Adams對心滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真

1、目錄1 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì) 21.1 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真要求 21.2 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì) 21.2.1 設(shè)置參數(shù)、工作空間和網(wǎng)格 21.2.2 創(chuàng)建曲柄滑塊機(jī)構(gòu)幾何模型 31.2.3 添加運(yùn)動(dòng)副 81.2.4 添加驅(qū)動(dòng)力 92 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型的仿真與測試 102.1 模型仿真 102.2 模型測試 102.2.1 滑塊位移測量 102.2.2 滑塊速度和加速度測量 112.3 測試結(jié)果小結(jié) 123 結(jié)論 13主要參考文獻(xiàn) 131對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)1.1對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真要求在圖1所示的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知曲柄為 100cm 10cm 5c

2、m的鋼質(zhì)桿，連桿 為200cm 10cm 5cm的鋼質(zhì)桿，滑塊為50cm 50cm 50cm的鋼質(zhì)正方體，作用在曲柄 上的驅(qū)動(dòng)力矩為 M120N |m。（1）試建立該曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型；（2） 請仿真機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型，并測量獲得滑塊3在0s& 20s運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)的位移、速 度和加速度的變化規(guī)律。1.2對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)1.2.1設(shè)置參數(shù)、工作空間和網(wǎng)格根據(jù)題目中的數(shù)據(jù)大小，在建模開始時(shí)可以對工作環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定，如圖2所示:圖2工作空間和網(wǎng)格設(shè)置設(shè)置為國際單位制，圖標(biāo)大小設(shè)置為200。1.2.2創(chuàng)建曲柄滑塊機(jī)構(gòu)幾何模型打開坐標(biāo)顯示窗口，之后按以下步驟創(chuàng)建曲柄滑塊機(jī)構(gòu)幾何模型(1

3、) 創(chuàng)建曲柄單擊Link按鈕，按圖3所示設(shè)置曲柄參數(shù)，LinkMew Part LengthOOO.Ocm) F Width| (10.0-emJI? Depth(5.0cm)圖3曲柄參數(shù)設(shè)置在工作區(qū)域合適位置、合適方向創(chuàng)建曲柄模型，如圖圖4曲柄模型將曲柄名稱更改為 Crank。(2) 創(chuàng)建連桿單擊Link按鈕，按圖5所示設(shè)置連桿參數(shù)。Link| (5.0cm圖5連桿參數(shù)設(shè)置以曲柄上端點(diǎn)為起點(diǎn)，(200,100,0)為終點(diǎn)創(chuàng)建曲柄，如圖 6。圖6創(chuàng)建連桿將連桿模型更名為 Link。之后調(diào)整連桿位姿，點(diǎn)擊Position按鈕，以曲柄上端點(diǎn)為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)連桿30得到如圖7所示模型，連桿創(chuàng)建完畢。圖

4、7曲柄和連桿（3）創(chuàng)建滑塊點(diǎn)擊Box按鈕，按圖8所示設(shè)置參數(shù)，以連桿右端點(diǎn)為起點(diǎn)建立滑塊。點(diǎn)擊Position按鈕，按圖9所示設(shè)置參數(shù)，然后在x、y、z三個(gè)方向分別移動(dòng) 25cm,使滑塊中心與連桿右端點(diǎn)重合。將滑塊更名為Slider，得到如圖10、圖11所示模型。TranslateDistance| 55cm圖9位姿調(diào)整參數(shù)設(shè)置K 3A回MlI k*i劃D AeLhthIncremenl5 9E-0；AInlHl厠NVI 創(chuàng)M1HSmcE圖10模型正視圖WW忡圖11模型右視圖(4) 設(shè)置材料右擊Crank,點(diǎn)選Modify，出現(xiàn)如圖12所示窗口，默認(rèn)材料為鋼，與題目要求相符。XBodyCran

5、kCategoryMa&s PropertiesDefine Mass ByGeometry and Material Type4Material Type.zuayei.steelDensity7.80lE-00&kg/mm*3Youngs Tvlodjlus5.07E+005 newton/Poissons Ratio0.29Show calculated inertia .圄QKI Apply parcel I圖12 Modify面板1.2.3添加運(yùn)動(dòng)副(1)首先創(chuàng)建轉(zhuǎn)動(dòng)副 JOINT_A。a單擊Revolute Joi nt工具按鈕，展開選項(xiàng)區(qū)；b 選擇 1 Location 和 No

