用ADAMS進(jìn)行定軸輪系和行星輪系傳動模擬示例資料.doc

1、.定軸輪系齒輪傳動 有一對外嚙合漸開線直齒圓柱體齒輪傳動.已知,兩個齒輪的厚度都是50mm 啟動ADAMS 雙擊桌面上ADAMS/View的快捷圖標(biāo),打開ADAMS/View在歡迎對話框中選擇“Create a new model”,在模型名稱(Model name)欄中輸入:dingzhouluenxi ;在重力名稱(Gravity)欄中選擇“Earth Normal (-Global Y)”;在單位名稱(Units)欄中選擇“MMKS mm,kg,N,s,deg”如圖1-1所示圖1-1 歡迎對話框 設(shè)置工作環(huán)境2.1 對于這個模型,網(wǎng)格間距需要設(shè)置成更高的精度以滿足要求在ADAMS/Vie

2、w菜單欄中,選擇設(shè)置(Setting)下拉菜單中的工作網(wǎng)格(Working Grid)命令系統(tǒng)彈出設(shè)置工作網(wǎng)格對話框,將網(wǎng)格的尺寸(Size)中的X和Y分別設(shè)置成750mm和500mm,間距(Spacing)中的X和Y都設(shè)置成50mm然后點(diǎn)擊“OK”確定如圖2-1所表示2.2 用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊選擇(Select)圖標(biāo),控制面板出現(xiàn)在工具箱中2.3 用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊動態(tài)放大(Dynamic Zoom)圖標(biāo),在模型窗口中,點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵并按住不放,移動鼠標(biāo)進(jìn)行放大或縮小創(chuàng)建齒輪3.1 在ADAMS/View零件庫中選擇圓柱體(Cylinder)圖標(biāo),參數(shù)選擇為“New Part”,長度(Length)選

3、擇50mm(齒輪的厚度),半徑(Radius)選擇100mm() 如圖3-1所示 圖 2-1 設(shè)置工作網(wǎng)格對話框圖3-1設(shè)置圓柱體選項(xiàng)3.2 在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)任意左鍵選擇點(diǎn)(0,0,0)mm,然后選擇點(diǎn)(0,50,0)則一個圓柱體(PART_2)創(chuàng)建出來如圖3-2所示圖3-2 創(chuàng)建圓柱體(齒輪)3.3 在ADAMS/View中位置/方向庫中選擇位置旋轉(zhuǎn)(Position: Rotate)圖標(biāo),在角度(Angle)一欄中輸入90,表示將對象旋轉(zhuǎn)90度如圖3-3所示在ADAMS/View窗口中用鼠標(biāo)左鍵選擇圓柱體,將出來一個白色箭頭,移動光標(biāo),使白色箭頭的位置和指向如圖3-

4、4所示然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵,旋轉(zhuǎn)后的圓柱體如圖3-5所示圖 3-3 位置旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)圖 3-4 圓柱體的位置旋轉(zhuǎn)圖3-5 旋轉(zhuǎn)90后的圓柱體圖3-6設(shè)置圓柱體選項(xiàng)3.4 在ADAMS/View零件庫中選擇圓柱體(Cylinder)圖標(biāo),參數(shù)選擇為“New Part”,長度(Length)選擇50mm(齒輪的厚度),半徑(Radius)選擇50mm(),如圖3-6所示 在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇點(diǎn)(150,0,0)mm,然后選擇點(diǎn)(150,50,0)則一個圓柱體(PART_3)創(chuàng)建出來如圖3-7所示 3-7 創(chuàng)建圓柱體(齒輪)3.5 在ADAMS/View中位置/方向庫中選擇位置旋

5、轉(zhuǎn)(Position: Rotate)圖標(biāo),在角度(Angle)一欄中輸入90,表示將對象旋轉(zhuǎn)90度如圖3-3所示在ADAMS/View窗口中用鼠標(biāo)左鍵選擇圓柱體,將出來一個白色箭頭,移動光標(biāo),使白色箭頭的位置和指向如圖3-8所示然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵,旋轉(zhuǎn)后的圓柱體如圖3-9所示圖 3-8 圓柱體的位置旋轉(zhuǎn)圖 3-9 旋轉(zhuǎn)90后的圓柱體 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副齒輪副旋轉(zhuǎn)驅(qū)動4.1選擇ADAMS/View約束庫中的旋轉(zhuǎn)副(Joint: Revolute)圖標(biāo),參數(shù)選擇2 Bod-1 Loc和Normal To Grid在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇齒輪(PART_2),然后選擇機(jī)架(groun

