基于Creo、ADAMS环境的弧面分度凸轮机构运动学仿真方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107633152A(43)申请公布日2018.01.26(21)申请号201711022885.5(22)申请日2017.10.27(71)申请人天津百利机械装备集团有限公司中央研究院地址300232天津市河北区南口路40号(72)发明人胡鑫喆姚成豪高永全洪学明唐慧颖(74)专利代理机构天津市鼎和专利商标代理有限公司12101代理人范建良(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图7页(54)发明名称基于Creo、ADAMS环境的弧面分度凸轮机构运动学仿真方法(57)摘要本发明涉及一种基于Creo、ADAMS环境的弧面分度凸轮机构运动学仿真方法，利用Creo、ADAMS的虚拟建模仿真功能，只需改变虚拟模型的设计参数或相对位置参数即可进行运动仿真，无需建立物理模型，降低试验成本，缩短生产周期，节省加工制造费用；该方法为弧面分度凸轮机构设计的干涉检查提供了数据参考，为弧面分度凸轮机构的装配间隙补偿及数控加工的误差修正提供理论依据，该方法结合工程应用，对弧面分度凸轮机构进行运动学分析，高效、精准的得出运动特性曲线，为以后弧面分度凸轮的优化设计提供重要的参考。CN107633152ACN107633152A权利要求书1/2页1.一种基于Creo、ADAMS环境的弧面分度凸轮机构运动学仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、基于Creo软件建立弧面分度凸轮机构的弧面分度凸轮模型、分度盘模型以及滚子模型，并装配，以*.x_t的格式保存输出；步骤2、将步骤1中的*.x_t格式的装配模型导入ADAMS软件中，并添加模型属性，建立弧面分度凸轮机构仿真虚拟样机模型；2.1)添加材料属性：分别设置弧面分度凸轮及分度盘的材料属性为steel；2.2)添加运动副：根据弧面分度凸轮机构的运动特性，在ADAMS/View模块中，运用2Bodies-1Location的方法，分别在弧面分度凸轮和分度盘上分别设置转动副R1和R2；2.3)添加驱动：添加旋转驱动MOTION_1于转动副R1，MOTION_1的方向与弧面分度凸轮的转向一致；2.4)添加刚体接触力：分别先后选中弧面分度凸轮和分度盘的滚子，在两者之间添加接触力CONTACT_1；步骤3、运用ADAMS/Simulation模块对步骤2中建立好的弧面分度凸轮机构仿真虚拟样机模型进行仿真参数设定，并进行运动学仿真：3.1)设置仿真控制参数，对弧面分度凸轮机构的仿真时间、计算步长、仿真类型进行设定；步骤4、输出运动学仿真结果：在ADAMS/PostProcessor模块中建立弧面分度凸轮机构中分度盘的角速度运动学曲线，并以*.tif格式保存输出。2.根据权利要求1所述的基于Creo、ADAMS环境的弧面分度凸轮机构运动学仿真方法，其特征在于：基于Creo软件弧面分度凸轮的建模方法，按如下步骤进行：步骤1-1、弧面凸轮机构坐标系的建立：分别建立弧面分度凸轮机构的固定坐标系O1-X1Y1Z1和固定坐标系O2-X2Y2Z2，固定坐标系O1-X1Y1Z1的原点O1位于凸轮转动中心处，固定坐标系O2-X2Y2Z2的原点O2位于分度盘的转动中心处；其中固定坐标系O1-X1Y1Z1中坐标轴X1的方向平行于O2O1且与其同向，Z1的方向由右手定则确定，即右手紧握凸轮轴，四指指向与凸轮转向相同，此时拇指所指方向即为Z1方向；固定坐标系O2-X2Y2Z2中坐标轴X2的方向平行于O2O1且与其同向平行于O2O1且与其同向，Y2的方向平行于Z1且与其同向；建立动坐标系o1-x1y1z1和动坐标系o2-x2y2z2，动坐标系o1-x1y1z1固连于凸轮并随凸轮的转动而转动，动坐标系o1-x1y1z1的原点o1位于凸轮的转动中心处，动坐标系o1-x1y1z1坐标轴x1、y1、z1的初始方向分别与固定坐标系O1-X1Y1Z1的坐标轴X1、Y1、Z1相同；动坐标系o2-x2y2z2固连于分度盘并随分度盘的转动而转动，动坐标系o2-x2y2z2的原点o2位于分度盘的转动中心处，动坐标系o2-x2y2z2坐标轴x2与分度盘转子No.2的自转轴线共线，方向由o2指向分度盘转子No.2，坐标轴z2平行于Z2且与其同向；当凸轮转动角度为θ时，x1与X1之间的夹角为θ；x2与X2之间的夹角为；步骤1-2、建立坐标系间的RPY旋转坐标变换矩阵：动坐标系o1-x1y1z1在定坐标系O1-X1Y1Z1中的RPY旋转坐标变换矩阵为：其中sθ表示sinθ，cθ表示cosθ，其余同理；动坐标系o2-x2y2z2在定2CN107633152A权利要求书2/2页坐标系O2-X2Y2Z2中的RPY旋转坐标变换矩阵为：定坐标系O2-X2Y2Z2在