基于ADAMS的自動(dòng)紙杯成型機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的仿真研究

1、 河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版第31卷zD,(占3cos妒3一妒;8in93cos妒42一F一c,cosp4D,34cos妒3一sln妒42一1一(15 2杯壁紙供送機(jī)構(gòu)的仿真分析在上述分析中,很明顯可以看出:已知紙杯機(jī)杯壁紙供送機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng),求輸出構(gòu)件滑塊的位移、速度及加速度的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,首先要根據(jù)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)模型建立運(yùn)動(dòng)方程,經(jīng)過(guò)一次次的求導(dǎo)而得H】。這個(gè)過(guò)程是相當(dāng)繁瑣復(fù)雜的,不僅計(jì)算量大,而且很容易出錯(cuò)。而采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法是相對(duì)簡(jiǎn)單和方便的。在數(shù)值模擬方法中,給定輸入運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可以很方便地得到輸出位移、速度、圖3杯壁紙供送機(jī)構(gòu)模型加速度及其沿各個(gè)坐標(biāo)軸的分量。針對(duì)上述杯壁紙供送

2、機(jī)構(gòu),采用計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真分析軟件ADAMS【51分析如下,圖3為杯壁紙供送機(jī)構(gòu)的仿真圖。經(jīng)過(guò)仿真模擬,得到圖4為輸出構(gòu)件滑塊的位置,速度及加速度的x軸分量隨原動(dòng)件曲柄轉(zhuǎn)角的變化曲線。從中明顯可見(jiàn):原動(dòng)件具體轉(zhuǎn)到什么位置時(shí),從動(dòng)件的速度和加速度最大(最小。這一關(guān)鍵位置的確定不僅有助于了解從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,還有助于對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與綜合。而這一過(guò)程在數(shù)學(xué)分析中,要經(jīng)過(guò)一步步求導(dǎo)取最大、最小值才能得到。很明顯計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬分析,是相對(duì)簡(jiǎn)單和方便的。圖4滑塊運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨原動(dòng)件轉(zhuǎn)角的變化另一方面,從圖4中可以得到一定的模擬值列于表2中。裹2計(jì)算結(jié)果由圖和表可知,從動(dòng)件滑塊的行程為IX一一Xi。I=24620

3、=226mm,即杯壁紙被推動(dòng)的整個(gè)行程為226mm,而實(shí)測(cè)行程值為220mm,說(shuō)明了該模擬計(jì)算方法的科學(xué)性與正確性。從圖4中還可看到,滑塊在曲柄轉(zhuǎn)過(guò)與x軸成9度時(shí)位于最右端,而在曲柄轉(zhuǎn)過(guò)與x軸成171度時(shí)位于最左端。這與實(shí)際情況相吻合。由速度和加速度曲線可知,一般的,速度曲線的低谷和尖峰往往是需要重點(diǎn)注意和研究的,速度發(fā)生突變的區(qū)域也是工程中需要注意的地方,在那里加速度及力可能過(guò)大。由圖可見(jiàn),正符合這一點(diǎn)。3同軸機(jī)構(gòu)整體仿真分析圖5組合機(jī)構(gòu)整體模型仿真圖由JBZB型紙杯成型機(jī)可見(jiàn),紙杯機(jī)的沖底機(jī)構(gòu)及其輔助沖底機(jī)構(gòu)和成型紙杯頂出機(jī)構(gòu)由一根軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),構(gòu)成了紙杯加工組合機(jī)構(gòu)。建立這一組合機(jī)構(gòu)的整體

4、模型,有助于分析這三個(gè)部件輸出構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。根據(jù)實(shí)際機(jī)器結(jié)構(gòu),采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法分析如下,圖5為該組合機(jī)構(gòu)整體模型仿真圖。圖中各符號(hào)所代表的機(jī)構(gòu)如表3所示。裹4圖示符號(hào)與機(jī)構(gòu)對(duì)照表一方面,模型建好后,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,在同一圖中繪出各部件輸出構(gòu)件滑塊的位移、速度、加速度在,軸方向(相對(duì)于模型豎直向上的虛擬仿真曲線,如圖6所示。第l期王瑩,等:基于ADAMS的自動(dòng)紙杯成型機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的仿真研究37在上述各曲線圖中,可以得到一定的模擬值數(shù)據(jù),如表4所示。 表4計(jì)算結(jié)果由上表可得,紙杯頂出機(jī)構(gòu)行程為140mm;輔助沖底機(jī)構(gòu)行程為20mm;主要沖底機(jī)構(gòu)行程為13l皿。.與紙杯機(jī)工作中實(shí)際測(cè)量值相