6、d),接著選擇齒輪上的PART_2.cm,如圖4-1所示圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副(JOINT_1)該旋轉(zhuǎn)副連接機(jī)架和齒輪,使齒輪能相對機(jī)架旋轉(zhuǎn) 圖 4-1 齒輪上的旋轉(zhuǎn)副4 4.2 再次選擇ADAMS/View約束庫中的旋轉(zhuǎn)副(Joint: Revolute)圖標(biāo),參數(shù)選擇2 Bod-1 Loc和Normal To Grid在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇齒輪(PART_3),然后選擇機(jī)架(ground),接著選擇齒輪上的PART_3.cm,如圖4-2所示圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副(JOINT_2)該旋轉(zhuǎn)副連接機(jī)架和齒輪,使齒輪能相對機(jī)架旋轉(zhuǎn) 圖 4-2 蝸桿上的

7、旋轉(zhuǎn)副4.3 創(chuàng)建完兩個定軸齒輪上的旋轉(zhuǎn)副后,還要創(chuàng)建兩個定軸齒輪的嚙合點(diǎn)(MARKER)齒輪副的嚙合點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)副必須有相同的參考連桿(機(jī)架),并且嚙合點(diǎn)Z軸的方向與齒輪的傳動方向相同所以在本題中,嚙合點(diǎn)(MARKER)必須定義在機(jī)架(ground)上,機(jī)架可以看作機(jī)架 選擇ADAMS/View工具箱的動態(tài)選擇(Dynamic Pick)圖標(biāo),將兩個齒輪的嚙合處進(jìn)行放大,再選擇動態(tài)旋轉(zhuǎn)圖標(biāo),進(jìn)行適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)選擇ADAMS/View零件庫中的標(biāo)記點(diǎn)工具圖標(biāo),參數(shù)選擇如圖4-3所示選擇坐標(biāo)為(100,50,0),如圖4-4所示,圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的嚙合點(diǎn)(MARKER_14)圖 4-3 標(biāo)記點(diǎn)的

8、選項(xiàng)圖 4-4 蝸輪蝸桿的嚙合點(diǎn)4.4 下面將對上面做出的嚙合點(diǎn)進(jìn)行位置移動和方位旋轉(zhuǎn),使該嚙合點(diǎn)位于兩齒輪中心線上,并使嚙合點(diǎn)的Z軸方向與齒輪旋轉(zhuǎn)方向相同在ADAMS/View窗口中,在兩個齒輪嚙合處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,選擇-Maker: MARKER_14Modify,如圖4-5所示在彈出的對話框中,將Location欄的值100.0, 50.0, 0.0改為100.0, 25, 0.0(位置移動),將Orientation欄中的值0.0, 0.0, 0.0修改為0, 90, 0(方位旋轉(zhuǎn))如圖4-6所示點(diǎn)擊對話框下面的OK鍵進(jìn)行確定,旋轉(zhuǎn)后的嚙合點(diǎn)(MARKER_14)如圖4-7所示從圖中可以

9、看出,嚙合點(diǎn)的Z軸(藍(lán)色)Z軸的方向與齒輪的嚙合方向相同圖4-5 屬性修改對話框 圖 4-7 旋轉(zhuǎn)后的嚙合點(diǎn) 圖 4-6 進(jìn)行坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)4.5 選擇ADAMS/View約束庫中的齒輪副(Gear)圖標(biāo),在彈出的對話框中的Joint Name欄中,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵分別選擇JOINT_1JOINT_2如圖4-7所示在Common Velocity Marker欄中,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇嚙合點(diǎn)(MARKER_14)如圖4-8所示,然后點(diǎn)擊對話框下面的OK按鈕,兩個齒輪的齒輪副創(chuàng)建出來,如圖4-9所示4-7 齒輪副的創(chuàng)建對話框圖 4-8 齒輪副的創(chuàng)建要素圖4-9 定軸齒輪的齒輪副4.6在ADAMS/View

