adams曲柄滑块机构实例仿真.docx
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adams曲柄滑块机构实例仿真
题6-6图
题6-6图为开槽机上用的急回机构。
原动件BC匀速转动,已知
,
,
,
。
原动件为构件BC,为匀速转动,角速度
。
对该机构进行运动分析和动力分析。
在本例子中,将展示在ADAMS中可以先用未组装的形式构造急回机构的各个部件,然后在仿真前让这些部件自动地组装起来,最后进行仿真。
这种方法比较适合构造由较多部件组成的复杂模型。
创建过程
⒈启动ADAMS
双击桌面上ADAMS/View的快捷图标,打开ADAMS/View。
在欢迎对话框中选择“Createanewmodel”,在模型名称(Modelname)栏中输入:
jihuijigou;在重力名称(Gravity)栏中选择“EarthNormal(-GlobalY)”;在单位名称(Units)栏中选择“MMKS–mm,kg,N,s,deg”。
如图1-1所示。
图1-1欢迎对话框
图2-1设置工作网格对话框
⒉设置工作环境
2.1对于这个模型,网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。
在ADAMS/View菜单栏中,选择设置(Setting)下拉菜单中的工作网
格(WorkingGrid)命令。
系统弹出设置工作网格对话框,将网格的尺
寸(Size)中的X和Y分别设置成750mm和1000mm,间距(Spacing)
中的X和Y都设置成10mm。
然后点击“OK”确定。
如图2-1所表示。
2.2用鼠标左键点击动态放大(DynamicZoom)图标
,
在模型窗口中,点击鼠标左键并按住不放,移动鼠标进行放大或缩小。
2.3用鼠标左键点击动态移动(DynamicTranslate)图标
,
图3-1设置杆选项
在模型窗口中,按住鼠标左键,移动鼠标选择合适的网格。
⒊创建机构的各个部件
3.1在ADAMS/View零件库中选择
连杆(Link)图标
,长度为200mm
(
),其他参数合理选择。
如图
3-1所示。
在ADAMS/View工作窗口中先用
鼠标左键选择点(-80,0,0)mm(该点的位置
可以选择在其他地方),然后按照和题目中
差不多的倾斜角,点击鼠标左键(本题选择
点(-200,160,0)mm),创建出主曲柄BC
(PART_2)。
如图3-2所表示。
3.2在ADAMS/View零件库中选择连杆
(Link)图标
,参数选择如图3-3所示。
在工作窗口
中先用鼠标左键选择原点(0,0,0)mm(根据上面创建的主曲柄BC的位置和题中的条件,副曲柄AC的位置是唯一的),然后按照和题目中差不多的倾斜角,点击鼠标左键(本题选择点(-230,290,0)mm),创建出副曲柄AC(PART_3)。
如图3-3所表示。
3.3该步骤将创建主、副曲柄之间的连接部分C,
在ADAMS/View零件库中选择连杆(Link)图标
,参数选择如图3-4
所示。
在ADAMS/View工
作窗口中先用鼠标左键在主
曲柄(PART_2)和副曲柄
(PART_3)之间任意选择
一点(本题选择点(-270,190
0)),并与副曲柄(PART_3
)近似平行,点击鼠标左键
连接部分C(PART_4)创建
出来,如图3-5所示。
3.4在ADAMS/View零件库中选择连杆(Link)图标
,参数
选择如图3-6所示。
在ADAMS/View工作窗口中,用鼠标左键在副曲
柄上侧的区域任意选择一点(本题中选择点(30,100,0)mm),并使连
杆垂直向上,然后点击鼠标左键确定。
连杆DF(PART_5)创建出来,
如图3-7所示。
3.5在ADAMS/View零件库中选择长方体(Box)图标
,参数
选择如图3-8所示,参数可以任意选择,只要合理就可以。
在ADAMS
/View工作窗口中,用鼠标左键在副曲柄上侧的区域任意选择一点(本
题中选择点(-70,500,0)mm),并点击鼠标左键确认。
滑块F(PART_6)
如图3-9所示。
⒋创建铰接点D
4.1在ADAMS/View零件库中选择MARKER点图标
,
参数选择如4-1所表示。
先用鼠标左键点击副曲柄(PART_3),
然后选择点击Marker点(PART_3.cm),如图4-2所示.一个固结
在副曲柄(PART_3)上的Marker点(MARKER_10)创建出来。
如图4-3所示。
4.2在所创建的MARKER_10点上右击鼠标,在弹出的
对话框中选--Marker:
MARKER_10→Modify,如图4-4所
示。
4.3在弹出的属性对话框中,如图4-5所示,容易知道
MARKER_10点的坐标为(-115.0,145.0,0.0)mm,而题目
中铰接点D到原点(0,0,0)mm的距离
。
我们可通过直角三角形的性质,计算出当MARKER_10点
的坐标为(-62.1,78.3,0)mm时,MARKER_10点到原点的
距离为100mm,即此时MARKER_10点为所要的铰接点D。
图4-5Marker_10属性对话框
