基于COSMOSMotion的凸轮-推杆机构运动仿真

    算机辅助设计(即CAD技术)已成为企业提高创新能力和产品开发能力，增强企业适应市场需要的竞争能力的一项关键技术。大力开发推广应用CAD技术，开展"CAD应用工程"是我国"八五"和"九五"期间重中之重的项目。

    是一个优秀的三维设计软件，包括零件设计、饭金设计、二维工程图自动生成和装配功能，而且集成和兼容了Windows系统的卓越功能。其三维实体建模系统具有易教、易学、易用的特点，参数化特征造型技术定义清晰。使用此软件，设计者可以方便地按照其设计思想绘制草图，并且可以尝试运用各种特征与不同尺寸，以及生成模型和制作工程图。

    COSMOSMotion是一个用于仿真机械系统运动的软件。作为的一个插件，可以方便地在建好系统模型之后，对其模型进行运动分析。现在应用的大多数产品都包括运动机构，机构在这些产品中起着极其重要的作用，所以，对于分析机构中一些部件的运动是很必要的，也是很重要的。运用COSMOSMotion进行运动仿真，可以在制造实体之前就可以发现其中的错误，进而进行纠正，因此，可以大大减少因重复制造样机而投人的花费，并且加快了设计的进程。

    凸轮机构广泛地应用于各种机械当中，尤其是自动化机和控制装置中。凸轮是一个具有曲线轮或凹槽的构件。凸轮机构是由凸轮、推杆和机架3个主要构件组成的高副机构。当凸轮运动时，通过其曲线轮廓与推杆的高副接触，使推杆得到预期的运动。凸轮机构的最大优点是:只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且结构简单紧凑。

    1凸轮机构的建模

    预设计一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构，该凸轮机构的基圆半径r0=15 mm，凸轮以等角速度。沿逆时针方向回转，其推杆的运动规律如图1所示。

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    由于整个凸轮的廓线是由四线不同的曲线所组成的，所以在曲线与曲线的连接处，必然存在一定的过渡。因此，为了使凸轮的廓线光滑，在各曲线与曲线的交接处进行了圆角处理，这样可以使凸轮与推杆接触时，尽量保持平滑过渡。为了使推杆与凸轮在装配体中能进行配合，有必要设计一个架子，能使凸轮固定，并使推杆可以沿固定的方向进行移动。装配好的机构如图3所示。

    用COSMOSMotion进行凸轮机构的仿真:在凸轮上面旋加一个角速度ω，并且设定ω=3600/s，即使凸轮在1s内围绕其中心轴转一转3600，则相应的由凸轮带动的推杆也在其一个周期内移动了相应的距离。用COSMOSMotion进行仿真，不仅可以看到整个机构在运动过程中的情况，更可以得到凸轮机构在运动过程中的各种曲线，其中最为重要的是其推杆的位移、速度、加速度曲线。