10、驅(qū)動庫中選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(Rotational Joint Motion)按鈕,在Speed一欄中輸入360,360表示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動每秒鐘旋轉(zhuǎn)360度在ADAMS/View工作窗口中,兩個齒輪中任選一個作為主動齒輪,本設(shè)計(jì)中選擇左邊的齒輪(紅色的),用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊齒輪上的旋轉(zhuǎn)副(JOINT_1),一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動創(chuàng)建出來,如圖4-10所示,圖中顯亮的部分為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 圖4-10 齒輪上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動5仿真模型5.1 點(diǎn)擊仿真按鈕,設(shè)置仿真終止時間(End Time)為1,仿真工作步長(Step Size)為0.01,然后點(diǎn)擊開始仿真按鈕,進(jìn)行仿真 5.2 對小齒輪的進(jìn)行運(yùn)動分析因?yàn)榇簖X輪的齒數(shù)為,小齒輪的齒數(shù),

11、模數(shù),因此根據(jù)機(jī)械原理可以知道, 對于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合漸開線直齒圓柱體齒輪傳動,小齒輪的轉(zhuǎn)速為大齒輪的2倍對小齒輪的旋轉(zhuǎn)副JOINT_2進(jìn)行角位置分析在ADAMS/View工作窗口中用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊小齒輪的旋轉(zhuǎn)副JOINT_2,選擇Modify命令,如圖5-1所示,在彈出的修改對話框中選擇測量(Measures)圖標(biāo),如圖5-2所示在彈出的測量對話框中,將Characteristic欄設(shè)置為Ax/Ay/Az Projected Rotation,將Component欄設(shè)置為Z,將From/At欄設(shè)置為PART_3.MARKER_5(或者ground.MARKER_6),其他的設(shè)置如圖5-3所示然后點(diǎn)擊

12、對話框下面的“OK”確認(rèn)生成的時間-角度曲線如圖5-4所示圖5-1旋轉(zhuǎn)副屬性修改命令圖5-3測量力對話框的設(shè)置圖5-2修改對話框圖 5-4 時間和角度的曲線圖 由圖5-4可以知道,當(dāng)大齒輪每秒逆時針轉(zhuǎn)過360度時,小齒輪順時針轉(zhuǎn)過的角度為720度,符合標(biāo)準(zhǔn)外嚙合漸開線直齒圓柱體齒輪傳動角速度與齒輪的分度圓半徑成反比行星輪系齒輪傳動有一對外嚙合漸開線直齒圓柱體齒輪傳動.已知兩個齒輪的厚度都是50mm 啟動ADAMS 雙擊桌面上ADAMS/View的快捷圖標(biāo),打開ADAMS/View在歡迎對話框中選擇“Create a new model”,在模型名稱(Model name)欄中輸入:xingxi

13、ngchiluen ;在重力名稱(Gravity)欄中選擇“Earth Normal (-Global Y)”;在單位名稱(Units)欄中選擇“MMKS mm,kg,N,s,deg”如圖1-1所示 圖1-1 歡迎對話框 設(shè)置工作環(huán)境2.1 對于這個模型,網(wǎng)格間距需要設(shè)置成更高的精度以滿足要求在ADAMS/View菜單欄中,選擇設(shè)置(Setting)下拉菜單中的工作網(wǎng)格(Working Grid)命令系統(tǒng)彈出設(shè)置工作網(wǎng)格對話框,將網(wǎng)格的尺寸(Size)中的X和Y分別設(shè)置成750mm和500mm,間距(Spacing)中的X和Y都設(shè)置成50mm然后點(diǎn)擊“OK”確定如圖2-1所表示2.2 用鼠標(biāo)左

14、鍵點(diǎn)擊選擇(Select)圖標(biāo),控制面板出現(xiàn)在工具箱中2.3 用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊動態(tài)放大(Dynamic Zoom)圖標(biāo),在模型窗口中,點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵并按住不放,移動鼠標(biāo)進(jìn)行放大或縮小創(chuàng)建齒輪 圖 2-1 設(shè)置工作網(wǎng)格對話框 3.1 在ADAMS/View零件庫中選擇圓柱體(Cylinder)圖標(biāo),參數(shù)選擇為“New Part”,長度(Length)選擇50mm(齒輪的厚度),半徑(Radius)選擇100mm()如圖3-1所示圖3-1設(shè)置圓柱體選項(xiàng)3.2 在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)任意左鍵選擇點(diǎn)(0,0,0)mm,然后選擇點(diǎn)(0,50,0)則一個圓柱體(PART_2)創(chuàng)建出來如圖3-

