基于ADAMS的凸轮机构运动学分析开题报告

1. 研究目的与意义

针对传动的凸轮机构设计不方便且设计周期比较长的问题,利用ADAMS软件设计尖顶直动从动件盘型凸轮机构实体造型,对实体造型进行运动分析和模拟仿真,使凸轮的设计效率得到进一步提高,从而缩短设计时间,为今后凸轮机构设计提供理论基础和新的设计方法。ADAMS 软件涉及多体系统动力学与动力学建模理论及技术实现，是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、 交互式用户界面技术和虚拟现实技术的综合应用技术。 虚拟样机技术将传统的经验设计方法改为预测方法，具有无法比拟的优点。利用ADAMS 软件还能计通过算机仿真分析复杂的机械系统的运动学和动力学性能，可以使我们了解现代计算机辅助机械设计的高效、 直观、 快捷的特点。从而提高了我们的动手能力和创新能力。

2. 国内外研究现状分析

凸轮机构是常用机构，应用范围很广。自三十年代以来，人们就在不断地研究它并且研究工作随着新技术、新方法的产生和应用在不断深化，目前低、中速凸轮机构的研究在各方面已经相当完善、成熟。而现代生产要求机器的运转速度及工作效率不断提高,这也就相应地要求高速凸轮机构具有更好的动力学性能。现在，人们研究工作的重点已转向了高速凸轮机构及动力学特性这一以往研究不够深入、完善的方面^[1]。

凸轮机构结构简单、紧凑^[2]。利用adams软件设计尖顶直动从动件盘型凸轮机构实体造型,对实体造型进行运动分析和模拟仿真,使凸轮的设计效率得到了提高,缩短了设计时间,为今后在设计凸轮机构上提供了理论基础和新的设计方法^[3]。在设计和分析中假设推程和回程运动轨迹方程;一方面运用解析法对假设的轨迹方程进行计算,计算出从动件速度、加速度,另一方面利用adams进行了实体造型和仿真,对实验仿真数据和理论计算结果进行对比,结果完全一致,验证了adams对凸轮机构设计及运动学分析方法的正确性。

凸轮在自动机床进刀机构、上料机构、内燃机配气机构、制动机构及印刷机、纺织机、插秧机、闹钟和各种电器开关中都有广泛的应用^[4]。正是它的广泛应用推动了对它的研究和它自身的发展。最初，人们只研究凸轮的简单几何形状和运动。以满足对从动件运动的简单的位移要求。随着对各种机械在速度、效率、寿命、噪声和可靠性等方面要求的日益提高。对凸轮机构的研究也逐步扩展与深化。从简单地考虑几何尺寸、运动分析和静力分析。发展到考虑动力学分析、润滑、误差影响、弹性变形等。其研究方向已有数十个之多。特别是五十年代以来。由于计算机技术和各种数值计算方法的发展。使得很多方面的研究得以深入。

3. 研究的基本内容与计划

一、主要研究方法及内容

本文基于adams的凸轮机构运动学分析，主要以 adams为平台建立凸轮机构动力分析仿真模型，利adams 软件还能在计算机仿真分析复杂的机械系统的运动学和动力学性能。

adams 的整个计算过程(指从数据的输入到结果的输出，后处理功能模块。 )可以分成以下几个部分：

4. 研究创新点

adams 是集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机软件。

使用这套软件可以产生复杂机械系统的虚拟样机，真实地仿真其运动过程。

利用adams对凸轮设计进行优化，分析它的运动过程和原理，克服实验中凸轮较难加工且运动过程不明显的问题。