弧面分度凸轮机构的仿真研究

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　　轻工机械LightNo．4Aug．2设计]DOI：10．3969／j．issn．1005-2895．2010．04．015南京工业职业技术学院机械工程系，江苏南京210046：使用CATIA创建了弧面分度凸轮机构虚拟样机，通过SimDesigner将该模型转入ADAMS。在ADAMS真得到了分度盘的速度、加速度和滚子与凸轮的碰撞力。并对负载盘厚度及装配误差等重要参数对分度盘的最大加速度的影响进行了动力学仿真分析。获得比较直观的结果。图面分度凸轮机构；装配误差中图分类号：THll2．2；TP391．9文献标志码文章编号：1005-2895(2010)04-0054-03imulationloboidalIndexingNian．fu。HEei(FacultyMechanicalEngineering，NanjingInstituteIndustrialTechnology，Nanjing210046，China)bstractheVirtualprototypgloboidalindexingcammechanismestablishedusingCATIAhemodeltransfersSimDesigner．／nADAMS，angularvelocityindexingplatecontactforcesbetweenachieved．Dynamicsimulationanalysesinfluencesomeimportantparametersassemblytoleranceovermaximumaccelerationindexingdiskcomparativelydirectresultsobtained．[ch，8fig．9ref．]eyword：mechanism；dynamicsimulation；virtualprototyp；globoidalindexingcammechanism；assemblytolerance引言由于工作效率的提高，自动机械的运转速度要求也不断提高。对用作间歇运动的弧面分度凸轮机构的高速、高精度的性能要求也越来越高。所以，有必要对影响弧面分度凸轮机构出特性的一些重要参数进行分析研究，以提高其高速性能。本文利用曲面设计功能优越CATIA进行三维设计。通过MSCSimDesigner将该虚拟样机导人到ADAMS中进行进一步的虚拟仿真分析研究引，为弧面分度凸轮机构的设计和装配提供了有力依据。虚拟样机建模1．1弧面分度凸轮模型构建首先，需要精确计算出弧面分度凸轮工作曲面上点的坐标，才能得到弧面分度凸轮的由复杂空间曲面构成的工作轮廓面HJ。例如，弧面分度凸轮机构参数如下：中心距180mm；分度盘轴直径d260mm；凸轮与滚子间间隙一0．O1ITlm；分度盘分度期转120。；凸轮轴直径dI50mm；凸轮轴转速=300r／min；运动规律，修正正弦；分度盘滚子数22mill；滚子宽24InlTl。弧面凸轮材料取20CrMnTi钢，分度盘材料取45钢。按空间包络曲面的共轭原理，凸轮工作轮廓在直角坐标系中的坐标为p+yzsindpeosO-+CcosO-一z2sinOcos~bsinOPY2sin~bsinOCsinOZ2COS0pxsin~b收稿日期：2009-12-25日期：2010-04-0基金项目：江苏省精密制造工程技术研究开发中心开放基目(ZK09-01-0；江苏省精密制造工程技术研究开发中心开放基金项目(ZK09-01-0，江苏南通人，硕士师，主要研究方向为包装机械设计。E．mail：．ca弧面分度凸轮机构的仿线一与转盘凸轮的旋向系数，左旋为凸轮与分度盘的中心距。利用语言编写了弧面分度凸轮工作弧面上的云点计算程序，并将生成的云点数据文件导入CATIA生成凸轮三维实体模型，为弧面分度凸轮机构的运动与动力学仿线CATIA中装配分度凸轮和分度盘实体AssemblyDesign模块中，根据设计要求，通过Coincidence(相和约束)等命令根据位置约束关系装配得到弧面凸轮机构的装配体模型，如图配体3Dgloboidalindexingcammechanism1．3虚拟样机模型的建立CATIA切换到SDMotionWorkbench模块NewMechanism按钮SDMotion菜单下AddCon—straint选择Body／BodyContact添加弧面凸轮和分度盘接触ADAMS中添加约束、驱动和负载通过SimDesigner弧面分度凸轮机构虚拟样机输出到专业的Adams软件进行进一步的动力学分析根据装配要求，为弧面分度凸轮机构样机模型添加如下约束旋转副[凸轮轴与机架之间]只允许轮轴绕自身轴线转动旋转副[分度盘轴与机架只允许分度盘轴绕自身轴线转动实体与实体之间的接触分度盘与凸轮之间面分度凸轮irtualmodelgloboidalindexingcammechanism的接触加入负载盘，其厚度：50mm；对各构件进行连孤面分度凸轮机构动力学分析模型FigureDynamicsimulationmodelgloboidalindexingcammechanism2．2虚拟样机仿线度凸轮机构分度盘的速度和加速度输出曲线，如图的速度和加速度ngularvelocityaccelerationoutput轻工杌糖LightIndustryMachinery2010大加凸轮轴速凸轮轴转速与分度盘RelationshipbetweenrotatingspeedCalTlshaftmaximumaccelerationindexingdisk凸轮机构负载盘厚度对分度盘的最大角加速度的影响，可以发现一些波峰点，如图7所示。5．5O．030负载盘厚度／mm负载盘厚度与分度Figureelationshipbetweenthicknesspreloadplatemaximtlmaccelerationindexingdisk弧面分度凸轮机构的两轴间的装配误差对分度盘的最大加速度的影响，可见合适的负公差有助于减小分度盘的最大加速度，如图间装配误差／um大加速度elationshipbetweenassemblyerrortwoshaftsmaximumaccelerationindexingdisk结语文章结合弧面分度凸轮机构设计的具体工程实，叙述了弧面分度凸轮机构虚拟样机的建模和动力 学仿真全过程。根据弧 面分度 凸轮机构运动规律 程计算出凸轮 曲面的云点数据。运用 CATIA 良好的 曲面和建模功能，创建了弧面分度凸轮机构装配体 SimDesigner将弧面分度凸轮机构装配体虚拟样机 转换人 ADAMS ，并运用虚拟样机动力学仿真技术进行 动态仿真分析。获得了如弧面分度凸轮机构的两轴间 的装配误差对分度盘的最大加速度的影响和负载盘厚 度对分度盘的最大加速度的影响等数据。对弧面分度 凸轮机构的设计和安装提供了有益数据。 参考文献( References A．CAMDESIGN HANDBOOK ．NewYork： McG raw- Hill 航，刘红．基于UG 的弧面分度 凸轮机构造型理论与设 计EJ J．轻工机械 ，2007，25( 徐锋．基于CATIA和 ADAMS 的弧面分度凸轮机构的建模和仿线 飞，等．弧面分度凸轮三维 实体模 ．组合机床与自动化加工技术 ，2004(6) ：36-37． ，祁宁明．基于MDU 元建模 方法的弧面分度 凸轮虚拟设计轴向倒角尺寸制动衬带机床贸易