wǎng)格設(shè)置根據(jù)題目數(shù)據(jù)條件，可直接采用系統(tǒng)預(yù)設(shè)的工作空間及網(wǎng)格設(shè)置，操作步驟如下圖所示。aabcd圖2工作空間及網(wǎng)格設(shè)定過程及結(jié)果2.1.2單位設(shè)置根據(jù)題目數(shù)據(jù)要求，采用合適的單位，單位設(shè)置過程如下所示：aabcd圖3單位設(shè)置過程及結(jié)果2.2創(chuàng)建擺桿凸輪模型在（80,40）位置創(chuàng)建Mark點，操作過程如下圖所示：aab圖4Mark點創(chuàng)建創(chuàng)建長為80mm擺桿，操作過程如下所示aabc圖5擺桿的創(chuàng)建添加轉(zhuǎn)動副，操作過程如下圖所示：aabcd圖6轉(zhuǎn)動副的添加創(chuàng)建凸輪的板，如下圖所示，aab圖7創(chuàng)建凸輪板同時如圖6所示的方法加上轉(zhuǎn)動副，結(jié)果圖如下圖8凸輪板添加旋轉(zhuǎn)副2.3添加運動規(guī)律函數(shù)對凸輪板轉(zhuǎn)動副添加驅(qū)動角速度，其值為。則擺桿運動的時間范圍分別為(0，6)s、(6，11)s、(11，12)s，時間節(jié)點為6s和11s。aabc圖9凸輪板角速度的添加對擺桿轉(zhuǎn)動副添加驅(qū)動角速度，添加過程和圖9一樣，對角速度值使用IF函數(shù)。由于IF函數(shù)只能表示一個時間節(jié)點下的運動規(guī)律，而本題中擺桿的擺角規(guī)律有2個時間節(jié)點，經(jīng)過思考，我發(fā)現(xiàn)可以用IF函數(shù)嵌套來實現(xiàn)多個節(jié)點的IF函數(shù)表達。將凸輪等角速度ω的值帶入公式，可以得出擺桿轉(zhuǎn)動副的驅(qū)動規(guī)律可表達為IF(time-11:IF(time-6:-30d*(time/6-sin(60*time)/(2*180)),-30d,-30d*((11-time)/5+sin(72*time-12*36)/(2*180))),0,0)具體過程如下圖所示：aabcedgf圖10從動件驅(qū)動值的修改2.4建立凸輪（從動件為無干涉曲桿）對創(chuàng)建好的模型進行運動仿真，仿真時間為12s，步長設(shè)定為500。仿真完成后依次選擇工具欄選項Review->CreateTraceSpline，并選中擺桿接觸點和凸輪板，得到輪廓曲線。凸輪的輪廓線如下圖所示圖11凸輪輪廓線圖將輪廓線拉伸成凸輪實體，同時刪除之前的凸輪板。aabcdef圖12拉伸凸輪過程圖13凸輪板刪除過程刪除凸輪板和擺桿驅(qū)動規(guī)律。在擺桿和凸輪之間添加凸輪副，得到凸輪機構(gòu)的模型。aabcd圖14凸輪副添加過程建立測量曲線，測量從動桿隨凸輪運動的擺角曲線，得到如下結(jié)果。圖15從動桿擺角曲線從上圖中可以看出，擺桿運動的角度符合題目中給定的要求。但是在運動過程中，發(fā)現(xiàn)擺桿為直桿情況下，接觸點始終與凸輪輪廓保持接觸，這就導(dǎo)致擺桿在運動過程中出現(xiàn)與凸輪體相交的情況。因此，對于擺動件凸輪，若擺桿采用直桿，在仿真過程中，擺桿會與凸輪相交，擺桿設(shè)計為曲形，這樣保證擺桿與凸輪接觸基本是同一點接觸且不會存在相交干涉；若依舊采用直桿作為擺桿，由于接觸點是變動的，接觸點曲線法不能得出凸輪的正確輪廓，應(yīng)該在從動件上添加一條標志曲線，通過運動過程中標志曲線的包絡(luò)線來得到凸輪輪廓，然后再獲得凸輪。2.5檢查模型完成建模后，進行如下圖所示的操作。圖中顯示建模成功。圖12檢查模型過程圖通過圖12可以看出，該模型具有2個固定件，1個運動副,6個自由度。這是因為球體與斜面之間的接觸副只起到限制球體運動方向的作用，并不能約束球體的自由度，因此該模型仍有6個自由度。球體在垂直屏幕方向不受其他作