工业技术 ２０１３年第６期ｌ科技创新与应用
凸轮机构设计及其动态仿真
刘国华 王小雨
（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司高职学院，黑龙江齐齐哈尔１６１００５）
摘要：根据所要求的从动件运动曲线类型和相关基本参数得到对应的凸轮轮廓曲线，利用得到曲线在Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中用插入坐
标点曲线功能，快速生成凸轮实体，应用ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ的运动仿真功能，再现了凸轮机构的运动过程，用图形输出的运动仿真
结果与输入曲线的对比，可以检验机构的运动特性是否符合设计要求。 关键词：凸轮设计；运动仿真；ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ
为凸轮坐标轴中心，ｘ轴、Ｙ轴固结于机架上。该坐标轴为整个凸轮
机构的总体坐标系。（２）从动件坐标系ｘｆｏｆＹ ：原点为从动件回转中
心，Ｘ 轴、Ｙｆ轴分别平行于ｘ轴、Ｙ轴，Ｏ 在ＸＯＹ中的位置常用矢量 ｃ 表示。（３）凸轮轮廓坐标系ｘＰ（）ＰＹ ：原点与ＸＯＹ原点重合，ｘｐ轴、
Ｙｐ轴固结于凸轮上。Ｔ＝０时，ｘＰ０ＰＹ 与ＸＯＹ重合，Ｔ时刻时，ｘＰ０ＰＹ 绕原点０或０ 转过角０，ＲＦＲ・ｅ 。
Ｒ＝Ｒｆ＋Ｃ，对应的复数表达式为： Ｒ．ｅ∞：Ｒ ．ｅｊ ４－Ｃ ．ｅ
１）当Ｔ＝０时，ｘｐ与ｘ重合，＝０
： ２）当Ｔ≠０时，０≠０，Ｘｐ轴与ｘ轴成０角度，０＝０ｈＸＴ，Ｙ＝ｈ ｓ
ｒ＝ 。丽
口： ± ｅ ３）求解Ｒｐ的值 Ｒ。＝Ｒ・ｅｊ￣，Ｒ＝ｒ ｅ Ｒ。＝ｒ・ｅ ）
２凸轮轮廓的三维建模
将凸轮回转一个周期分为４００份，最后得到的４００个点，利用
这４００个点来进行凸轮轮廓曲线的绘制的。根据建模的需要，将在 Ｍａｔｌａｂ中得到的曲线“导入”Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中。
打开Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ进入绘制，选择“插人”一“曲线”一“通过ｘ、Ｙ、ｚ 点的曲线”，打开曲线文件对话框，选择对应的ｔｘｔ文件并打开，将数
据传递到Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中，以直动从动件滚子凸轮为例，如图１所示，
点击“确定”便可以看到生成的轮廓曲线。选择前基准面作为基准面 绘制草图，单击已经生成的凸轮轮廓曲线，选择“转换实体引用”命
・研究与分析・ 低压电器（２００８１￣３） 通用低压电器篇
塑料外壳式断路器操作机构的
动态仿真与参数化设计
蒋昌华， 吉卫喜
（江南大学机械工程学院，江苏无锡２１４１２２）
摘要：采用基于多体动力学原理的虚拟样机技术，建立了塑料外壳式断路器操 作机构的动力学模型。利用仿真软件ＡＤＡＭＳ对其动力学模型的分闸、合闸和自由脱 扣进行仿真分析，将运动机构的四连杆模型进行简化及对关键尺寸进行参数化设计，对 预防断路器的死扣和滑扣有重要意义。该仿真分析可为该产品生产、改进和测试实验 提供理论根据和指导，进一步提高产品的稳定性和可靠性。 关键词：塑料外壳式断路器；操作机构：动态仿真；参数化设计 中图分类号：ＴＭ ５６１文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—５５３１（２００８）０３－００１３－０４ 蒋昌华（１９７９一）， 女，硕士研究生，研 究方向为数字化设 计。
Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｍｏｌｄｅｄ
Ｃａｓｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ＪＩＡＮＧ Ｃｈａｎｇｈｕａ，Ｊｌ Ｗｅｉｘｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍｏｌｄｅｄ ｃａｓｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉ—ｂｏｄｙ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｕｓｉｎｇ ＡＤＡＭＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ａｎｄ ａｎａ— ｌｙｓｅ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｐｏｒｔ ｆｏｒｍｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｌｏｓｉｎｇ，ｏｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｔａｋｉｎｇ ｏｆｆ，ｆｏｕｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｒｏｄ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｓｉｍｐｌｉ— ｆｌｅｄ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｋｅｙ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｏｎｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｅｘｅｒｔｓ ｍｕｃｈ ｖａｌｕｅｓ ｏｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｉｒ－ ｃｕｌｔ ｂｒｅａｋｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｉｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｎｇ ｏｆ ｔｒｉｐ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｔｈａｔ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ａｍｅｌｉｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ
