如何回放凸轮运动？-详解凸轮回放步骤

凸轮副结构是一种常见的机械机构。每个凸轮只能有一个从动机构，如果要为一个具有多从动机构的凸轮建模，则必须为每个新的连接副定义新的凸轮从动机构连接，必要时可以为各连接的其中一个凸轮选取相同的几何参考。

图5-112 设置分析的优先选项

图5-113 定义伺服电动机工作时间

在机构模式中，从功能区“机构”选项卡的“连接”组中单击“凸轮”按钮，打开 图5-114所示的“凸轮从动机构连接定义”对话框。定义凸轮从动机构连接需要定义的两个凸轮，主要分别利用“凸轮1”和“凸轮2”选项卡来定义。

图5-114 “凸轮从动机构连接定义”

在“凸轮1”选项卡上，单击“曲面/曲线”选项组中的按钮，便需要在第一主体上选取曲面或者曲线来定义第一个凸轮。单击“反向”按钮，则反转凸轮曲面的法向。如果为其中一个凸轮选取了曲面或平面，那么使用“深度显示设置”选项组中的选项和选择的有效参考来定义凸轮深度，更改凸轮的直观显示等。在“深度显示设置”下拉列表框中可供选择的选项有“Automatic（自动）”“Front&Back（前面和后面）”“Front，Backt&Depth（前面、后面和深度）”“Center&Depth（中心和深度）”。

类似地，在“凸轮2”选项卡上进行相应的设置。

切换到对话框的“属性”选项卡，如图5-115所示。勾选“启用升离”复选框和“摩擦”复选框时，可以设置凸轮副的一些较为重要的参数，如恢复系数e、静摩擦系数μ_s和动摩擦系数μ_k。其中，恢复系数e也称还原系数e。

图5-115 定义凸轮从动机构连接的属性

扩展知识：关于恢复系数和凸轮从动机构摩擦。

1）恢复系数

恢复系数是两个图元碰撞前后的速度比，它取决于材料属性、主体几何以及碰撞速度等因素。指定恢复系数的值可用来模拟冲击力，对机构应用恢复系数可在刚体计算中模拟非刚性属性。典型的恢复系数可以从工程书籍或实际经验中得到。

2）凸轮从动机构摩擦

摩擦是由于两个表面之间的相向运动或相对运动而产生的，会导致能量损失。摩擦系数取决于接触材料的类型以及实验条件。典型的摩擦系数可以从相关的物理或工程书籍中查找到。

可以为凸轮从动机构或槽从动机构连接指定静摩擦和动摩擦。要注意的是只有允许升离的凸轮摩擦才可用。而且必须将摩擦应用到凸轮从动机构连接中，才能在力平衡分析中计算凸轮滑动测量。初学者要初步理解如下3点基本概念。

●两个表面的静摩擦系数必定大于同样的两个表面的动摩擦系数。

●静摩擦系数描述模型中开始运动所需的能量。

●动摩擦系数描述保持模型运动时因摩擦而损失的能量。

下面介绍一个凸轮从动机构连接的应用实例。所用到的源文件位于随书光盘的CH5→TSM_5_8文件夹中。

步骤1：打开源文件。

1）在“快速访问”工具栏中单击“打开”按钮，选择tsm_5_8.asm，单击“打开”按钮。

2）设置在模型树中显示特征，此时如图5-116所示，该装配组件中建立有一个只存在基准轴和曲面的骨架模型，并存在着采用“销”联接的凸轮和采用“滑块（滑动杆）”连接的凸轮导杆。注意骨架模型中的曲面是用来导向凸轮导杆运动的。

图5-116 原始模型

步骤2：定义凸轮连接。

1）从功能区中单击“应用程序”→“机构”按钮，进入机构模式。

2）在功能区“机构”选项卡的“连接”组中单击“凸轮”按钮，打开“凸轮从动机构连接定义”对话框。(www.xing528.com)

3）在“名称”文本框中输入Cam_Follower1。

4）在“凸轮1”选项卡的“曲面/曲线”选项组中，勾选“自动选择”复选框，接着单击图5-117所示的曲面，单击鼠标中键确认，系统自动选择整个有效的凸轮曲面。

图5-117 选择凸轮曲面

5）切换到“凸轮2”选项卡，单击图5-118所示的导杆曲面，单击鼠标中键确认。此时在机构模型中出现凸轮连接的图标。

图5-118 选择导杆的曲面

6）在“凸轮从动机构连接定义”对话框中单击“确定”按钮。这时候，导杆曲面与凸轮曲面连接在一块，如图5-119所示。

步骤3：定义驱动（伺服电动机）。

1）单击“伺服电动机”按钮，打开“伺服电动机定义”对话框。

2）输入名称为Tsm_ServoMotor1，在模型中选择凸轮的Connection_1.axis_1连接轴，此时如图5-120所示。

图5-119 定义好凸轮从动结构连接

图5-120 选择运动轴

3）切换到“轮廓”选项卡，从“规范”选项组的下拉列表框中选择“速度”选项，从“模”选项组的下拉列表框中选择“常量”选项，输入A值为20。

4）单击“应用”按钮后再单击“确定”按钮。

步骤4：定义运动。

1）单击“机构分析”按钮，打开“分析定义”对话框。

2）接受默认的分析名称，接着在“类型”选项组的下拉列表框中选择“运动学”选项。

3）在“首选项”选项卡的“图形显示”选项组中，设置“开始时间”为0，End Time为30，选择“长度和帧频”选项，“帧频”为10。

4）单击“运行”按钮，然后单击“确定”按钮。

步骤5：回放凸轮运动。

1）在功能区“机构”选项卡的“分析”组中单击“回放”按钮，打开“回放”对 话框。

2）在“回放”对话框中，选择所建立的分析，接着单击对话框中的“播放当前结果集”按钮，弹出“动画”对话框。

3）调整机构的运动速度，单击“播放”按钮，回放机构运动的动画，如 图5-121所示。

图5-121 回放机构运动的动画

4）单击“捕获”按钮，打开“捕获”对话框。接受默认选项，单击“确定”按钮，将运动动画保存为MPEG格式的文件。