機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書牛頭刨床設(shè)計(jì)說明書4

1、Adams虛擬樣機(jī)分析設(shè)計(jì)說明書牛頭刨床部分機(jī)構(gòu)的建模與分析起止日期： 2012 年 12 月 24 日至 2012 年 12月 30 日學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)成績指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院2012年 12 月 30 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc344542148 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 PAGEREF _Toc344542148 h 1 HYPERLINK l _Toc344542149 二、機(jī)構(gòu)建模 PAGEREF _Toc344542149 h 3 HYPERLINK l _Toc344542150 三、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 PAGEREF _Toc3445421

2、50 h 7 HYPERLINK l _Toc344542151 五、參數(shù)化分析 PAGEREF _Toc344542151 h 13 HYPERLINK l _Toc344542152 六、參數(shù)化樣機(jī)的手動(dòng)分析 PAGEREF _Toc344542152 h 15 HYPERLINK l _Toc344542153 七、設(shè)計(jì)研究分析 PAGEREF _Toc344542153 h 16 HYPERLINK l _Toc344542154 八、總結(jié) PAGEREF _Toc344542154 h 19 HYPERLINK l _Toc344542155 九、參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc3

3、44542155 h 20一、設(shè)計(jì)任務(wù)書頭刨床總體結(jié)構(gòu)圖圖1-1-1 牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡圖及阻力曲線圖分析倒桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)：圖1-1-2 倒桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 確定滑塊C的位移、速度和加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2、動(dòng)力學(xué)分析 在滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到載荷F=7000N的阻力時(shí)，確定所需驅(qū)動(dòng)力矩。3、參數(shù)化分析 首先對(duì)樣機(jī)進(jìn)行參數(shù)化，然后分析腰桿OB長度對(duì)滑塊的位移、速度、加速度和所需驅(qū)動(dòng)力矩大小的影響。二、機(jī)構(gòu)建模啟動(dòng)ADAMS雙擊桌面上ADAMS/View的快捷圖標(biāo),打開ADAMS/View。在歡迎對(duì)話框中選擇“Create a new model”，在模型名稱（Model name）欄中輸入：mode

4、l_1；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2-1-1所示。圖2-1-1 歡迎對(duì)話框設(shè)置工作環(huán)境對(duì)于這個(gè)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(duì)話框，將網(wǎng)格的尺寸(Size)中的X和Y分別設(shè)置成750mm和750mm，間距（Spacing）中的X和Y都設(shè)置成10mm。然后點(diǎn)擊“OK”確定。建模在主工具箱中選擇，并設(shè)置在工具箱中

5、出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)為：Add to Ground, dont attach。 按下列坐標(biāo)創(chuàng)建點(diǎn)：選擇，按以下方式設(shè)置：link：New Part；Width：20mm；Depth: 10mm然后依次選擇Point_4、Point_2。Link:New Part;Width: 20mm; Depth: 10mm然后依次選擇Point_1、Point_3。Link: New Part;Width: 20mm; Depth: 10mm然后依次選擇Point_4、Point_5。選擇，按以下方式設(shè)置：Box: New PartLength: 40mm; Width: 40mm; Depth: 40mm。然

6、后點(diǎn)選坐標(biāo)為：（-300,320）。再對(duì)此實(shí)體做位置調(diào)整：選擇 。選擇，按以下方式設(shè)置：Box: New PartLength: 40mm; Width: 40mm; Depth: 40mm。然后點(diǎn)選坐標(biāo)為：（-20,90）。再對(duì)此實(shí)體做位置調(diào)整：選擇 。添加運(yùn)動(dòng)約束在主工具箱中選擇旋轉(zhuǎn)副（Revolute）按鈕，按以下方式設(shè)置：Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；Fist Body：Pick Body；Second Body：Pick Body。然后依次選擇Ground、PART_1和Point_2。（Joing_1）重復(fù)以上設(shè)置，完成下述操作：1）依

7、次選擇Ground、PART_2和Point_1。（Joint_2）2）依次選擇PART_2、PART_5和Point_3。（Joint_3）3）依次選擇PART_1、PART_3和Point_4。（Joint_4）4) 依次選擇PART_4、PART_3和Point_5。（Joint_5）在主工具箱中選擇滑動(dòng)副（Translational）按鈕，按以下方式設(shè)置：Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；Fist Body：Pick Body；Second Body：Pick Body。然后依次選擇PART_1、PART_5和Point_3。（Joint_6）