5、一致,可見(jiàn)該分析過(guò)程的高精度特性。同時(shí)將各部件的輸出構(gòu)件位移、速度和加速度放在同一坐標(biāo)系中,明顯可見(jiàn):在構(gòu)件P耐處于最低位置時(shí),即成型紙杯頂出機(jī)構(gòu)未開(kāi)始即將開(kāi)始向上頂出成型紙杯時(shí),Panl5主要沖底機(jī)構(gòu)正好完成沖底動(dòng)作。此時(shí),P8Itl5構(gòu)件處于最高位置。隨后,Pa科開(kāi)始向上運(yùn)圖4組合機(jī)構(gòu)整體模型仿真圖動(dòng),頂紙杯,而Panl5向下回程運(yùn)動(dòng),從而完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。這樣有助于協(xié)調(diào)各部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。而且由整體速度曲線圖和整體加速度曲線圖可見(jiàn),各速度及加速度曲線均為周期函數(shù)。x軸為時(shí)間t,可以從圖中很容易看出其變化的先后關(guān)系,這里不再詳述。4結(jié)論運(yùn)用ADAMS運(yùn)動(dòng)仿真分析軟件對(duì)JBzB自動(dòng)紙杯成型機(jī)

6、主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,只需建造仿真模型,通過(guò)輸入主動(dòng)件初始運(yùn)動(dòng)條件,計(jì)算機(jī)可自動(dòng)進(jìn)行分析,繪出各組成構(gòu)件的位移、速度、加速度運(yùn)動(dòng)曲線。這就省略了理論分析方法一步步繁瑣的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)及求導(dǎo)過(guò)程,并且分析結(jié)果為可視化的圖表,直觀且清晰。通過(guò)將模擬值與實(shí)測(cè)值的比較分析,可以看到數(shù)值模擬方法的精確性,說(shuō)明了這一計(jì)算方法的正確性與可行性。它為今后在機(jī)械設(shè)計(jì)和改進(jìn)方面上的應(yīng)用有以下重要意義:如果機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律不符合設(shè)計(jì)者的要求,可以通過(guò)反復(fù)修改動(dòng)力學(xué)模型,在虛擬環(huán)境下模擬系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng),直到滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求。這樣可以在短時(shí)間內(nèi)在不浪費(fèi)材料的前提下,獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。參考文獻(xiàn):1薛慧芳.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析J.南京化

7、工大學(xué)學(xué)報(bào),1998,12(20:71732楊基厚機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987【3孫橙,陳作模.機(jī)械原理M.北京:高等教育出版社(第五舨.1996.5王國(guó)強(qiáng).張進(jìn)平。馬若丁.虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在ADAMs上的實(shí)踐.M.西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2001.EmuIation Re翻撇h On the l【inema6c MechanismsB嬲ed仰AD枷Sof the Paper Gla輜MacMneWANG Ying(CoUege of Mech趴ical En舀neering,Hebei PolytecllIlic univers毋,gsh肌Hebei063009,C

8、hinaKey words:tlleoretical derivation;l(inemadcs一柚alysis;ADAMS;dyn哪ic perfom肌ceAb湘mct:【he to tlle n扭jor c鋤ponents of tIle JBZB paper gLass machine,tIlis p叩er proceeded tIe kinematicsanalysis ming tlle metllod of meoretical deriVation,髓d also髓tablisled tle mtllematical model of tlle comp。咀ent8. At th

9、e鋤e time tlle displacelent,Velocity,celemdon of the slide blocks are analyzed,tlle results of t王le calcIlla. don are inden6cal t0me meured value.It pmved tIle姒tIe眥tical蒯el is cor咒ct.A in ing at tlleory,出e paper 姐如ed dle kinemdc觚d dyn鋤ic pe而冊(cè)肌ce of tIle paper gk嘲processing conlbined mechalli鋤s by way

10、0f tlle motion蝴lysis幽are ADAMS。ne vel喇哆,accele枷on cun,es are aldmwed,which would pmvide impo衄lt data to tlle process of tIle desi伊鋤d impr_Dv鋤ent of tIle JBzB p印er gla鷦machiIle. 基于ADAMS的自動(dòng)紙杯成型機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的仿真研究作者:王瑩, WANG Ying作者單位:河北理工大學(xué)機(jī)械,工程學(xué)院,河北,唐山,063009刊名:河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版英文刊名:JOURNAL OF HEBEI POLYTECHNIC UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE EDITION年,卷(期:2009,31(1被引用次數(shù):1次參考文獻(xiàn)(5條1.王國(guó)強(qiáng);張進(jìn)平;馬若丁虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在ADAMS上的實(shí)踐 20013.孫桓;陳作模機(jī)械原理 19964.楊基厚機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué) 19875.薛慧芳曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 1998(20本文讀者也讀過(guò)(10條2009(114.新一代紙杯成型機(jī)期刊論文-食品文摘2002(95.林榮土解析美國(guó)紙杯成型機(jī)如何調(diào)試模具期刊論文-廈門(mén)廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)