基于SolidWorksMotion的活塞压缩机运动学和动力学仿真

1 引言

    是目前应用较为广泛的三维设计软件，是以美国MDI公司开发的机械系统动力学仿真分析软件ADAMS(Automatic Dynanuc Analysis of Mecharucal System)为内核的机械系统运动学和动力学仿真软件，是的一个插件。本文将以一款我厂自主研制的2CFP系列压缩机为例，介绍如何运用进行活塞压缩机的运动学和动力学仿真。

2 活塞压缩机基本参数和三维实体建模

    该活塞压缩机为对称平衡式，卧式2列2缸，两级压缩，一级压缩缸为φ120mm双作用压缩缸，二级压缩缸为φ70mm双作用压缩缸。行程：S=76.2mm；转速：n=1800r/min；曲柄连杆比：λ=0.2：曲柄半径：r=38.1mm；曲轴旋转角速度

    利用完成该活塞压缩机的三维实体建模，运动部件的三维实体模型如图1所示，主机部件的三维实体模型如图2所示。

图1 运动部件的三维实体模型

图2 主机部件的三维实体模型

3 仿真前的准备工作

    (1)添加约束：在中可以按照零件之间装配时定义的约束关系自动转化为相应的运动副；零件的材料属性，也会反映到中。在仿真前，还要按照整机的装配和约束关系，补充必要的约束和运动副约束关系。

    (2)添加马达：马达可以控制一个构件在一段时间的运动状况，它规定了构件的位移、速度和加速度为时间函数。对于该活塞压缩机，【马达类型】选择【旋转马达】，【零部件/方向】选择曲轴主轴颈圆柱面，方向为顺时针方向，等速，1800r/min。

    (3)添加引力：选择引力方向并输入引力数值。

    (4)添加作用力：对于活塞压缩机，需要对2只压缩缸分别添加气体力，气体力示功图如图3、4所示。

图3 一级压缩缸气体力示功图

图4 二级压缩缸气体力示功图

    无需专门添加惯性力载荷（包括往复运动惯性力和旋转运动惯性力），它们将由所施加的曲轴转动角速度和计算得到的各构件质量分布情况，自动施加给相应机构。

    活塞式压缩机的运动学计算是压缩机设计过程中应进行的基本设计计算。运动学就是研究和计算活塞压缩机活塞的位移、速度和加速度与曲轴转角及几何参数之间的关系。