基于ADAMS的摆动导杆间歇急回机构的参数化建模分析

基于ADAMS的摆动导杆间歇急回机构的参数化建模 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 * 刘雪扬,吴海涛,刘泓滨 (昆明理工大学 机电工程学院,云南 昆明 650500) 摘 � 要:运用 MSC ADAMS软件,建立了摆动导杆间歇急回机构的虚拟样机模型。本文将曲柄和导 杆的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 尺寸参数化,以机构的行程为设计目标, 对该机构进行参数化建模分析。通过对该机构的参数 化建模分析,阐述了应用虚拟样机技术进行设计的方法,提高了机构设计的效率,缩短了设计周期。 关键词: ADAMS;摆动导杆仿真;参数化建模分析 中图分类号: T P 391 � � 文献标志码: A Parameter Molding Analysis of Lead Pole Swing Intermittent and Nasty Return Organization based on ADAMS LIU Xueyang , WU H aitao, L IU Hongbin ( Faculty of Mechanical and Electrical Eng ineer ing, Kunming University of Science and Technolo gy , Kunming 650500, China) Abstract:Making use of the softw are of M SC ADAMS, built up a swing lead pole intermit tent nasty time o rg anization of v irtual machine model. This paper took the design size parameter of pole turns o f cr ank and lead and the r oute o f t ravel o f org anization as tar get fo r turning a design and car ries on par ameter to turn model analy sis to t hat or ganization. The parame� ter s that wer e past to that o rg anizat ion t urns model analysis and elabor ated that the applied virtual machine technique carr ies on the method of design, raised the efficiency of or ganization design and shor tened design per iod. Key words: ADAMS, The sw ing leads pole imit ation, Parameter modeling analysis � � 在机构设计中, 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 机构的从动件必须满足某 种运动规律,这就需要对机构进行必要的运动分析。 常规的分析方法是图解法和解析法。但是, 前者的 设计精度低;后者的计算工作量大,必须借助计算机 编程处理。如果借助 ADAMS 软件, 通过仿真, 可 以确定构件的运动情况, 即检验构件之间是否干涉, 执行件的运动是否与期望的相符;通过参数化建模 分析及优化设计,可以优化机构的设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 , 大大提 高机构分析设计的效率。 1 � 参数化建模分析简介 ADAMS提供了强大的参数化建模功能。在创 建模型时,根据分析需要, 确定相关的关键变量, 并 将这些关键变量设置为可以改变的设计变量。在分 析时,只需要改变这些设计变量值的大小,虚拟样机 模型就会自动更新。如果需要根据事先确定好的参 数进行仿真,可以由程序预先设置好一系列可变的 参数, ADAMS 自动进行系列仿真, 以便于观察不同 参数值下样机性能的变化。Adams/ View 提供了参 数化点坐标、使用设计变量、参数化运动方式和使用 参数表达式 4种参数化的方法。用户可以方便的修 改参数化的模型, 不用考虑模型内部的关联变动,而 且可以达到对模型进行优化的目的。 转状态下不发生变化,就必须增大配合过盈量,抑制 主轴锥孔的扩张量。一方面可消除离心力产生的减 少效应;另一方面在连接面间产生足够的接触应力, 以保证刀柄在锥孔内的精确定位和夹紧。再者可以 对主轴/刀柄连接实行周向定位的方法或者彻底改 变铣床刀柄的结构, 采用更先进的铣刀柄,但这样会 增加费用。总之, 对于不同的机床, 加工不同的工 件,应采取相应的措施以达到最完美的效果。 参考文献 [ 1] 徐秉业, 刘信声.应用弹塑性力学[ M ] . 北京: 清华大学 出版社, 1995. 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[ 5] 张伯霖. 高速切削技术及其应用[ M ] . 北京: 机械工业 出版社, 2002. 作者简介: 王吉林( 1963�) ,男,讲师,主要从事机电一体化方 面的研究工作。 收稿日期: 2011 年 4 月 6 日 责任编辑 � 李超 �24� �新技术新工艺� �数字技术与机械加工工艺装备 � 2011年 � 第 6期 � � 参数化分析有利于了解设计变量对样机性能的 影响。在参数化分析过程中, 根据参数化建模时创 建的设计变量, 采用不同的参数值,进行一系列的仿 真,然后根据返回的分析结果进行参数化分析,得出 1个或多个参数变化对样机性能的影响, 再进一步 对各种参数进行优化分析, 得出最优化的样机。 Adams/ View 提供的 3 种类型的参数化分析方法, 包括设计研究、试验设计和优化分析。 图1� 摆动导杆间歇急回机构 2 � 数学模型的建立 摆动导杆间歇急回 机构简图如图 1 所示。 以滑块 C的行程为设计 目标, 建立目标函数。 