COSMOSMotion仿真器

COSMOSMotion 仿 真 器 是 最 受 歡 迎 的 SolidWorks 虛擬樣機(jī)工具，利用這一工具可以建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干涉分析，跟蹤零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析機(jī)構(gòu)中零件的速度 加速度 作用力 反作用力和力矩等，并可用動(dòng)畫 圖形 表格等多種形式輸出結(jié)果 因此，其分析結(jié)果可指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)之前確保設(shè)計(jì)可以正確運(yùn)作，準(zhǔn)確體現(xiàn)更多的設(shè)計(jì)理念，降低風(fēng)險(xiǎn)，并在設(shè)計(jì)初期便獲取有用的信息在研的水稻植質(zhì)缽育栽植技術(shù)課題中，插秧機(jī)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是水稻植質(zhì)缽育插秧機(jī)核心設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)之對(duì)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的深 入研究，將促進(jìn)水稻植質(zhì)缽育插秧機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)展 本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)插秧機(jī)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研究，以目前我院插秧機(jī)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，提出兩套縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真 使用專業(yè) CAD 軟件 SolidWorks 按照預(yù)定的運(yùn)動(dòng)方式，設(shè)計(jì)出縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 然后根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)具體零件，再裝配調(diào)試，并最終得到兩套設(shè)計(jì)方案 分別對(duì)兩套進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行 COSMOSMotion 仿真，最后使用 COSMOSMotion 分析整個(gè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，提出分析意見(jiàn)，結(jié)果可以作為插秧機(jī)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的參考 1 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的基本要求及工作原 理 根據(jù)水稻植質(zhì)缽育栽植技術(shù)的對(duì)插秧機(jī)的要求，可有兩種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一種機(jī)構(gòu)為橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)可以通過(guò)改變螺旋軸的參數(shù)或改變齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)此本文不做詳細(xì)的分析；另一種機(jī)構(gòu)是縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況，這一機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)及功能上應(yīng)該滿足兩個(gè)基本要求，即一用凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成間歇運(yùn)動(dòng)，滿足時(shí)間周期性要求，二用棘輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成分度作用，滿足縱向進(jìn)給準(zhǔn)確性要求縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的工作原理如圖 1 所示 作業(yè)前打壓苗器 1 將秧盤置于輸送帶 5 上，并使之處于分秧位置，作業(yè)時(shí)分秧裝置每插一穴秧苗，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)秧箱移 動(dòng)一個(gè)穴距；當(dāng)插完一排秧苗后，插秧機(jī)的自動(dòng)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)工作，其動(dòng)力由機(jī)器的工作箱提供的擺動(dòng)力矩，轉(zhuǎn)變成棘輪棘爪機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再由進(jìn)給軸 7 帶動(dòng)進(jìn)給輪 6，通過(guò)輸送帶 5 帶動(dòng)秧盤 3 向前進(jìn)給一個(gè)行距，完成縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 為了有效地保證秧苗的栽植精度，必須使縱向進(jìn)給量的精度較高，也就是進(jìn)給軸 7 每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度要求較高 兩種設(shè)計(jì)方案的確定 根據(jù)時(shí)間周期性要求及縱向進(jìn)給準(zhǔn)確性要求，分別設(shè)計(jì)了直線形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)（如圖 2 所示）和圓弧形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)（如圖 3 所示）兩種機(jī)構(gòu) 在直線 形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)中，凸輪從動(dòng)擺臂 4 為直線形 工作過(guò)程中當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)接觸時(shí)，嚙合點(diǎn)由從動(dòng)擺臂根部向前端移動(dòng)，最后到達(dá)極限位置而脫離接觸，完成縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；然后等待凸輪主動(dòng)臂的再一次接觸，以進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán) 另一種方案是圓弧形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中凸輪從動(dòng)擺臂 4 為圓弧形 工作過(guò)程中當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)接觸時(shí)，嚙合點(diǎn)從擺臂前端開始，向擺臂根部移動(dòng)，移動(dòng)達(dá)到某一極限位置，再由根部返回到前端，直到到達(dá)又一個(gè)極限位置而脫離接觸，完成縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；然后等待凸輪主動(dòng)臂的再一次接觸，以進(jìn)入下一個(gè)行程循環(huán)機(jī)構(gòu)仿真步驟 COSMOSMotion 插件是 SolidWorks 是參數(shù)化三維實(shí)體造型軟件無(wú)縫集成一個(gè)全功能的運(yùn)動(dòng)仿真軟件 ,它可以對(duì)復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行完整的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真 ,得到系統(tǒng)中各個(gè)零部件的運(yùn)動(dòng)情況 , 包括能量 動(dòng)量 位移 速度 加速度 作用力與反作用力等結(jié)果 ,并能以動(dòng)畫 圖表及曲線等形式輸出 ；還可將零部件在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況下的載荷情況直接輸出到主流有限元軟件中 ,從而進(jìn)行正確的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)分析 用 COSMOSMotion 進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程簡(jiǎn)單 手段快捷應(yīng)用 對(duì)兩種機(jī)構(gòu)棘輪的角速度分析 兩種機(jī)構(gòu)中棘輪的轉(zhuǎn)角起到至關(guān)重要的作用，為保證棘 輪每次轉(zhuǎn)過(guò)角度相同，必須按照原始設(shè)計(jì)構(gòu)思與原始設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確確定和給出進(jìn)給量首先應(yīng)用 SolidWorks 軟件對(duì)兩種機(jī)構(gòu)的零件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，并將零件按裝配關(guān)系裝配成裝配體，定結(jié)論 直線形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)中凸輪臂轉(zhuǎn)動(dòng)一周，擺臂摩擦一次；而圓弧形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)中凸輪臂轉(zhuǎn)動(dòng)一周，擺臂往復(fù)摩擦兩次 因此，圓弧形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)中擺臂的磨損比直線形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)中擺臂的磨損嚴(yán)重 通過(guò) COSMOSMotion 對(duì)兩種機(jī)構(gòu)棘輪的角速度圖可以得到直線形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)中的棘輪的角速度及圓弧形從動(dòng)擺臂機(jī)構(gòu)中棘輪的角速度振幅，直線形從動(dòng)擺臂 機(jī)中的棘輪的角速度的幅值變化較大，這樣有利于植質(zhì)缽育秧盤的進(jìn)給