6、rmal To Grid ；c單擊曲柄左下端點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)副被創(chuàng)建，將其更名為JOINT_A ；創(chuàng)建轉(zhuǎn)動(dòng)副 JOINT_B和JOINT_C1a單擊Revolute Joi nt工具按鈕，展開選項(xiàng)區(qū)；b 選擇 2Bod -1 Loc 和 Normal To Grid ；c單擊曲柄 Crank,單擊連桿 Link ；d單擊曲柄和連桿的連接點(diǎn)，則轉(zhuǎn)動(dòng)副被創(chuàng)建，將其更名為Joint_B ；e單擊連桿Link，單擊滑塊Slider ；f單擊連桿和滑塊的連接點(diǎn)，則轉(zhuǎn)動(dòng)副被創(chuàng)建，將其更名為Joint_C1。(3) 創(chuàng)建移動(dòng)副 Joi nt_C2a單擊Tran slation Joi nt工具按鈕，展開選項(xiàng)區(qū)；b在

7、下拉列表框中選擇2 Bod-1 Loc和Pick Feature ；c單擊滑塊Slider ；d單擊導(dǎo)桿Link ；e單擊滑塊的中心；f移動(dòng)光標(biāo)，使方向沿著導(dǎo)桿方向，單擊工作區(qū)，則移動(dòng)副被創(chuàng)建，將該機(jī)構(gòu)更名JOINT_C2。各轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副創(chuàng)建完畢后，模型如圖13所示。圖13機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副建立M耳u4 2X1.2.4添加驅(qū)動(dòng)力a單擊Aplied force工具按鈕，展開選項(xiàng)區(qū)；b 在下拉列表框 Run -time Directi on 中選擇 Body Fixed ；c 在下拉框 Construction 中選擇 Normal to Grid ；d 在 Characteristic 中選擇 Co

8、nstant;e勾選Torque，數(shù)值填寫20 ；f點(diǎn)擊Marker_1，添加驅(qū)動(dòng)力矩。點(diǎn)擊Render，渲染機(jī)構(gòu)。模型如圖14所示。圖14驅(qū)動(dòng)力矩創(chuàng)建2對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型的仿真與測試2.1模型仿真a 在 Main Toolbox 中單擊 In teractive Simulation Con trols 工具按鈕，展開選項(xiàng)區(qū); b選擇End Time并將其值設(shè)置為20，選擇Steps并將其設(shè)置為300;c單擊Star or continue simulation工具按鈕，則開始進(jìn)行模型仿真。2.2模型測試2.2.1滑塊位移測量a首先在滑塊中心處創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)記( Marker_21)；b點(diǎn)擊菜

9、單欄 Build -Measure-(Point-to-Point)-New，按圖15所示設(shè)置相關(guān)參數(shù)，點(diǎn)擊OK。圖15測量滑塊位移軟件生成了如圖16所示的曲線圖。222滑塊速度和加速度測量按照2.2.1的方法分別測量滑塊的速度和加速度，分別得到圖17、圖18。1000.0-2000.0Time; 20.000 urren:-33 、-500.0 -1000.020.0圖17滑塊速度曲線圖圖18滑塊加速度曲線圖2.3測試結(jié)果小結(jié)圖19為滑塊的位移、速度和加速度的曲線圖。300000I GOOD2LOefSOOD1 WOO fl(UHUj llace-lOD1 粧J一f aaa. 1-1 /B am IK HLV IMI KMI JKB-6000-100M02000( 01000 0 -500 0-5W0-ICCTn-15OT.01000 0DOAniMis Lati Run601DDTime (&k)圖19滑塊位移、速度和加速度曲線圖10-3000 020020iad0l4l4K273結(jié)論運(yùn)用ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件，可以快速方便的建立機(jī)構(gòu)的模型，并對其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)模擬。由于虛擬樣機(jī)本身的特點(diǎn)，有別于物理樣機(jī)，只要能夠表達(dá)機(jī)構(gòu)真實(shí)的運(yùn)動(dòng)情況即可，并不需要完全再現(xiàn)機(jī)構(gòu)本