首先建立整个机构的直 角坐标系,设 A、C、D和 E点的坐标分别为( 0, y1 ) , ( x , y) , ( x 2 , y2 ) , ( 0, y3 )。令 lAB = a, l AD = b, lBC= l, lDE = r, 则有 r = ( y3 - y2) 2+ x 2 2 , b = ( y 2- y1 )2 + x 2 2。根据正弦定理可知 r sin�= bsin�, 求出目标函数为: x = c2- a2(1- cos�) 2+ atan�, 将 以上参数分别代入该式得: x= l2- a2 [ 1- cos(arcsin ( y3- y2)2+ x2 2sin� ( y2- y1)2+ x 22 ) ] 2+ � � atan( arcsin (y3- y 2) 2+ x22 sin� (y2- y1)2+ x2 2 ) 3 � 参数化建模分析 3. 1 � 建立摆动导杆模型并添加约束 摆动导杆间歇急回机构是一种应用比较广泛的 平面连杆机构, 它将曲柄的旋转运动转换成导杆的 往复摆动。该机构由曲柄、导杆、滑块、连杆和机架 组成,导杆只能在某一范围内摆动,具有间歇急回特 性,而且机构传动角较大, 有利于对加工工件的冲 压。 机构的原始参数如下: 曲柄尺寸 40 mm � 40 mm � 60 mm, 滑块 D 尺寸 40 mm � 50 mm � 60 mm, 滑块 C 尺寸 60 mm � 60 mm � 60 mm ,导杆尺 寸40 mm � 40 mm � 300 mm ,连杆尺寸 40 mm � 40 mm � 300 mm ,材料均为钢材。根据这些尺寸建立 模型。首先在点的表格编辑器中创建相应的点, 之 后分别创建出以上构件。可以修改构件的颜色, 以 区别不同的构件。 添加约束。在曲柄与机架、曲柄与滑块 D、导杆 与机架、导杆与连杆和连杆与滑块 C之间添加转动 副。在滑块 D 与导杆、滑块 C与机架之间添加移动 副。 给曲柄添加旋转运动, 并设置相应转速。在仿 真时,要对参数结束时间和步长进行设置。在 AD� AMS中, 设置输出步长时应注意, 步长太大将不能 反映样机的高频响应。反之,步长太小会大大增长 仿真分析时间, 同时使得输出文件很大。所以参数 设置要适当,设置好后即可运行仿真。 建立测量。在 Adams/ V iew 的测量命令中添 加对滑块 C 的测量。在特征选项中可选择 CM 位 移、CM 速度、CM 加速度等测量工具。 3. 2 � 参数化分析 3. 2. 1 � 参数化摆动导杆间歇机构 对样机几何形体进行参数化处理的最简单的方 法是对特殊点进行参数化处理。首先, 根据样机几 何结构的特点,设置若干点,这些点定义了一些特殊 的位置,是构造其他几何形体的基准点;然后利用这 些点产生一些新的构件, 或者将已有的构件同新创 建的点关联,当这些特殊点的位置改变时,与其相关 联的几何形体也将自动更新。因此, 如果将点的坐 标进行参数化处理, 则可以在一定程度上实现样机 几何形体的参数化建模。 在本机构中通过改变曲柄和导杆的长度,可以 满足滑块 C 的工作行程设计要求。所以要对曲柄、 导杆与机架的固定点的坐标参数化。方法是在表格 编辑器中分别选择 y 1 和 y 3 坐标, 依次对这 2个坐 标进行参数化,其变量名分别为 D V- 4和 D V- 3, 并在设计变量中设计参数的取值范围, 分别为 - 10 � y1 � 1和 15 � y 3 � 30。 3. 2. 2 � 参数化机构的仿真分析 参数化分析可以帮助设计者分析设计参数变化 对样机性能的影响。在参数化分析中, A dams/ View 采用不同的设计参数值,自动运行一系列的仿 真分析, 然后返回分析。设计者可以观察设计参数 变化对结果的影响。A dams/ View 提供了以下 3种 类型的参数化分析过程。 1) 设计研究:考虑一个设计变量的变化对样机 性能的影响。 2) 试验设计:可以考虑多个设计变量同时发生 变化对样机性能的影响。 3) 优化分析:通过优化分析, 可以获得在给定 的设计变量变化范围内, 设计目标达到最大或最小 值的工况。 在 Adams/ V iew 中的设计研究工具对话框中 �25��新技术新工艺� �数字技术与机械加工工艺装备 � 2011年 � 第 6期 应用设计研究参数化分析得出的结果如图 2~ 图 5 所示。 图 6� 结果 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 图 2~ 图 4分别为滑块 C 的位移、速度、加速度 随时间变化的曲线, 5 条曲线对应 5种不同的设计 方案。即变量 D V- 3 的值分别为 15、18、22、26 和 30共 5种方案。图 5 为滑块位移随设计变量的变 化曲线,其横坐标为变量 D V- 3的值, 纵坐标为滑 块 C 行程的对应坐标值。从该图可分析出设计变 量对滑块行程的敏感程度, 曲线的斜率越大,说明滑 块行程对变量 D V- 3的变化越敏感。经过对多个 设计变量进行试验, 可比较出哪个设计变量的变化 对滑块位移最敏感, 能快速地分析出对机构设计目 标的最大影响因素。 试验设计参数化分析的结果报告(如图 6所示) 列出了设计变量 D V- 3、D V- 4同时改变时,滑块 C 质心坐标最大值的变化。根据设计目标的取值, 即可从表中分析出变量 D V- 3和 D V- 4的较优 值。 4 � 结语 本文采用 ADAMS软件, 对摆动导杆间歇急回 机构虚拟样机建立了其参数优化设计的数学模型, 进行了运动学分析和参数化建模分析, 得到了摆动 导杆机构的运动曲线和参数化设计曲线。从参数化 设计曲线中可以清楚地看出位移、速度、加速度随变 量的变化。实践表明, 虚拟样机技术简便、直观、可 靠,避免了解析法繁琐的分析、推导和论证过程以及 图解法反复绘图和精度不高的问题。 运用 ADAMS软件对机构进行分析和论证,不 仅能使机构的造型形象化、可视化,而且可以仿真得 到各个构件的运动特征和相关参数化设计的数据, 有利于机构设计方案的筛选和优化, 提高了机构优 化设计的效率。 参考文献 [ 1] 张晋西,郭学琴, 林昌华, 等.牛头刨床机构虚拟样机分 析[ J] .机械与电子, 2006( 9) : 63� 65. 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