ADAMS凸輪機構(gòu)的參數(shù)化及其優(yōu)化

1、2.6凸輪機構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計及輪廓曲線優(yōu)化此節(jié)以盤形凸輪為例進行介紹:傳統(tǒng)的凸輪設(shè)計方法有圖解法和解析法兩種。 圖解法簡單，直觀，但設(shè)計的 精度有限；解析法的設(shè)計精度較高，但計算量比較大，往往需要編寫復(fù)雜的計算 機程序。由于盤形凸輪比較簡單，可直接用ADAMS/VIEW 作為軟件平臺來進行凸輪的參數(shù)化設(shè)計，利用其強大的仿真分析能力進行從動件的運動學(xué)分析，根據(jù)輸出速度和加速度曲線的仿真結(jié)果對其運動規(guī)律進行修正，從而實現(xiàn)凸輪輪廓曲線的優(yōu)化。已知一尖端偏置移動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪的基圓半徑等于 100mm,偏距=20mm，凸輪沿逆時針方向以勻角速度 =30d/s轉(zhuǎn)動，從動件的 位移運動規(guī)律方程

2、如下：按等速速規(guī)律運動時的推程為：s=h-：1800 _180（7） 按簡諧規(guī)律運動時的回程為：.s=h-2 1 cos二 一：一 180 （扌180）?180 _ - 360（8）對上述實例用ADAMS/View模塊進行虛擬樣機的建模，建模過程如下：1. 啟動 ADAMS/View。2. 創(chuàng)建凸輪機構(gòu)模型名稱：tulunjigouca nshuhua3. 設(shè)置工作環(huán)境：保持系統(tǒng)默認(rèn)單位值，設(shè)置工作網(wǎng)格，將size的x值設(shè)置 為400，y值設(shè)置為400，將Spaci ng中的x、y值均設(shè)置為10。設(shè)置工作圖標(biāo)， 將New Size設(shè)置為20。然后按F4，打開光標(biāo)位置顯示。4. 創(chuàng)建尖頂從動件：

3、（1） 單擊 '，設(shè)置參數(shù)如圖2-113所示，點擊（0, 0, 0）和（0, 20，0） 兩點。將所創(chuàng)建的圓錐體重命名為follower。（2）單擊：、，設(shè)置參數(shù)如圖2-114所示，點擊follower,再點擊（0, 20, 0）， 然后向上拖動光標(biāo)，然后點擊工作區(qū)域。（3）單擊也,在follower的尖端處創(chuàng)建一個add to part的標(biāo)記點MARKER 。(4)選中follower,單擊，將follower的尖端移動到(20, 98, 0)處。至此尖頂從動件follower創(chuàng)建完畢FiuslumFie-nde-rilumr 百圖2-113圓錐設(shè)置圖2-114圓柱設(shè)置4創(chuàng)建凸輪板：

4、單擊，創(chuàng)建一個長400mm,寬400mm,厚10mm的長方體，作為在其上生成凸輪輪廓曲線的凸輪板。將其重命名為cam。5創(chuàng)建運動副：點擊：，在(0，0，0)創(chuàng)建一個凸輪板 cam與ground的 轉(zhuǎn)動副JOINT_R,點擊霧，創(chuàng)建一個follower與ground的移動副JOINT。6. 施加運動：單擊直;將speed設(shè)為30d然后選擇JOINT_R運動副，這樣 就給凸輪施加了一個速度為30d/s的繞轉(zhuǎn)動副JOINT_R的勻速轉(zhuǎn)動。單擊理L, 然后選擇JOINT_T，則給尖頂從動件施加了一個移動驅(qū)動，將這個移動驅(qū)動重 命名為MOTION_T。然后按如圖2-115所示進行操作。圖 2-115打開

5、函數(shù)對話框，在函數(shù)對話框中輸入一下函數(shù):IF(time-6:50/3,50/3,-25/3*PI*si n(PI/180*(30*time-180)7. 仿真模型：單擊丨，設(shè)置End Time為12，Steps為500。然后點擊開始仿真8. 獲取凸輪輪廓曲線：單擊Review/Create Trace Spli ne獲得凸輪輪廓曲線,如圖2-116所示圖2-116凸輪輪廓軌跡9. 創(chuàng)建凸輪幾何體：單擊，拉伸凸輪軌跡。刪除凸輪板，刪除移動驅(qū)動MOTION T。-、恵一10. 創(chuàng)建點線凸輪副：單擊 ，然后打擊尖頂從動件尖端的標(biāo)記點 MARKER，再單擊凸輪cam，則點線凸輪副創(chuàng)建完成。將凸輪副重命

