基于Solidworks的摆动导杆机构运动仿真设计docx

　　摘要：摆动导杆机构是一种具有急回特性的平面四杆机构，能够将主动件曲柄的转动转换为导杆的往复摆动。本设计主要运用Solidwords2012软件建立了摆动导杆机构各构件的三维模型，在此基础上完成了该机构各构件的虚拟装配以及运动动画仿真。本文首先论述了摆动导杆机构中机架、导杆、曲柄、滑块以及圆柱销的三维建模思路与过程；其次论述了摆动导杆机构各构件的虚拟装配过程与装配结果；最后论述了摆动导杆机构的运动动画仿真和导出视频文件的过程。

　　摆动导杆机构是一种平面四杆机构，其应用非常广泛。平面四杆机构由四个构件组成，各构件之间全部用低副连接。平面四杆机构分为基本类型和演化类型，其基本类型为铰链四杆机构，又分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种类型；演化类型也有多种类型，如摆动导杆机构、转动导杆机构、曲柄滑块机构、摇块机构等。摆动导杆机构由机架、曲柄、导杆以及滑块组成，它能够将曲柄的连续转动转化为导杆在一定范围内的往复摆动，并且具有急回特性。摆动导杆机构的结构与运动特性如图1-1所示，当摆动导杆机构中的曲柄顺时针作匀速转动时，导杆在B1C与B2C两个极限位置之间作往复摆动，B1C→B2C所用的时间小于B2C→B1C所用的时间，即该机构具有急回特性。

　　Solidworks软件功能强大，组件繁多，如图1-2所示。它所具有的功能强大、易学易用和技术创新三大特点使得Solidworks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。Solidworks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。Solidworks不仅具有强大的设计功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。

　　Solidworks2012版本首创的特征管理树如图1-3所示，其能够将设计过程的每一步都记录下来，置于软件操作界面的左侧，使用者可以随意点取任意一个特征进行修改，还可以随意调整特征树的顺序，以改变零件的形状。由于Solidworks全面采用Windows的技术，因此在零件设计的时候可以对零件的特征进行剪切、复制和粘贴等操作。Solidworks软件中的每个零件都带有一个拖动手柄，能够实时动态调整零件的形状和大小。

　　本设计的主要任务是运用Solidworks2012软件实现摆动导杆机构的三维模型建立和运动仿真。摆动导杆机构是一种应用范围很广的机构，借助Solidworks软件强大的建模功能和装配功能，可以建立该机构的虚拟模型，在此基础上，运用软件的动画模块，对该机构进行运动仿真分析并得到其运动动画，从而更加形象地了解其运动方式，准确地预测出机构在运行过程中各零件是否干涉、驱动力是否满足、运动部件的行程能否达到要求等细节问题。当设计师完成三维产品设计后，很多时候需要配合市场部门的要求，在虚拟环境中模拟产品机构运动原理并制作成动画，从而以更加直观的方式呈现在用户面前，制作的动画也可以很方便地保存成视频，并通过移动互联网进行大范围的传播和宣传。因此本设计对于缩短产品开发周期、提高产品质量、提高市场占有率等方面都有重要意义。

　　装配体设计是将各种文件模型插入到装配体文件中，利用配合方式来限制各个零件的相对位置使其构成一个部件。还可以对生成的装配体进行分析、修改、干涉、检查等。在配合关系中主要有重合、平行、垂直等配合关系。在本次装配的过程中主要使用了销的边线与其他零件孔的边线的重合配合来保证在装配完成之后各个零件之间互不干涉，使整个摆动导杆机构能够按照设想的情况正常运动。具体装配思路如图4-1所示。

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