4.4将属性对话框中的Location的坐标(-115.0,145.0,0.0)
mm修改为(-62.1,78.3,0)mm,然后点击OK确定。
则MA
RKER_10点的位置将改变,如图4-6所示。
⒌在滑块上创建一个Marker点
5.1在ADAMS/View零件库中选择MARKER点图标
,
参数选择如5-1所表示先用鼠标左键点击滑块(PART_6),
然后选择点击Marker点(PART_6.cm),如图5-2所示.一个固
结在滑块(PART_6)上的Marker点(MARKER_11)创建出来
。
如图5-3所示。
5.2在所创建的MARKER_11点上右击鼠标,在弹出的
对话框中选--Marker:
MARKER_11→Modify,如图5-4所
示。
5.3在弹出的属性对话框中,如图5-5所示,将对话框中
Location栏的值(-50.0,540.0,2.5)修改为(-30.0,540.0,2.5)
,表示MARKER_11点向x轴正方向移动了20mm,然后
点击OK确认,移动后的MARKER_11点的位置位于滑块
的右侧面,如图5-6所表示。
⒍创建机架
用工具Box建立机架,代表滑块滑动的平面。
在建立机架时,ADAMS/View默认其宽度是长和高中较小者的两倍。
你也可以在生成机架前定义它的长、宽、高。
在ADAMS/View零件库中选择长方体
(Box)图标
,参数选择如图6-1
所示,参数可以任意选择,只要合理就
可以。
在ADAMS/View工作窗口中,在
点(0,580,0)(机架的位置选择不是唯一
的,只要滑块的运动范围不超过机架就可
以)点击鼠标左键,拖到点(10,200,0)点
击鼠标。
生成的机架(PART_7)如图
6-2所表示。
图7-1主曲柄上的旋转副
⒎创建旋转副
7.1选择ADAMS/View约束库中的旋转副(Joint:
Revolute)
图标
,参数选择2Bod-1Loc和NormalToGrid。
在
ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择主曲柄(PART_2),
然后选择机架(ground),接着选择主曲柄上的PART_2.MARKER_1,
如图7-1所示。
图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_1)
图7-2副曲柄上的旋转副
该旋转副连接机架和主曲柄,使主曲柄能相对机架旋转。
7.2选择ADAMS/View约束库中的旋转副(Joint:
Revolute)
图标
,参数选择2Bod-1Loc和NormalToGrid。
在
ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择副曲柄(PART_3),
然后选择机架(ground),接着选择副曲柄上的PART_3.MARKER_3,
如图7-2所示。
图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_2)
该旋转副连接机架和副曲柄,使副曲柄能相对机架旋转。
图7-3主曲柄和连接部
分C之间的旋转副
7.3选择ADAMS/View约束库中的旋转副(Joint:
Revolute)
图标
,参数选择2Bod-2Loc和NormalToGrid。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择连接部分C(PART_4),然后选
择主曲柄(PART_2),接着先后选择连接部分C上的PART_4.cm和
主曲柄上的PART_2.MARKER_2如图7-3所示。
图中显亮的部分就
是所创建的旋转副(JOINT_3),该旋转副连接主曲柄和连接部分C,使
主曲柄和连接部分C之间作相对旋转运动。
7.4选择ADAMS/View约束库中的旋转副(Joint:
Revolute)图
图7-4副曲柄和连杆
DF之间的旋转副
标
,参数选择2Bod-2Loc和NormalToGrid。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择连杆DF(PART_5),然后选择
副曲柄(PART_3),接着先后选择连杆DF上的PART_5.MARKER_7
和副曲柄上的铰接点D(PART_3.MARKER_10)如图7-4所示。
图中
显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_4),该旋转副连接副曲柄和连
杆DF,使副曲柄和连杆DF之间作相对旋转运动。
7.5选择ADAMS/View约束库中的旋转副(Joint:
Revolute)图
图7-5滑块和连杆DF
之间的旋转副
标
,参数选择2Bod-2Loc和NormalToGrid。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择滑块(PART_6),然后选择
连杆DF(PART_5),接着先后选择滑块(PART_6)的PART_6.cm
和连杆DF上的PART_5.MARKER_8,如图7-5所示。