6、名為 PTCV_C。所創(chuàng)建模型如圖2-117所示。11仿真模型：單擊 J L設(shè)置End Time為12, Steps為500。然后點擊開始仿真12測量模型:(1)凸輪轉(zhuǎn)角的測量：單擊 '，選擇add to part。單擊凸輪cam，在(100，0,0）處單擊，創(chuàng)建一個隸屬于凸輪板的標(biāo)記點 marker_15單擊乏I,選擇add to grou門4,在（180, 0, 0）處單擊，創(chuàng)建一個隸屬于 ground的標(biāo)記點 marker_16o 然后取標(biāo)記點測量凸輪轉(zhuǎn)角，凸輪轉(zhuǎn)角測量結(jié)果如圖 2-118所示。皿工化AVGLEX圖2-118凸輪轉(zhuǎn)角測量結(jié)果（2）選擇尖頂從動件尖端的標(biāo)記點 MAR

7、KER : jianduandingdian,對其進行測量，以得到從動件的位移、速度、加速度測量結(jié)果，其測量曲線分別如圖2-119,2-120, 2-121 所示圖2-120從動件速度測量結(jié)果)Ttot： 1201Cure it I0O1L1> IEFOLLOWERACCELERATIONCD圖2-121從動件加速度測量結(jié)果分析圖2-120中從動件的速度曲線和圖2-121中從動件的加速度曲線?？梢?看出在行程的起點、中點以及終點處產(chǎn)生速度突變，加速度的變化也非常大，從 動件運動到這三處位置的時候會產(chǎn)生非常大的剛性沖擊。修正從動件的運動規(guī)律：為了避免產(chǎn)生這種剛性沖擊現(xiàn)象，可以對推程階段的等

8、速運動規(guī)律進行修 正。通常采用二次項規(guī)律和簡諧運動規(guī)律等來對等速運動規(guī)律進行修正。選用二次項運動規(guī)律來修正等速運動規(guī)律的推程段。推程期的修正運動線圖如圖2-122所示，運動曲線由三部分組成，即等加速度區(qū)段、等速區(qū)段和等減速 區(qū)段。為了實現(xiàn)位移曲線連續(xù)和速度曲線無突變，加速區(qū)段和減速區(qū)段的凸輪轉(zhuǎn)角G 1和門2h,等加速區(qū)段：suhr：.：*2三o,i( 11)等速區(qū)段：(h-h _h2)-：(：乙 _：.：2) C -J："三:：一門 2(12)等減速區(qū)段：s二h_h2“2 &打2z三4©2,g ( 13)h?h2門一1八:-三個區(qū)段的運動規(guī)律方程式為:選取 h, =

9、10mm, h2=15mm,將 h =100mm,=180o帶入式(9)中，得處勺=28.8hi 2G八宀_G24(10)0，用 2 =43.2。將 h1 =10mm, h2=15mm, h =100mm, 28.80,處 2=43.2o,處=180o 分別 帶入(11)、( 12)、( 13)中。13. 回到ADAM中，重復(fù)一到六步，將第六步中的函數(shù)換成下列函數(shù)即可：IF(time-0.96:10/28.8/28.8*30*time*30*time,10,if(time-4.56:10+75/108*(30*tim e-28.8),85,if(time-6:100-15/43.2/43.2*

10、(180-30*time)*(180-30*time),100,50*(1+cos( PI/180*(30*time-180) _14. 仿真模型：單擊圜II，設(shè)置End Time為12, Steps為500。然后點擊 開始仿真。15. 獲取凸輪輪廓曲線：單擊 Review/Create Trace Spli ne獲得凸輪輪廓曲線，如圖2-123所示。圖2-123優(yōu)化后的凸輪輪廓16. 創(chuàng)建凸輪幾何體：單擊 2,拉伸凸輪軌跡。刪除凸輪板，刪除移動驅(qū)動MOTION。17. 創(chuàng)建點線凸輪副：單擊，然后打擊尖頂從動件尖端的標(biāo)記點 MARKER，再單擊凸輪cam，則點線凸輪副創(chuàng)建完成。將凸輪副重命名為 PTCV_C。所創(chuàng)建模型如圖2-124所示。18. 仿真模型：單擊 M ，設(shè)置End Time為12, Steps為500。然后點擊 開始仿真。19. 測量模型：F節(jié).：(1)凸輪轉(zhuǎn)角的測量：單擊 ，選擇add to part。單擊凸輪cam,在(100, 0，0)處單擊，創(chuàng)建一個隸屬于凸輪板的標(biāo)記點marker_15。單擊乏I，選擇addto ground，在(180,0,0)處單擊，創(chuàng)建一個隸屬于ground的標(biāo)記點marker_16。 然后取標(biāo)記點測量凸輪轉(zhuǎn)角，凸輪轉(zhuǎn)角測量結(jié)果如圖2-125所示。圖2-124 優(yōu)化后的凸輪機構(gòu)模型圖2-125凸輪轉(zhuǎn)角測量結(jié)果(2)選擇尖