ADAMS凸轮机构的参数化及其优化

1、2.6凸轮机构的参数化设计及轮廓曲线优化此节以盘形凸轮为例进行介绍：传统的凸轮设计方法有图解法和解析法两种。图解法简单，直观，但设计的精度有限；解析法的设计精度较高，但计算量比较大，往往需要编写复杂的计算机程序。由于盘形凸轮比较简单，可直接用ADAMS/VIEW作为软件平台来进行凸轮的参数化设计，利用其强大的仿真分析能力进行从动件的运动学分析，根据输出速度和加速度曲线的仿真结果对其运动规律进行修正，从而实现凸轮轮廓曲线的优化。已知一尖端偏置移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮的基圆半径等于100mm,偏距=20mm,凸轮沿逆时针方向以匀角速度=30d/s转动,从动件的位移运动规律方程如下：按等速速

2、规律运动时的推程为：s=h+180X申（0p180）（7）按简谐规律运动时的回程为：s=h+2x11+cos冗+180 x（甲一180）（180申IEA_FOLLOIER_ACCELERATION-图2-121从动件加速度测量结果分析图2-120中从动件的速度曲线和图2-121中从动件的加速度曲线。可以看出在行程的起点、中点以及终点处产生速度突变，加速度的变化也非常大，从动件运动到这三处位置的时候会产生非常大的刚性冲击。修正从动件的运动规律：为了避免产生这种刚性冲击现象，可以对推程阶段的等速运动规律进行修正。通常采用二次项规律和简谐运动规律等来对等速运动规律进行修正。选用二次项运动规律来修正等

3、速运动规律的推程段。推程期的修正运动线图如图2-122所示，运动曲线由三部分组成，即等加速度区段、等速区段和等减速区段。为了实现位移曲线连续和速度曲线无突变，加速区段和减速区段的凸轮转shhi一和以及对应的从动件位移量h和h必须满足下列条件:1212图2-122优化位移曲线2h9)ih+h+h122hTh+h+h12TOC o 1-5 h zh=1h12一一予12h=1h220-0-012等加速区段等速区段：12）三个区段的运动规律方程式为：s=h宁2x屮2屮e0,0111屮e0,0-012s=h+(h一h一h)一(0-0-O)x(屮-O)屮e0-0,0(13)2=180带入式(9)中，得0=

4、28.81=28.8，0=43.2，0=180分别112121等减速区段：s=h-h+2x(一屮)222选取h=10mm,h=15mm,将h=100mm,120=43.2。2将h=10mm,h=15mm,h=100mm，01212带入（11）、（12）、（13）中。回到ADAMS中，重复一到六步，将第六步中的函数换成下列函数即可：IF(time-0.96:10/28.8/28.8*30*time*30*time,10,if(time-4.56:10+75/108*(30*time-28.8),85,if(time-6:100-15/43.2/43.2*(180-30*time)*(180-30

5、*time),100,50*(1+cos(PI/180*(30*time-180)仿真模型：单击圜|,设置EndTime为12,Steps为500。然后点击卜开始仿真。获取凸轮轮廓曲线：单击Review/CreateTraceSpline获得凸轮轮廓曲线，如图2-123所示。图2-123优化后的凸轮轮廓创建凸轮几何体：单击画，拉伸凸轮轨迹。删除凸轮板，删除移动驱动MOTION。-创建点线凸轮副：单击芳，然后打击尖顶从动件尖端的标记点MARKER，再单击凸轮cam，则点线凸轮副创建完成。将凸轮副重命名为PTCV_C。所创建模型如图2-124所示。仿真模型：单击圜设置EndTime为12,Step

6、s为500。然后点击卜开始仿真。测量模型：(1)凸轮转角的测量：单击，选择addtopart。单击凸轮cam，在(100,0，0)处单击，创建一个隶属于凸轮板的标记点marker_15。单击,选择addtoground，在(180,0,0)处单击，创建一个隶属于ground的标记点marker_16。然后取标记点测量凸轮转角，凸轮转角测量结果如图2-125所示。图2-124优化后的凸轮机构模型图2-125凸轮转角测量结果(2)选择尖顶从动件尖端的标记点MARKER：jianduandingdian,对其进行测量，以得到从动件的位移、速度、加速度测量结果，其测量曲线分别如图2-1262-127，2-128所示。图2-126从动件位移测量