图中显亮的
部分就是所创建的旋转副(JOINT_5),该旋转副连接滑块和连杆DF,
使滑块和连杆DF之间作相对旋转运动。
图7-6白色箭头
⒏创建移动副
8.1选择ADAMS/View约束库中的移动副(Joint:
Translational)
图标,参数选择2Bod-2Loc和PickFeature。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择连接部分C(PART_4),然后
选择副曲柄(PART_3),接着先后选择连接部分C上的PART_4.cm
和副曲柄上的PART_3.cm,这时出现白色箭头,移动鼠标,使白色
图7-7连接部分C和副曲柄之间
的移动副
箭头的方向与副曲柄平行,如图7-6所示。
然后连续点击鼠标左键
两次,这样定义了连接部分C在副曲柄上做移动运动。
如图7-7所
示,图中显亮的部分就是所创建的移动副(JOINT_6),该移动副联结
连接部分C和副曲柄,使连接部分C和副曲柄之间作相对移动运动。
。
图7-8白色箭头
8.2选择ADAMS/View约束库中的移动副(Joint:
Translational)
图标,参数选择2Bod-2Loc和PickFeature。
在ADAMS
图7-9滑块和机架之间
的移动副
/View工作窗口中先用鼠标左键选择滑块
(PART_6),然后选择机架(ground),接着
先后选择滑块上的PART_6.MARKER_11,
和机架上的ground.MARKER_12,这时出
现白色箭头,移动鼠标,使白色箭头的方向
与机架平行(垂直向上),如图7-8所示。
然
后连续点击鼠标左键两次,这样定义了滑块在
机架上做移动运动。
如图7-9所示图中显亮的
部分就是所创建的移动副(JOINT_7),该移动
副联结滑块和机架,使滑块能在机架上移动运动。
⒐创建驱动
在ADAMS/View驱动库中选择旋转驱动(RotationalJointMotion)按钮
,在Speed一栏中输入-360,-360表示旋转驱动每秒钟顺时钟旋转360度。
在ADAMS/View工作窗口中,用鼠标左键点击主曲柄上旋转副(JOINT_1),一个旋转驱动创建出来,如图9-1所示,图中显亮的部分为旋转驱动。
⒑保存模型
10.1在ADAMS/View中,选择“File”菜单中的“SaveDatabaseAs”命令,如图10-1所示。
系统弹出保存模型对话框,输入保存的路径和模型名称,按OK,保存急回机构模型jihuijigou.bin。
如图10-2所示。
10.2点击主工具箱的仿真按钮
,设置仿真终止时间仿真终止时间(EndTime)为3,仿真工作步长(StepSize)0.01,然后点击开始仿真按钮
,系统进行仿真,观察模型的运动情况。
图10-3和图10-4分别表示未组装的急回机构和组装的急回机构。
⒒仿真验证
下面仅对原动件BC、连杆DF、滑块F进行运动分析和力分析,其他构件的分析可以此为参考进行。
图11-1旋转副属性修改命令
11.1对原动件BC的旋转副JOINT_1进行运动
分析和力分析。
在ADAMS/View工作窗口中用
鼠标右键点击原动件BC的旋转副JOINT_1,选
择Modify命令,如图11-1所示,在弹出的修改
对话框中选择测量(Measures)图标
如图
图11-2修改对话框
11-2所示。
在弹出的测量对话框中,将
Component栏设置为mag,将From/At栏设置为
PART_2.MARKER_13(或者ground.MARKER_14)(选择
前者,表示测量的是原动件BC对机架的压力,选择
后者,表示测量的是机架对原动件BC的支持力,两
力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反)
其他的设置如图11-3所示。
然后点击对话框下面的
“OK”确认。
生成的力-位移曲线如图11-4所示。
11.2对原动件BC的旋转副JOINT_1进行如何角位移测量的运动分析,旋转副JOINT_1的角位移测量和其力测量过程几乎一样,在图11-3所示的对话框中,将Characteristic栏选为Ax/Ay/AzProjectedRotation,Component栏选为Z,将From/At栏设置为ground.MARKER_14(或者PART_5.MARKER_13),其他的设置如图11-5所示。
然后点击对话框下面的“OK”确认。
生成的力-位移曲线如图11-6所示。
当From/At栏设置为PART_5.MARKER_13时,生成的角
位移和时间的曲线图如图11-7所示。
图11-7和图11-6
的区别在于符号的相反,绝对值大小相同。
这就是设置
From/At栏不同的参考点从而导致曲线的不同。
11.3对连杆DF进行运动学分析。
在此,运动分析以连杆DF的中点为参考点,确定其运动和构件DF绕其转动,也可以以连杆上的其他点为参考点。
在ADAMS/View菜单栏中,选择Build→Measure→Point-to-Point→New,如图11-8所示,进行点与点之间的位移测量。
