利用跟踪草绘设计凸轮

幽助

在论坛上没有看到有关于凸轮设计的教程，
这里写一个利用跟踪草绘设计凸轮的方法。
先说明，此方法不一定科学，也不一定符合凸轮的设计标准，
仅作参考，感兴趣的朋友可以试试。
此方法的思路是从别人那里学来的，但教程绝对是本人原创，沐风论坛首发，谢绝转载！

设计要求：时间10秒，升程5mm,
也就是说凸轮旋转10秒钟，滑动杆上升到最高点，5mm的位置。
（0-10秒钟凸轮从0°旋转到180°，滑动杆从0mm上升到5mm，
10-20秒，凸轮从180°转到360°回位，滑动杆从最高点5mm 降到0mm)

零件1，就创建一个基准轴就行了。


零件2就拉伸一个圆盘。


将零件2和零件1用销钉连接起来。


在圆盘的上方创建零件3，半圆形导轨，作参照用。


再做一个滑动杆，为零件4.


零件4和零件3之间用“滑动杆”连接，用于上升运动。


在零件2 面上，0°方向画一个箭头，做为标记，待会运动时看它转动了多少角度，
在零件4的最下端做一个基准点，用于捕捉运行轨迹。


先用滑动杆的运动轴设置一个电机，根据设计要求，10秒的时间，运行5mm
根据公式 速度=路程÷时间，算得速度为0.5


再用零件2销钉的运动轴设置一个电机，根据角速度和线速度的计算关系，
轮子的半径为10，旋转角度为180°，算得速度为18（10秒钟刚好转半圈）


设置好电机之后，新建一个运动分析，类型选“位置”，时间为10秒


运行分析之前，一定要养成习惯，先保存一个快照。


运作结果，圆盘刚好转180°，滑动杆上升5mm,（可以测量）


下面重点来了，插入，轨迹曲线，


纸零件选择“零件2”，相当于把它当作纸，
点就选择零件4上面的基准点，相当于把它当作笔，
在运行的过程中，笔就在纸上将运行轨迹画下来。
结果集就选刚刚运行的分析结果，点确定就OK了。


确定之后轨迹线出来了。


单独打开零件2，刚刚出来的这个轨迹线就是“跟踪草绘”
将其镜像，得到凸轮的整个外形轮廓，再用轮廓线拉伸出实体得到凸轮。


凸轮已经画出来了，我们再进入机构分析，验证凸轮是否达到设计要求。
先将滑动杆的电机删除，再将凸轮与滑动杆连接，让凸轮来驱动滑动杆，
看看是否可以在10秒内让其上升5mm。


凸轮连接。


运动分析前，先测量一下，此距离为10mm。


分析运行之后，测量得，距离为4.99mm，基本达到设计要求。


至此，利用跟踪草绘设计凸轮教程已经完毕，
如果还有其他特殊的要求，可以改动滑动杆上升的电机运行方式，
得到不同的凸轮轮廓线，有兴趣的朋友可以试试。
写帖不易，欢迎顶帖，欢迎发表意见。

czlhss

值得学习   

兴安老藤

幽助 发表于 2013-5-25 13:00
感谢版主的支持，我也考虑到了，且实验过，
加一小段静止，凸轮轮廓线也并非顺滑的，还是带有尖角
所以 ...

版主的设计方法可以借鉴，但运动曲线不能满足从动件运动要求，箭头所指对实际影响极大。从动件运动规律有很多种，每种规律至少包括静止、加速、减速、静止，还可能更复杂，且从一种运动状态转换为另一种状态时，其过渡必须圆滑，从动件的上升和下降运动规律也不同。因此设计凸轮的运动轨迹十分复杂。通常每段弧都有几种基本函数曲线规律可遵循，复杂的须高阶曲线。
希望这些话不是给版主泼冷水，见谅。若所述有参考价值，还望加分。

与皓同行

幽助 发表于 2013-5-25 13:56
这个里头有大文章
希望有专业人士出来解释一下！

从动件静止时，凸轮转动的角度为远休止角。

与皓同行

第三张图是怎么实现的

boige

支持楼主了，学习下/。

天涯海角hw

不懂，值得学习下

大么

学习

笨-小猪

自己想了一个，符合实际不符合实际就不知道了，你可参考一下···
按照楼主帖子中的做法，也是做一半，也就是只需要凸轮转动180°即可···
这里我假设刚开始转动的30°从动件不动,然后再转动90°过程中从动件速度按照正弦运动(一般的话，似乎是按照位置进行正余弦变化),最后60°从动件同样不动```
设定凸轮转动速度为15°/s，这样的话从动件给其速度方程：
v=0(0≤t＜2)
v=5*(1-sin((t-2)*60+90))(2≤t≤8)
v=0(8＜t≤12)
楼主可以试试，看是否可行···
最终根据楼主的源文件经过尝试,修改,从动件"运动规范"选用"位置"```
其关系式和速度类似```
设定凸轮转动速度为7.5°/s，这样的话从动件给其速度方程：
v=-3(0≤t＜2)
v=1*(1-sin((t-2)*10+90))-3 (2≤t≤20)
v=2-3(20＜t≤24)
(其中-3是为消除零位置而添加的)

幽助

笨-小猪 发表于 2013-5-28 10:45
不知道从动件通过“位置”规范控制运动能否解决···
或者直接通过关系式控制“速度”，这个肯定可行· ...

希望斑竹给我写个关系式，我再试试！