15、2所示3-2 創(chuàng)建圓柱體(齒輪)3.3 在ADAMS/View中位置/方向庫中選擇位置旋轉(zhuǎn)(Position: Rotate)圖標(biāo),在角度(Angle)一欄中輸入90,表示將對象旋轉(zhuǎn)90度如圖3-3所示在ADAMS/View窗口中用鼠標(biāo)左鍵選擇圓柱體,將出來一個白色箭頭,移動光標(biāo),使白色箭頭的位置和指向如圖3-4所示然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵,旋轉(zhuǎn)后的圓柱體如圖3-5所示圖 3-3 位置旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)圖 3-4 圓柱體的位置旋轉(zhuǎn)圖 3-5 旋轉(zhuǎn)90后的圓柱體3.4 在ADAMS/View零件庫中選擇圓柱體(Cylinder)圖標(biāo),參數(shù)選擇為“New Part”,長度(Length)選擇50mm(齒輪的厚度),

16、半徑(Radius)選擇50mm()如圖3-1所示 在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇點(diǎn)(150,0,0)mm,然后選擇點(diǎn)(150,50,0)則一個圓柱體(PART_3)創(chuàng)建出來如圖3-6所示圖3-6 創(chuàng)建圓柱體(齒輪)3.5 在ADAMS/View中位置/方向庫中選擇位置旋轉(zhuǎn)(Position: Rotate)圖標(biāo),在角度(Angle)一欄中輸入90,表示將對象旋轉(zhuǎn)90度如圖3-3所示在ADAMS/View窗口中用鼠標(biāo)左鍵選擇圓柱體,將出來一個白色箭頭,移動光標(biāo),使白色箭頭的位置和指向如圖3-7所示然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵,旋轉(zhuǎn)后的圓柱體如圖3-8所示 3-7 圓柱體的位置旋轉(zhuǎn)圖3-9

17、 參數(shù)選擇圖 3-8 旋轉(zhuǎn)90后的圓柱體3.6在ADAMS/View零件庫中選擇桿件(Link)圖標(biāo),參數(shù)選擇為如圖3-9所示 在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇點(diǎn)PART_2.MARKER_1,然后選擇點(diǎn)PART_3.MARKER_2則一個連桿(PART_4)創(chuàng)建出來如圖3-10所示圖 3-10 創(chuàng)建的連桿 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副齒輪副固定副旋轉(zhuǎn)驅(qū)動4.1在本設(shè)計(jì)選擇左邊的齒輪(紅色的)為固定齒輪選擇ADAMS/View約束庫中的旋轉(zhuǎn)副(Joint: Revolute)圖標(biāo),參數(shù)選擇2 Bod-1 Loc和Normal To Grid在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇連桿(P

18、ART_4),然后選擇機(jī)架(ground),接著選擇齒輪上的PART_4.MARKER_3,如圖4-1所示圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副(JOINT_1),該旋轉(zhuǎn)副連接機(jī)架和連桿,使連桿能相對機(jī)架旋轉(zhuǎn) 圖 4-1 連桿的旋轉(zhuǎn)副4.2 再次選擇ADAMS/View約束庫中的旋轉(zhuǎn)副 (Joint: Revolute)圖標(biāo),參數(shù)選擇2 Bod-1 Loc和Normal To Grid在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇齒輪(PART_2),然后選擇連桿(PART_4),接著選擇齒輪上的PART_2.cm(或者PART_2.MARKER_1),如圖4-2所示圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)

19、副(JOINT_2),該旋轉(zhuǎn)副連接連桿和固定齒輪,使連桿能相對固定齒輪旋轉(zhuǎn)因?yàn)镴OINT_1和JOINT_2重合在一起,所以從圖4-2中區(qū)分不出來 圖 4-2 固定齒輪的旋轉(zhuǎn)副 4.3 再次選擇ADAMS/View約束庫中的旋轉(zhuǎn)副(Joint: Revolute)圖標(biāo),參數(shù)選擇2 Bod-1 Loc和Normal To Grid在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇齒輪(PART_3),然后選擇連桿(PART_4),接著選擇齒輪上的PART_3.cm(或者PART_3.MARKER_2),如圖4-3所示圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副(JOINT_3),該旋轉(zhuǎn)副連接連桿和行星輪,使連

