【正文】 ............................................... 9 ANSYS 軟件主要功用 ............................................................................ 9 ANSYS 軟件本課題研究內(nèi)容 .............................................................. 10 第三章 盤型 凸輪機(jī)構(gòu) 的凸輪設(shè)計(jì) 及其有限元靜力學(xué)分析 ................. 11 凸輪的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 11 凸輪基本尺寸的確定 ......................................................................... 11 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理 ......................................................... 11 用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線 ............................................................. 13 凸輪的有限元分析 — 靜力學(xué)分析 ................................................................ 14 靜力學(xué)分析概 述 .................................................................................. 14 分析問題 .............................................................................................. 14 分析步驟 .............................................................................................. 15 第四章 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 — 凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)分析 .............................. 19 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析概述 ................................................................................... 19 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 定義 ......................................................................... 19 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)基本運(yùn)動(dòng)方程 ................................................................. 19 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析步驟 .......................................................................... 20 問題描述及解析解 ........................................................................................ 22 頂尖從動(dòng)件 分析步驟 .................................................................................... 23 總結(jié)與展望 .............................................................................................................. 35 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 36 致謝 ............................................................................................................................ 37 附錄 1 ......................................................................................................................... 38 附錄 2 ......................................................................................................................... 46 1 直動(dòng) 尖頂從動(dòng)件盤型 凸輪 機(jī)構(gòu) 有限元 分析 ● 摘要 ： 凸輪 ● 盤型 凸輪機(jī)構(gòu)是常用機(jī)構(gòu)應(yīng)用范圍很廣，自三十年代以來，人們就在不斷研究它，并且研究工作隨著新技術(shù)，新方法的產(chǎn)生和應(yīng)用在不斷深化， 目前低，中速凸輪機(jī)構(gòu)的研究在各方面已經(jīng)相當(dāng)完善，成熟。凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，在 前言在各種機(jī)械中 ,特別是自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制裝置中 ,廣泛采用著各種形式的凸輪機(jī)構(gòu)。 本文 進(jìn)行了直動(dòng)尖底從動(dòng)件 盤形凸輪機(jī)構(gòu)的有限元仿真分析。以一對凸輪機(jī)構(gòu)為實(shí)例，建立它的 ANSYS 仿真模型，通過 凸輪靜力學(xué)分析得出凸輪受力云圖及其變形， 凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得出了其瞬態(tài)時(shí)的位移和速度曲線，位移和加速度曲線等，為凸輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)原則。 當(dāng)然在分析過程中也存在結(jié)果誤差， ANSYS 分析值與理論值有差異原因可能是：用 ANSYS 對 凸輪 機(jī)構(gòu) 進(jìn)行 分析時(shí)輸入的彈性模量、密度、泊松比等相關(guān)參數(shù)以及網(wǎng)格劃分的疏密程度都對分析結(jié)果有一定的影響。 