第 1 页 共 3 页
动态电路的仿真实验
一、动态电路仿真实验的重要性
哎呀，咱学这个动态电路的仿真实验可太有用啦。你想啊，在实际的电路研究里，动态电路那可是相当复杂的，各种元件之间的相互作用，电流电压的变化啥的，真要在实际中一点点摸索，那得费多少事儿啊。但有了仿真实验就不一样啦，就像给我们开了个透视挂一样。我们可以在电脑上模拟各种情况，看看电路在不同参数下是怎么个反应，轻松又高效。
二、进行动态电路仿真实验的前期准备
咱做这个实验之前呢，得先把相关的理论知识搞明白。像什么基尔霍夫定律啦，这可是基础中的基础，要是这个都不明白，那后面的仿真就跟瞎玩似的。然后就是要熟悉仿真软件，这软件就像我们的魔法棒，每个功能都有它的小奥秘。比如说怎么设置电路元件的参数，怎么连接线路这些。还有就是要准备好我们的小本本，随时记录下实验过程中的各种数据和现象。
三、动态电路仿真实验的实际操作
1. 构建电路
我们先在仿真软件里找出那些电路元件，什么电阻、电容、电感之类的。然后按照我们想要的电路结构把它们连接起来，就像搭积木一样。不过这可不能乱搭，得根据我们预先设计好的电路原理图来。比如说要做一个简单的RC电路，那就得准确地把电阻和电容连好，而且参数要设置对，像电阻的阻值啦，电容的容值啦。
2. 施加激励
第 2 页 共 3 页
电路搭好之后呢，就该给它来点刺激啦。这个刺激可以是电压源或者电流源。我们要设置好这个源的大小、频率之类的参数。就像给电路注入一股力量，然后看它会怎么反应。比如说施加一个正弦波电压源，那这个时候电路中的电流和电压就会跟着这个正弦波的节奏开始变化啦。
3. 观察和记录
接下来就是见证奇迹的时刻啦。我们要盯着软件里显示的各种数据和波形。看看电流是怎么随着时间变化的，电压在不同节点上的数值是多少。这些数据可都是宝贝，我们得仔细地记下来。比如说看到电容两端的电压在充电的时候是慢慢上升的，那就要把这个上升的曲线画下来，把对应的时间和电压数值都记好。
船舶电力推进动态负荷仿真系统的设计
陈巨涛，郑华耀 （上海海事大学，上海２００１３５）
摘要：船舶电力推进因其运营经济性、灵活性、可靠性和环保等优点，被预测为船舶推进的主流。通过系统仿真的 方式研究船舶电力推进在可行性和效率方面是一个很好的选择，为此而构建出一个能真实反映船舶螺旋桨负荷特 性的半实物在环的船舶电力推进动态负荷仿真系统。本文详细论述了船舶电力推进动态负荷仿真系统的构成、其 关键部分的具体设计与实现以及其中所涉及的具体问题和解决方案。 关键词：船舶电力推进；实时仿真；半实物在环仿真；螺旋桨负载；ＤＳＰ＋ＭＣＵ 中图分类号：Ｕ６６４．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—９９６２（２００８）０３－００２３－０４ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｒｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ ｉｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｉｎ ｓｈｉｐ ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ，ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ．ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｃｌｅａｎｎｅｓｓ，ｅｔｅ．．Ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｌｌ ｍａｒｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓ￣ｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｆｅａｓｉ－ ｂｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｙ．ｓｏ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｏａｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａ ｒｅａ１．ｔｉｍｅ Ｈａｒｄｗａｒｅ—Ｉｎ． ｔｈｅ—Ｌｏ０Ｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃａｎ ｒｅｆｌｅｃｔ ａｃｔｕａｌ ｍａｒｉｎｅ ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ ｌｏａｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｓｈｉｐ ｍｏｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ。ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｔａｌ ｐａｒｔｓ．ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｓｏｍｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｏａｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｒｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ：ｒｅａ１．ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ｈａｒｄｗａｒｅ．ｉｎ．ｔｈｅ—ｌｏｏｐ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ ｌｏａｄ；ＤＳＰ＋ ＭＣｔＩ
