UG环境下基于虚拟样机技术的凸轮机构动力学仿真、分析研究

摘要

本论文研究课题来源于云南烟草机械厂的BEJ系列烟草包装机械，论文对目前该烟草包装机中凸轮机构的设计、仿真与数据分析的传统方法和现代方法分别做了较为深入的研究。以多刚体系统动力学为理论基础，简化了BEJ系列烟草包装机械中的凸轮机构，推导得到系统完整的运动学与动力学微分方程组，建立了传统的笛卡儿多刚体动力学数学模型，并在Matlab软件中对方程组进行了求解，得到了传统方法的数值结果；在UG软件中建立了凸轮机构中各个部件的三维实体模型，利用UG软件的装配模块对其进行了虚拟装配，在UG软件的运动分析模块中建立了该凸轮机构的虚拟样机，并对其进行了运动仿真分析，主要对机构中的凸轮和推板等部件进行了运动学与动力学分析，得到的数据与传统方法下的结果基本一致。分析结果为凸轮轮廓的优化设计与改进提供了依据。 本文研究表明，借助计算机技术，采用虚拟样机技术，能大大提高设计的效率，降低因物理样机的制造和破坏的成本，使得我们的研究具有较好的实用价值。同时，运用UG软件的运动分析模块进行仿真分析也为凸轮设计与优化提供了一种新的方法。

目录

文摘

英文文摘

昆明理工大学学位论文原创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2虚拟样机技术简介

1.2.1虚拟样机的概念

1.2.2虚拟样机的特点

1.2.3虚拟样机技术的应用

1.3当前国内外对凸轮机构的研究和发展概况

1.3.1世界各国对凸轮机构的研究概况

1.3.2国外烟机的现状

1.4本课题的来源和研究的主要任务

第二章BEJ系列烟草包装机凸轮机构工作原理及存在的主要问题

2.1 BEJ系列烟草包装机凸轮机构工作原理

2.2我国烟草机械制造技术发展现状及BEJ烟草包装机凸轮机构存在的主要问题

第三章凸轮机构的三维模型的建立

3.1计算机辅助技术的进展与Unigraphics NX

3.1.1计算机辅助技术的进展

3.1.2计算机辅助技术的应用

3.2 PLM解决方案的目标——改进产品生命周期

3.3 Unigraphics NX介绍

3.3.1基于知识的体系结构

3.3.2新的用户交互模式

3.3.3开放式的设计

3.3.4生产已证实的应用工具集

3.4 UG软件的技术特性

3.4.1集成的产品开发

3.4.2相关性

3.4.3并行协作

3.4.4基于知识的工程

3.4.5客户化

3.5 BEJ系列烟草包装机部分机构三维实体模型建立

3.5.1零件实体模型的建立

3.5.2凸轮机构的装配

3.6 小结

第四章多刚体系统动力学基础理论

4.1多刚体动力学的基本概念

4.2多刚体动力学的研究方法

4.3计算多体系统动力学的进展

4.4小结

第五章凸轮机构运动学和动力学模型建立及求解

5.1 BEJ系列烟草包装机械凸轮机构的运动学分析

5.1.1凸轮机构中各铰的约束方程的建立

5.1.2整个凸轮机构工作状态的运动学总约束方程的建立

5.2BEJ系列烟草包装机械凸轮机构的动力学分析

5.3系统数学模型的求解

5.3.1 Matlab的特点及常用算法

5.3.2方程求解及结果

5.4小结

第六章凸轮机构运动仿真分析

6 1 UG Motion模块简介

6.1.1运动分析模块的基本概念

6.1.2运动分析模块分析的类型

6.1.3运动分析方案的创建

6.2 BEJ系列烟草包装机中凸轮机构的运动仿真分析

6.2.1仿真过程

6.2.2运动仿真后的结果

6.2.3结果分析及修改意见

6.3小结

第七章结束语

7.1本课题研究的理论和实际成果总结

7.2尚待解决的问题及课题进一步研究的方向

参考文献

致 谢

主要符号表

缩略语说明