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SolidWorks曲柄摇杆机构点轨迹跟踪实践

【摘要】:图6-48 连杆轨迹点位置草图6)利用对曲柄和连杆的修改可以得到机架长度为160mm和摇杆长度为150mm的三维实体图,如图6-49和图6-50所示。图6-55 转配体消除隐藏线显示连杆上各点轨迹的跟踪。在要移动的零部件区域保持空白,这将确定马达的方向是相对于全局坐标系指定的。

(1)零件造型。

1)单击标准工具栏上的“新建”图标按钮978-7-111-46352-8-Chapter06-88.jpg→“零件”→“确定”。单击978-7-111-46352-8-Chapter06-89.jpg978-7-111-46352-8-Chapter06-90.jpg978-7-111-46352-8-Chapter06-91.jpg→利用草图绘制工具绘制图6-43,具体过程:绘制中心线978-7-111-46352-8-Chapter06-92.jpg从原点出发并标注长度为80mm,再利用中心线的两个端点为圆心,利用草图978-7-111-46352-8-Chapter06-93.jpg绘制半径为5mm和10mm的同心圆各两个,然后绘制半径为10mm圆的外公切线,利用剪裁实体978-7-111-46352-8-Chapter06-94.jpg得到如图6-43所示的草图后单击重建模型978-7-111-46352-8-Chapter06-95.jpg退出草图绘制。

2)单击“特征”工具栏上的“拉伸凸台/基体”图标按钮978-7-111-46352-8-Chapter06-96.jpg,在“凸台-拉伸1”属性管理器和绘图区中进行设置,拉伸深度为10mm,如图6-44所示,单击图标978-7-111-46352-8-Chapter06-97.jpg确定,得到如图6-45所示的曲柄。

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图6-43 曲柄草图

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图6-44 曲柄草图拉伸过程图

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图6-45 曲柄

3)选择“文件”→“另存为”命令,把文件命名为“曲柄”。

4)同样的造型思路得到如图6-46所示的草图,再拉伸可以得到连杆三维实体图,如图6-47所示。

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图6-46 连杆草图

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图6-47 连杆实体图

5)为了方便连杆上不同方位点的轨迹对比,在连杆图6-46的三维图的基础上再以前端面为草图绘制基准面,作如图6-48所示的草图,并对各点进行标注,分别为A、B、C、D、E、F、G、H、K、M、N点。

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图6-48 连杆轨迹点位置草图

6)利用对曲柄和连杆的修改可以得到机架长度为160mm和摇杆长度为150mm的三维实体图,如图6-49和图6-50所示。

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图6-49 摇杆实体图

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图6-50 机架实体图

(2)装配体安装。

1)单击标准工具栏上的按钮978-7-111-46352-8-Chapter06-106.jpg978-7-111-46352-8-Chapter06-107.jpg→“确定”。选择菜单→插入→零部件→现有零件/装配体,单击“浏览”按钮选择曲柄连杆机构文件夹,选择已经做好的零件模型机架。将其放入工作区域,右键单击机架选择浮动按钮,单击旋转的按钮,调整活塞的角度以便于装配,如图6-51所示。

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图6-51 加入装配体零件的过程图

2)用同样的方法将曲柄加入装配体文件中,选择曲柄的圆柱孔曲面和机架的圆柱柱面,单击配合978-7-111-46352-8-Chapter06-109.jpg,选择配合关系同轴心,具体操作如图6-52所示。然后再选择机架圆柱体的外端面和曲柄的端面后单击配合978-7-111-46352-8-Chapter06-110.jpg,选择配合重合关系,如图6-53所示。

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图6-52 同轴心配合条件

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图6-53 面重合的配合关系

3)类似步骤1)加入连杆和摇杆,并按照步骤2)添加其余铰链的配合关系,得到完全定义的装配体,如图6-54所示。

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图6-54 完全定义的装配体

4)为了使各点看上去清晰,转换装配体为“显示样式”978-7-111-46352-8-Chapter06-114.jpg→“消除隐藏线”978-7-111-46352-8-Chapter06-115.jpg显示方式,如图6-55所示。

978-7-111-46352-8-Chapter06-116.jpg(www.chuimin.cn)

图6-55 转配体消除隐藏线显示

(3)连杆上各点轨迹的跟踪。

1)单击新建运动算例978-7-111-46352-8-Chapter06-117.jpg后,屏幕下方出现运动算例工作区,如图6-56所示,在算例类型下拉菜单中选择Motion分析,时间设置中选择5秒,如图6-57所示。

2)在MotionManager工具栏中单击马达978-7-111-46352-8-Chapter06-118.jpg,弹出马达对话框,在零部件/方向下方选择零件曲柄的面,如图6-58所示。马达将自动加入相同的面以指定方向。马达的运动方式为等速运动,速度设置为60RPM。马达的类型选择为旋转马达。在要移动的零部件区域保持空白,这将确定马达的方向是相对于全局坐标系指定的。单击978-7-111-46352-8-Chapter06-119.jpg确定,完成马达参数的设定。

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图6-56 运动算例工作区

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图6-57 运动算例内容的设置图

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图6-58 旋转马达的设置

3)单击计算978-7-111-46352-8-Chapter06-123.jpg,此时可以看到曲柄摇杆机构的仿真动画开始运行,单击停止978-7-111-46352-8-Chapter06-124.jpg可以随时停止。

4)单击运动算例的菜单结果和图解项图标978-7-111-46352-8-Chapter06-125.jpg,具体过程如图6-59所示,在结果属性管理器中填入连杆面(单击后自动加入)→在选取类别中选择“位移/速度/加速度”→在子类别中选择“跟踪路径”→单击连杆上的A点,设置好后单击978-7-111-46352-8-Chapter06-126.jpg确定。

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图6-59 结果属性管理器的设置图

5)最后得到A点的轨迹图为圆,如图6-59所示。

6)单击Motion菜单“结果与图解”978-7-111-46352-8-Chapter06-128.jpg后,弹出结果属性管理器对话框,类似于步骤4)的操作,不同的是单击B点得到的轨迹如图6-60所示。

7)同样方法可以得到其他各点的轨迹,如图6-61~图6-68所示。

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图6-60 B点的轨迹图

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图6-61 C点的轨迹

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图6-62 D点的轨迹

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图6-63 F点的轨迹

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图6-64 N点的轨迹

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图6-65 G点的轨迹

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图6-66 M点的轨迹

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图6-67 K点的轨迹

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图6-68 连杆各点的轨迹合成图