20、桿能帶動行星輪旋轉(zhuǎn) 圖 4-3 行星輪的旋轉(zhuǎn)副4.4 創(chuàng)建完兩個齒輪和連桿上的旋轉(zhuǎn)副后,還要創(chuàng)建兩個齒輪的嚙合點(diǎn)(MARKER)因?yàn)樾行禽喴诠潭X輪上做圓周運(yùn)動,所以行星輪和固定齒輪的嚙合點(diǎn)不是固定不動的,它隨著行星輪的運(yùn)動而不斷地變化,因此,可以把嚙合點(diǎn)固定在連桿上,因?yàn)檫B桿和行星輪一起做圓周運(yùn)動,并且兩齒輪旋轉(zhuǎn)中心的連線一定經(jīng)過嚙合點(diǎn)下面我們將把嚙合點(diǎn)畫在連桿,并且使嚙合點(diǎn)Z軸的方向與齒輪的傳動方向相同選擇ADAMS/View零件庫中的標(biāo)記點(diǎn)工具圖標(biāo),參數(shù)選擇如圖4-4所示選擇連桿(PART_4),在選擇連桿上點(diǎn)PART_4.cm,如圖4-5所示,圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的嚙合點(diǎn)(MAR

21、KER_11)圖 4-4 標(biāo)記點(diǎn)的選項(xiàng)圖 4-5 固定齒輪和行星輪之間的嚙合點(diǎn)4.5 上面所創(chuàng)建的嚙合點(diǎn)不在兩個齒輪的分度圓的交線上,下面將對上面做出的嚙合點(diǎn)進(jìn)行位置移動和方位旋轉(zhuǎn),使該嚙合點(diǎn)位于兩齒輪交線上,并使嚙合點(diǎn)的Z軸方向與齒輪旋轉(zhuǎn)方向相同在ADAMS/View窗口中,在兩個齒輪嚙合處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,選擇-Maker: MARKER_14Modify,如圖4-5所示在彈出的對話框中,將Location欄的值75.0, 25.0, -25.0改為100.0, 25.0, -25.0(位置移動),將Orientation欄中的值0.0, 0.0, 0.0修改為0, 90, 0(方位旋轉(zhuǎn))如圖

22、4-6所示點(diǎn)擊對話框下面的OK鍵進(jìn)行確定,旋轉(zhuǎn)后的嚙合點(diǎn)(MARKER_14)如圖4-7所示從圖中可以看出,嚙合點(diǎn)的Z軸(藍(lán)色)Z軸的方向與齒輪的嚙合方向相同圖4-5 屬性修改對話框圖 4-6 進(jìn)行坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn) 圖 4-7 旋轉(zhuǎn)后的嚙合點(diǎn) 4.6 選擇ADAMS/View約束庫中的齒輪副(Gear)圖標(biāo),在彈出的對話框中的Joint Name欄中,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵分別選擇JOINT_2JOINT_3如圖4-8所示在Common Velocity Marker欄中,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇嚙合點(diǎn)(MARKER_11)如圖4-9所示,然后點(diǎn)擊對話框下面的OK按鈕,兩個齒輪的齒輪副創(chuàng)建出來,如圖4-10所示圖

23、4-8 齒輪副的創(chuàng)建對話框圖 4-9 齒輪副的創(chuàng)建要素圖 圖4-10 固定齒輪和行星輪的齒輪副 4.7選擇ADAMS/View約束庫中的固定副(Fixed)圖標(biāo)參數(shù)選擇2 Bod-1 Loc和Normal To Grid在ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇固定齒輪(PART_2),然后選擇機(jī)架(ground),接著選擇齒輪上的PART_2.cm(或者PART_2.MARKER_1),如圖4-11所示圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的固定副(JOINT_4)圖 4-11 施加在固定齒輪上的固定副4.8在ADAMS/View驅(qū)動庫中選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(Rotational Joint Motion)按鈕,在Speed一欄中輸入360,360表示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動每秒鐘旋轉(zhuǎn)360度在ADAMS/View工作窗