關(guān)鍵詞： 凸輪；運(yùn)動(dòng)學(xué)分析； ANSYS 2 Steeple disc cam follower Finite Element Analysis Abstract: Cam mechanism is a mon mechanism of application range is very wide ,since thirty time, people have been studying it, and work with new technologies, and the application of the new method in the deepening, the study of low, medium speed cam mechanism in all aspects is already quite perfect, mature. Cam mechanism is simple and pact in structure, in the preface in all kinds of machinery, especially the automaton and automatic control device, is widely used in various forms of cam mechanism. The finite element analysis of translation follower with sharp end of dishshaped cam is presented . Taking a certain cam as a example, the analysis model is built in ANSYS and the transient displacementvelocity curve and displacementacceleration curve and obtained. All this provide the theoretical basic and design principle for the optimization design and improvement of the cam. Of course, the error exists in the process of analysis, ANSYS analysis and theoretical values of different possible reasons: the input of the cam follower is analyzed with ANSYS elastic modulus, density, Poisson39。s ratio and other related parameters and the mesh density has some effect on the analysis results. Keys words: cam。 kiic analysis。 ANSYS 3 第一章 緒論 ANSYS 對產(chǎn)品分析優(yōu)化設(shè)計(jì)的 發(fā)展概況 ANSYS 基本概括 ANSYS 作為有限元領(lǐng)域的大型通用程序，以其多物理場耦合分析的先進(jìn)技術(shù)和理念，在工業(yè)領(lǐng)域和研究方向都有廣泛而深入的應(yīng)用。 ANSYS 具有結(jié)構(gòu)、流體、熱電磁及其相互耦合分析的功能。 ANSYS 有限元分析可以縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高新產(chǎn)品質(zhì)量，大幅度的降低新產(chǎn)品 的研發(fā)成本，在公司新產(chǎn)品研發(fā)中將發(fā)揮重要的作用。 研發(fā)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)等特點(diǎn)，以 往采用多種方案設(shè)計(jì)，試制不同的樣機(jī)進(jìn)行對比，再通過試驗(yàn)去驗(yàn)證 的設(shè)計(jì)方法有待改進(jìn)，在設(shè)計(jì)過程中對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)增加 ANSYS 有限 元分析這一環(huán)節(jié)，有利于縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約開 發(fā)成本。 ANSYS 有限元分析的在各類產(chǎn)品設(shè) 計(jì)中的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平必將 起到重要的作用。 軟件基本用途及組成部 分 ANSYS 軟件 是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用 有限元分析軟件 。由世界上最大的 有限元分析軟件 公司之一的 美國 ANSYS 開發(fā)，它能與多數(shù) CAD 軟件接口 ，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 Creo, NASTRAN, Alogor, I－ DEAS,AutoCAD 等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中高級(jí) CAE 工具之一。 CAE 的技術(shù)種類有很多， 其中包括 有限元法 (FEM,即 Finite Element Method),邊界元法 (BEM,即Boundary Element Method)， 有限差分法 (FDM,即 Finite Difference Element Method)等。每一種方法各有其應(yīng)用的領(lǐng)域，而其中 有限元法 應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，現(xiàn)已應(yīng)用于 結(jié)構(gòu)力學(xué) 、 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué) 、 熱力學(xué) 、 流體力學(xué) 、電路學(xué)、 電磁學(xué) 等。 ANSYS 有限元 軟件 包是一個(gè)多用途的 有限元法 計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、 微機(jī)電系統(tǒng) 、運(yùn)動(dòng)器械等。 4 軟件 主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。 前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及 網(wǎng)格 劃分工具，用戶 可以方便地構(gòu)造有限元模型； 分析計(jì)算模塊包括 結(jié)構(gòu)分析 （可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力； 后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可 將計(jì)算結(jié)果以圖表、 曲線 形式顯示或輸出。 軟件優(yōu)勢 軟件 提供了 100 種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。該 軟件 有多種不同版本，可以運(yùn)行在從個(gè)人機(jī)到大型機(jī)的多種計(jì)算機(jī)設(shè)備上，如PC， SGI， HP， SUN， DEC， IBM， CRAY 等。對于特定的物理學(xué)領(lǐng)域， ANSYS 的軟件可讓用戶能更深入地鉆研，從而解決更多種類的問題，處理更為復(fù)雜的情況。除了 ANSYS 外，沒有哪家工程仿真軟件供應(yīng)商能提供如此深入的技術(shù)能力。 ANSYS 的技術(shù)涵蓋多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。不論是需要結(jié)構(gòu)分析、流體 、熱力、電磁學(xué)、顯式分析、系統(tǒng)仿真還是數(shù)據(jù)管理， ANSYS 的產(chǎn)品均能為各個(gè)行業(yè)的企業(yè)取得成功助一臂之力。 ANSYS 在所提供的工程仿真工具的廣度和數(shù)量上堪稱絕無僅有。 以真正耦合的方式使用 ANSYS 技術(shù)，開發(fā)工程師即可獲得符合現(xiàn)實(shí)條件的解決方案。綜合多物理場場產(chǎn)品組合能使用戶利用集成環(huán)境中的多個(gè)耦合物理場進(jìn)行仿真與分析。 ANSYS