基于ADAMS和MATLAB的凸轮机构仿真设计
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2020-06-15
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煤 矿
机 械
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%&’( %#)*&’(+,
-"
$.3/ 0".12
34’. 5126
第
78
卷
第
12
期
5126
年
12
月
!"#921:27;7<=>:?@>A:5126121;8
0
前
言
凸轮机构是由凸轮
!
从动件和机架所构成的高
幅机构
"
广泛应用于高射速转炮自动机
!
汽车发动
机
!
自动机床
!
轻工机械等产品中
#
凸轮机构的优点
是选择合适的凸轮轮廓曲线
"
就可以获得预期的运
动规律
"
而且其机构简单紧凑
"
但其缺点是凸轮轮廓
形状复杂
"
设计较困难
$
在传统的凸轮设计中
"
获得
凸轮轮廓曲线的方法主要有图解法和解析法
$
图解
法简便
%
直观
"
但作图误差较大
"
难以获得凸轮轮廓
曲线上各点的精确坐标
"
设计周期较长
"
适用于低速
的场合
&
解析法必须建立凸轮理论轮廓曲线
%
实际轮
廓曲线以及加工刀具中心轨迹的坐标方程
"
并精确
地计算凸轮轮廓曲线或刀具运动轨迹上各点的坐标
值
"
该方法复杂故实际应用较少
$
而利用
BCB%D
软
件丰富的建模工具和强
大的运动学
%
动力学分析功
能
"
为凸轮机构的设计提供了新的方法
$
BCB%E512;
及以后的版本中均提供了凸轮
设计工
具箱
"
利用该工具箱可以快速进行凸轮设计
"
整个设
计过程非常清晰
"
为设计者提供了凸轮设计的便利
工具
$
但
BCB%E512;
凸
轮工具箱中只能输入
4
种
简单的从动件运动规律的函数
"
对于从动件作摆线
%
简谐等运动规律的函数无法直接输入
$
本
文提出利
用
BCB%E
和
%BFGBH
软
件
"
进行从动件复杂运动
规律的凸轮机构建模
"
为凸轮机构设计提供一种高效
的新方法
$
1
凸轮机构仿真设计实例分析
’
1
(
问
题描述
参照文献
I<J
中
所给的例子
"
阐述本文提出基于
BCB%E
和
%BKGBH
的凸轮机构设计方法
#
已
知凸
轮以等角速度逆时针方向转动
"
角速度
ωL21
+4MNO
"
推
程运动角
φ
0
L<1°
"
远
休止角
φ
O
L71°
"
回
程运动角
φ
0
′L<1°
"
近
休止角
φ
O
′L521°
"
从
动件行程
hL71
??
"
基
圆半径
r
1
L<1
??
"
偏
距
eL51
??
"
从
动件在升程
阶段和回程阶段均以摆线运动规律运动
"
设计该偏心
直动尖顶推杆盘形凸轮机构的轮廓曲线
#
’
2
(
从动件推程运动规律
从已知条件可知
"
从动件推杆的运动方程为
s=
81
π
φ-
2P
π
O&’
（
6φ
）
φ!
［
0
，
π
3
］
s=30 φ!
［
π
3
，
π
2
］
s=75－
81
π
φ-
2P
π
O&’
（
6φ
）
φ!
［
π
2
，
5π
6
］
s=0 φ!
［
5π
6
，
2π
"
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
#
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
%
］
’
2
(
根
据公式
φ＝ωt
"
将
方程
’
2
(
中
的自变量
φ
变
成
时间
t
"
则从动件推杆的运动方程为
基于
BCB%E
和
%BK
GBH
的凸轮机构仿真设计
范
志锋
，
徐敬青
，
崔 平
’
陆军工程大学
’
石家庄
("
石家庄
1P1117
(
摘
要
：
对凸轮机构进行理论分析
，
利用
%BKGBH
编程输出从动件运动数据
，
基
于
BCB%E
凸
轮仿真工具箱建立凸轮机构的仿真模型
，
对凸轮施加运动后进行运动学仿真
，
得
到从动件的位移
、
速度
、
加速度
、
压力角等计算参数
。
研究表明
：
提出的基于
BCB%E
和
%BKGBH
软
件进行从动件复
杂运动规律的凸轮机构建模
，
为凸轮机构设计提供一种高效的新方法
。
关键词
：
BCB%E
&
%BKGBH
&
凸
轮机构
；
仿真设计
中图分类号
：
KQ225R5
文献标志码
)
B
文章编号
)
10
03 － 079;
’
20
16
(
12 －
02;2－ 17
$%&’()*#"
+ ,-.#/+ "0 12& 3-452+%.& 62.-! "+ BCB%E 2+! %BFGBH
789
:5%;0<+=
，
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1
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4’M %BKGBH a+"W&M(O 4 *&U* (^^&)&(’), ?(X*"M ^"+ )4? ?()*4’&O? M(O&U’.
G<H I"E!.J BCB%Eb %BKGBHb )4? ?()*4’&O?b O&?Z$4X&"’ M(O&U’
2;2
中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net
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