adams曲柄滑块机构实例仿真[最新]

adams曲柄滑块机构实例仿真[最新] a,80mmb,200mm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，l,100mml,400mmADDF ,,,2/rads为匀速转动，角速度。对该机构进行运 动分析和动力分析。 题6-6图 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 ?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“Create a new model”，在模型名称(Model name)栏中输入:jihuijigou ;在重力名称(Gravity)栏中选择“Earth Normal (-Global Y)”;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 ? 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(Working Grid)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(Dynamic Zoom)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(Dynamic Translate)图标， 在模型窗口中，按住鼠标左键，移动鼠标选择合适的网格。 ?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 b,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 图 2-1 设置工作网格对话框 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 图3-1设置杆选项 (Link)图标，参数选择如图3-3所示。在工作窗口 图3-2 创建的主曲柄BC 图3-1设置杆选项 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 图3-3 创建的副曲柄AC 出来，如图3-5所示。 图3-4设置杆选项 图3-5 创建的连接部分C 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。 图3-6设置杆选项 图3-7 创建的连杆DF 图3-8设置长方体 参数 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) -9所示。 如图3 图3-9 创建的滑块F ?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 图4-1 设置Marker点 在副曲柄(PART_3)上的Marker点(MARKER_10)创建出来。如图4-3所示。 的参数 图4-2 选择副曲柄上的Marker点 图4-3 创建的副曲柄上的Marker点 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。 l,100mmAD 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4-4 选择属性修改命令 图4-5 Marker_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。 图4-6 修改后的MARKER_10 ?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 图5-1 设置Marker点 结在滑块(PART_6)上的Marker点(MARKER_11)创建出来 的参数 。如图5-3所示。 图5-3 创建的滑块上的Marker点 图5-2 选择滑块上的Marker点 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。 图5-4 选择属性修改命令 图5-5 Marker_11点的属性对话框 图5-6 修改后的MARKER_11 ?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6-1设置长方体 参数 图6-2 创建的机架 ?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2 Bod-1 Loc和Normal To Grid。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， 图7-1 主曲柄上的旋转副 如图7-1所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_1) 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2 Bod-1 Loc和Normal To Grid。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7-2 副曲柄上的旋转副 7.3选择ADAMS/View约束库中的旋转副(Joint: Revolute) 图标，参数选择2 Bod-2 Loc和Normal To Grid。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。 图7-3 主曲柄和连接部 分C之间的旋转副 7.4选择ADAMS/View约束库中的旋转副(Joint: Revolute)图 标，参数选择2 Bod-2 Loc和Normal To Grid。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7-4 副曲柄和连杆 标，参数选择2 Bod-2 Loc和Normal To Grid。在ADAMS DF之间的旋转副 /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7-5 滑块和连杆DF 之间的旋转副 ?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2 Bod-2 Loc和Pick Feature。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 图7-6 白色箭头 和副曲柄上的PART_3.cm，这时出现白色箭头，移动鼠标，使白色 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7-7 连接部分C和副曲柄之间 的移动副 8.2选择ADAMS/View约束库中的移动副(Joint: Translational) 图标，参数选择2 Bod-2 Loc和Pick Feature。在ADAMS /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 图 7-8 白色箭头 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 图7-9 滑块和机架之间 部分就是所创建的移动副(JOINT_7)，该移动 的移动副 副联结滑块和机架,使滑块能在机架上移动运动。 ?创建驱动 在ADAMS/View驱动库中选择旋转驱动(Rotational Joint Motion)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。 图 9-1 主曲柄上的驱动 图10-1 保存模型命令 ? 保存模型 10.1在ADAMS/View中，选择“File”菜单中的“Save Database As”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。 图 10-2 保存模型对话框 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(End Time)为3，仿真工作步长(Step Size)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。 图10-3 未组装的急回机构 图10-4 组装的急回机构 ? 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。 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11-1旋转副属性修改命令 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) -3所示。然后点击对话框下面的 其他的设置如图11 “OK”确认。生成的力-位移曲线如图11-4所示。 图11-2修改对话框 图 11-4 力和时间的曲线图 图11-3测量力对话框的设置 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/Az Projected Rotation，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。 图 11-6 角位移和时间的曲线图 图 11-5测量角位移对话框的设置 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。 图11-7 角位移和时间的曲线图 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(To Point)栏中，按鼠标右键，选择Marker?Browse，如图11-9所示。 图 11-9 点与点之间测量的对话框 图 11-8 进行点与点之间测量的命令 11.4 在弹出的Database Navigator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(From Point)栏中，按鼠标右键，选择Marker?Browse，在弹出的Database Navigator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。 图 11-10 选择被测量的点 图 11-11 选择参考点 11.5 在图11-9中的Characteristic栏中选择Translational displacement，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。 图 11-13 时间位移曲线 图 11-12 点与点之间测量位移对话框 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(Point to Point Measure)中的Characteristic项，分别选为Translational velocity，如图11-14所示，或者Translational acceleration，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。 图 11-16 时间速度曲线 图 11-17 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(First Marker)栏中，按鼠标右键，选择Marker?Browse，如图11-19所示。 图11-19 角位置测量的对话框 图11-18进行角位置测量的命令 在First Marker栏输入MARKER_22(该点为连杆DF与滑块F的连接点)，Middle Marker栏输入PART_5.cm(该点为连杆DF的重心点)，Last Marker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(To Point)栏中，按鼠标右键，选择Marker?Browse，如图11-23所示。 图 11-23 点与点之间测量的对话框 图 11-22 点与点之间测量的命 令 在弹出的Database Navigator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(From Point)栏中，按鼠标右键，选择Marker?Browse，在弹出的Database Navigator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Translational displacement，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。 图 11-23 选择被测量的点 图 11-24 选择参考点 图 11-27 时间位移曲线 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(Point to Point Measure)中的Characteristic项，分别选为Translational velocity，如图11-28所示，或者Translational acceleration，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。 图 11-28点与点之间测量速度对话框 图 11-29点与点之间测量加速度对话框 图11-31 时间加速度曲线 图11-30 时间速度曲线 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 图11-32旋转副属性修改命令 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 (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11-33修改对话框 图11-34测量力对话框的设置 图 11-35 力和时间的曲线图