系统弹出点与点之间测量的对话框,将光标放在被测量的点(ToPoint)栏中,按鼠标右键,选择Marker→Browse,如图11-9所示。
11.4在弹出的DatabaseNavigator的对话框中,选择PART_5下面的PART_5.cm(该MARKER点为连杆DF上的重心点)。
然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-10所示。
同样在图11-9中的参考点(FromPoint)栏中,按鼠标右键,选择Marker→Browse,在弹出的DatabaseNavigator的对话框中,选择ground下面的MARKER_16(该点是坐标原点),然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-11所示。
11.5在图11-9中的Characteristic栏中选择Translationaldisplacement,在Component栏中选择mag。
如图11-12所示。
然后点击对话框下面的“OK”确认。
生成的时间-位移曲线如图11-13所示。
11.6速度和加速度的测量的过程和位移的过程几乎一样,只是在点与点之间测量对话框(PointtoPointMeasure)中的Characteristic项,分别选为Translationalvelocity,如图11-14所示,或者Translationalacceleration,如图11-15所示。
图11-16、图11-17分别是时间速度曲线、时间加速度曲线。
11.7在ADAMS/View菜单栏中,选择Build→Measure→Angle→New,如图11-18所示,进行连杆DF旋转运动的测量。
系统弹出点与点之间测量的对话框,将光标放在第一个点(FirstMarker)栏中,按鼠标右键,选择Marker→Browse,如图11-19所示。
在FirstMarker栏输入MARKER_22(该点为连杆DF与滑块F的连接点),MiddleMarker栏输入PART_5.cm(该点为连杆DF的重心点),LastMarker栏输入MARKER_16(该点为原点处机架的点),如图11-20所示。
然后点击OK按钮确定。
图11-21为连杆DF的重心点的旋转角位置曲线图。
11.8在ADAMS/View菜单栏中,选择Build→Measure→Point-to-Point→New,如图11-22所示,进行点与点之间的位移测量。
系统弹出点与点之间测量的对话框,将光标放在被测量的点(ToPoint)栏中,按鼠标右键,选择Marker→Browse,如图11-23所示。
在弹出的DatabaseNavigator的对话框中,选择PART_5下面的PART_5.cm。
然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-24所示。
同样在图11-23中的参考点(FromPoint)栏中,按鼠标右键,选择Marker→Browse,在弹出的DatabaseNavigator的对话框中,选择ground下面的MARKER_16(该点是坐标原点),然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-25所示。
在图11-23中的Characteristic栏中选择Translationaldisplacement,在Component栏中选择mag。
如图11-26所示。
然后点击对话框下面的“OK”确认。
生成的时间-位移曲线如图11-27所示。
11.9速度和加速度的测量的过程和位移的过程几乎一样,只是在点与点之间测量对话框(PointtoPointMeasure)中的Characteristic项,分别选为Translationalvelocity,如图11-28所示,或者Translationalacceleration,
如图11-29所示。
图11-30、图11-31分别是时间速度曲线、时间加速度曲线。
11.10滑块F和机架之间的受力分析。
在ADAMS/View
工作窗口中用鼠标右键点击滑块F的移动副JOINT_7,选
择Modify命令,如图11-32所示,在弹出的修改
对话框中选择测量(Measures)图标
如图11-33
所示。
在弹出的测量对话框中,将Component栏设置为
X(因为在不考虑摩擦的条件下滑块和机架之间的受力方
向为X轴方向),将From/At栏设置为PART_6.MARKER_25
图11-33修改对话框
(或者ground.MARKER_26)(选择前者,表示测量的是滑块
对机架的压力,选择后者,表示测量是机架对滑块的支持力
,两力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反)
其他的设置如图11-34所示。
然后点击对话框下面的
“OK”确认。
生成的力-位移曲线如图11-35所示。
图11-34测量力对话框的设置
图11-35力和时间的曲线图
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