基于COSMOSMotion的Ⅲ级机构运动和受力仿真分析.pdfVIP

第22卷 第2期 沈 阳 化 工 学 院 学 报 VoI．22 No．2 2008．6 JOURNAL OF SHENYANG INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY Juia，2008 文章编号： 1004—4639(2008)02—0162—04 基于COSMOSMotion的Ⅲ级机构运动和受力仿真分析 李铁军，朱成实， 叶 龙， 王学平， 王 丹 (沈阳化工学院机械工程学院，辽宁沈阳110142) 摘 要： 对含有Ⅲ级杆组的高级机构应用优秀的三维机械设计软件Solidworks2007进行三维实 体建模，并使用Solidworks2007中的运动仿真插件COSMOSMotion等对该实例机构的运动和受力 进行仿真分析，得出构件的运动和动力特性．仿真结果证明该仿真分析方法简便可行，提高了机构 的设计效率，具有很大的实用价值 关键词： COSMOSMotion； Ⅲ级杆组机构；仿真 中图分类号：TH112．2；TP39 文献标识码：A 由于平面连杆机构采用低副连接，运动副元 法分析复杂机构比较简单实用，而且可以加快设 素为面接触，承载能力大，适于重载，且面接触有 计的进程． 利于润滑，磨损小，此外连杆机构种类繁多，连杆 曲线丰富，能满足多种运动要求[1 j．因此，对 1 机构的组成及工作原理 连杆机构的应用研究不断深入．连杆机构中常见 平面低副机构可看成由一些自由度为零的 的复杂机构是含有Ⅲ级杆组的多杆机构，目前这 运动链与原动件和机架相连组成．这些不可再分 种机构的运动分析多采用封闭矢量多边形，通过 的自由度为零的运动链称为基本杆组，简称杆 列出矢量方程式，进而对多元非线性方程组求 组 设组成杆组的构件数为 ，低副数为P 则 解l -3j．求解过程需要用计算机进行迭代计算， 其自由度为F=3 一2P T=0．从上式可知，当构 难点在于给出一个好的初值，否则迭代不会收 件数为2，低副数为3，成为Ⅱ级杆组；当构件数 敛．可见常规方法的使用是建立在对机构进行复 为4，低副数为6，成为Ⅲ级杆组．依次类推[2-3]． 杂的分析、数学建模以及公式推导基础之上，而 平面低副机构如图1所示，由7个转动副和 且方程组求解过程存在很多弊端，因此，这种运 6个构件组成，其为含有Ⅲ级杆组的高级机构． 动分析的方法很复杂，阻碍了连杆机构应用与发 展，需要改进．Solidworks2007中的运动仿真插 件coSMOSMotion功能强大，计算效率高，在含 G Ⅲ级杆组的高级机构的设计应用中使用该软件 的未见报道．因此，提出基于Solidworks2007对 含有Ⅲ级杆组的高级机构使用Solidworks2007 中的运动仿真插件COSMOSMotion，对该实例 图1 平面Ⅲ级低副机构 机构的运动和受力进行仿真分析．该方法简单方 目前对这种机构的运动分析通常采用封闭 便，避免了求解多元非线性方程组带来的困难， 矢量多边形法，列出矢量方程式，即首先通过矢 而且该方法不需要给出初值进行迭代计算，对速 量法进行位置分析，得出封闭矢量位置方程式， 度和加速度分析也不需要求导