[发明专利]基于UG的凸轮机构运动分析仿真系统

说明书

本发明是基于UG的凸轮机构运动分析仿真系统，其特征在于，UG软件为平台,以直动推杆圆柱凸轮机构为例,用UG表达式和规律曲线命令,得到圆柱凸轮的轮廓曲线,从而得到准确的凸轮轮廓造型,然后进行三维动力学仿真,并分析推杆位移、速度、加速度,为机构优化设计，在保留原凸轮机构为实现功能而确定的关键点前提下，用多项式拟合的方法设计凸轮曲线，提高凸轮曲线在关键点处的可导性和连续性，有效解决凸轮机构在运行时出现的冲击，磨损、疲劳破坏和噪声等问题。

技术领域

本发明涉及凸轮机构运动分析技术领域，具体涉及基于UG的凸轮机构运动分析仿真系统。

背景技术

由于凸轮机构几乎能够完成各种变速运动，而且能够按照需要调节速度，精度高、成本低，所以现代机械中应用凸轮机构的场合仍然很多。现如今有许多方法可以提升凸轮机构运行时的精度，而对凸轮曲线的研究设计是其中最重要关键的，同时也是最有效的。对凸轮曲线传统的研究方法是组合目前一些比较常用的运动曲线来满足凸轮的实际运动需求，并且已经形成了众多常用标准凸轮曲线，但是组合的运动曲线在高阶导数处并不连续，随着凸轮机构运行速度不断地提高，旧的凸轮曲线已经无法在满足运动学特性要求下同时满足动力学特性要求；

目前，多项式设计的方法可有效提高凸轮曲线的连续性，但在利用多项式设计凸轮曲线时，经常会遇到局部位移控制条件过多的情况，运用多项式插值法将会导致多项式幂次过高，不利于加工，这时运用多项式拟合法可以有效控制多项式幂次。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供基于UG的凸轮机构运动分析仿真系统，以解决上述提出的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：基于UG的凸轮机构运动分析仿真系统，其特征在于，UG软件为平台,以直动推杆圆柱凸轮机构为例,用UG表达式和规律曲线命令,得到圆柱凸轮的轮廓曲线,从而得到准确的凸轮轮廓造型,然后进行三维动力学仿真,并分析推杆位移、速度、加速度,为机构优化设计；

具体步骤为：

步骤一：设定空间凸轮尺寸构建三维造型,以及滚子7、推杆、机架的三维造型，即机架设为固定连杆一,空间凸轮设为连杆二,滚子7设为连杆三,推杆设为连杆四；

步骤二：第一个连杆选择凸轮轴圆周,完成了“选择连杆二(凸轮)”、“指定原点(圆心)”、“指定方位(圆所在平面的法线)三个步骤,第二个连杆选择机架；完成一个旋转副的添加；同样,将滚子7与推杆用旋转副相连,将推杆与机架滑动副连接；

步骤二：选择插入、运动副、滑块,第一个连杆选择推杆一端圆周,完成了“选择连杆(推杆)”、“指定原点(圆心)”、“指定方位(圆所在平面的法线)三个步骤,第二个连杆四选择机架；完成滑动副的添加；

步骤三：定义运动驱动空间凸轮机构的运动是采用的匀速驱动；将空间凸轮的旋转副设为主动件,设定初速度为1度-10度。

步骤四：添加碰撞选择插入、连接器、3D碰撞,在3D碰撞对话框中输入数值。在接触体中分别选择滚子7和凸轮,在二者之间添加碰撞；

步骤五：运动仿真UG进行运动仿真时,需要输入时间与步数2个参数,空间凸轮机构的解算时间设置为0.5s-1.2s,步数为60-120；

步骤六：运动模型新建运动模型,需要计算的是推杆的运动，基于UG的空间凸轮机构的运动仿真。

进一步的，步骤一中空间凸轮曲线参数方程:X＝50cosq Y＝50sinq Z＝50sinq+h00°≤q≤360°将空间凸轮曲线参数方程,转化为符合UG规定的方程,手工输入表达式中；并由规律曲线生成凸轮轮廓曲线。

进一步的，步骤一中凸轮基圆半径r0＝50mm；偏心距e＝10mm；从动件行程s＝26mm。

进一步的，步骤五中将空间凸轮的旋转副设为主动件,设定初速度为6度。