對于機械系統而言，ADAMS主要用于方案設計階段的機構動力學仿真。我們可以看到，在ADAMS的最近幾個版本中，除了把界面變得清爽易用外，也陸續添加了一些專門為機構設計的模塊。到ADAMS2014版為止，它所添加的機構設計模塊包含了凸輪機構，齒輪機構，鏈傳動，帶傳動，繩傳動以及軸承，電動機七個方面的支持。該模塊的操作界面如下（在ADAMS/VIEW中）：

本文將舉一個例子，說明如何在ADAMS2014中對凸輪機構建模并仿真。

例子如下：

【問題】試設計一對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構的輪廓曲線，已知凸輪基圓半徑35mm,從動件行程40mm,其位移曲線如圖。

【問題分析】

從上述推桿的位移曲線可以看出，推桿的運動包括四個過程：推程，遠休止，回程，近休止。其中推程和回程均是一次多項式運動規律。

在給定了凸輪的基圓半徑以后，使用作圖法，可以在AUTOCA中設計出凸輪的工作廓線。

這里使用ADAMS2014來繪制該凸輪廓線，并查看其壓力角的變化。

使用ADAMS2014提供的凸輪設計工具建模凸輪機構，需要有三個步驟：

（1）創建推桿的位移曲線

（2）根據（1）以及凸輪的參數創建凸輪廓線

（3）基于（1）和（2）以及其他設置創建凸輪機構。這主要包括創建推桿的幾何體，推桿的運動形式，以及各運動副等。

下面使用上述步驟來創建該凸輪機構。

1. 準備工作

打開ADAMS2014，新建一個模型，設置長度單位是毫米，角度單位是度，由于要做運動學分析，忽略重力。

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2. 創建推桿的位移曲線

點擊machinery》cam中的第一個按鈕如下圖，開始創建推桿的位移曲線。

此時ADAMS會彈出對話框向導。

（2.1）指定推桿的運動形式及自變量。

（1）設置從動件的位移曲線自變量是凸輪轉角。

（2）設定用函數構造器來設置推桿的運動規律

（3）設定從動件是平移。

進入下一步

（2.2)創建推桿的運動規律

如上圖所示，

首先指定位移曲線分為4段

然后分段確定運動形式及相應參數。

第1段定義為直線，輸入在Y軸的截距以及斜率。

第2段定義為常數，是水平直線

第3段定義為直線，輸入在Y軸的截距以及斜率。

第2段定義為常數，是水平直線

進入下一步

（2.3）查看結果

在新彈出的對話框中用“plot”的方式查看ADAMS根據上述規律所生成的數據。

從上圖可以看出，其運動規律與我們給定的是一樣的。

進入下一步

（2.4）查看加速度

看一下，進入下一步

（2.5）優化位移曲線

不需要。進入下一步。

（2.6）結果

這是優化后的位移曲線。因為我們沒有做優化，所以結果與前面一致。

按FINISH結束推桿運動規律的創建。

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3. 創建凸輪的輪廓線

點擊machinery》cam中的第2個按鈕如下圖，開始創建凸輪的輪廓線。

（3.1）設置凸輪的基本參數

按照上圖，設置是

盤形凸輪；

基圓半徑為35mm；

凸輪的厚度是10mm；

凸輪轉動的方向是Z軸方向。

（3.2）確定創建凸輪輪廓的依據

分別指定：

從動件用上一步剛創建的從動件運動規律

這是一個對心凸輪機構

推桿在平移

是尖頂推桿

（3.3）瀏覽凸輪輪廓線上的點數據集

按FINISH退出凸輪的創建。

則主窗口中凸輪出現。

4. 創建凸輪機構

點擊machinery》cam中的第3個按鈕如下圖，開始創建凸輪的輪廓線。

（4.1）指定名字

這里指定凸輪機構的名字，推桿的名字，以及凸輪輪廓。

直接下一步。

（4.2）確定從動件的個數以及凸輪-從動件之間的連接方式

這里設定只用一個從動件，二者之間用約束的形式連接。

直接下一步。

（4.3）確定凸輪。

使用前面所創建的凸輪。

下一步。

（4.4）確定凸輪和地面的連接方式。

選擇凸輪與地面通過轉動副相互連接。

下一步。

（4.5）指定從動件的形狀及運動形式。

這里只能瀏覽，

它是尖頂，平移，對心。

下一步。

（4.6）指定從動件的幾何參數

設定推桿的總長為100mm，尖端是20mm，其截面為5mm的圓形，直立。

下一步。

（4.7）指定從動件與機架之間的連接方式

確定它與地面之間是移動副。

下一步。

（4.8）空。

下一步。

（4.9）指定推桿上所施加的載荷

不施加。

下一步。

（4.10）定義質量參數。

使用默認值，完成。

創建的凸輪機構如下圖所示。

5. 施加驅動

給凸輪-地面之間的轉動副施加旋轉驅動。

驅動使用默認值。

6. 仿真

仿真12秒，100步，進行運動學仿真。

7. 后處理

按F8進入到后處理器。

（1）查看運動學仿真的動畫。

（2）查看推桿的運動規律。

可見，推桿的運動規律與輸入一致。這證明凸輪的輪廓設計是正確的。

（3）查看壓力角。

可見，最大的壓力角為25度左右。一般直動推桿的許用壓力角為30度，所以這里壓力角是滿足要求的。

【總結】

ADAMS2014提供了一套完善的工具用于創建凸輪機構，只要預先確定了一些基本參數，在輸入推桿的運動規律后，就可以方便的創建出凸輪機構，并給出壓力角。實際上，它能夠計算的參數還有很多，限于篇幅，不再贅述。

來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。