8、重復(fù)以上設(shè)置，完成下述操作：1）依次選擇Ground、PART_4和Point_5。（Joint_7）選擇驅(qū)動(dòng)庫中選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)（Rotational Joint Motion）按鈕，選擇Joint_4。用鼠標(biāo)右鍵單擊MOTION_1，選擇Modify，在Function（time）欄中輸入360.0d*time；在Type欄中選擇Velocity。 在ADAMS/View中，選擇“File”菜單中的“Save Database As”命令，如圖2-4-1所示。系統(tǒng)彈出保存模型對(duì)話框，輸入保存的路徑和模型名稱，按“OK”，保存尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)模型:model_1.Bin，如圖2-4-2

9、所示。 圖 2-4-1 保存模型命令 圖 2-4-2 保存模型對(duì)話框至此，已完成樣機(jī)的整個(gè)建模。點(diǎn)擊圖2-4-3左下角的Render按鈕，本設(shè)計(jì)的尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的整體模型如圖2-4-4所示。 圖 2-4-3 仿真選項(xiàng) 圖 2-4-4 尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)三、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析1運(yùn)動(dòng)仿真點(diǎn)擊主工具箱的仿真按鈕，設(shè)置仿真終止時(shí)間（End Time）為3，仿真工作步長（Step Size）為600,然后點(diǎn)擊開始仿真按鈕，如圖5-3所示，系統(tǒng)進(jìn)行仿真，觀察模型的運(yùn)動(dòng)情況。 2確定滑塊的位移、速度和加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系（1）利用測量（Measure）方式 用鼠標(biāo)右鍵單擊滑塊，在Slider 下級(jí)菜

10、單中選擇Measure，出現(xiàn)創(chuàng)建測量曲線對(duì)話框（見圖3-2-1）。首先按圖3-2-2所示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，單擊Apply按鈕，完成滑塊的位移曲線繪制，然后按下面的內(nèi)容進(jìn)行滑塊速度曲線和加速度曲線的繪制：Measure Name：4_ Velocity。Part：PART_4。Component：X。Characteristic：CM Velocity。單擊Apply按鈕，完成滑塊的速度曲線繪制。Measure Name：.model4_ Acceleration。Part：PART_4。Component：X。Characteristic：CM Acceleration。10）單擊Apply按鈕，

11、完成滑塊的加速度曲線繪制。圖3-2-1 Measure命令 圖3-2-2 滑塊位移測量曲線繪制如在圖2-2中選擇Create Strip Chart，則單擊Apply或OK按鈕后會(huì)同時(shí)出現(xiàn)相應(yīng)的測量曲線；也可以選擇BuildMeasureDisplay，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇相應(yīng)的測量曲線，單擊OK按鈕，顯示相應(yīng)的測量曲線，分別如圖3-2-3到圖3-2-5所示。如在測量曲線圖上的空白單擊鼠標(biāo)右鍵，在Plot：scht1下級(jí)菜單中選擇Transfer To Full Plot（見圖3-2-6），即可進(jìn)入后處理程序Post Processor，相應(yīng)的曲線也自動(dòng)被添加到繪圖區(qū)。 圖3-2-3 滑

12、塊位移測量曲線 圖3-2-4 滑塊速度測量曲線 圖3-2-5 滑塊加速度測量曲線 圖3-2-6 Plot快捷命令（2）利用Post Processor1）在主工具箱中單擊，啟動(dòng)Post Processor程序。2）在圖形控制區(qū)的Source欄中選擇Objects,并按圖3-2-7所示在Filter欄中選擇Body。3）在Object選擇欄中選擇構(gòu)件PART_4。4）按下Ctrl鍵，在Characteristic欄中選擇CM Position、CM Velocity、CM Acceleration，在Componer欄中選擇X，然后單擊Add Curves按鈕，可看到如圖2-6所示的內(nèi)容。圖3-

13、2-6 滑塊位移、速度、加速度對(duì)應(yīng)曲線3保存數(shù)據(jù)單擊PostProcessor工具欄上的，返回到ADAMS/View工作界面。在File菜單中選擇Save Detabase。此時(shí)會(huì)出現(xiàn)一系列提示對(duì)話框，選擇Yes，保存樣機(jī)同時(shí)產(chǎn)生備份文件；選擇No，則只保存樣機(jī)文件。四、動(dòng)力學(xué)分析1施加滑塊載荷1）在主工具箱中選擇，并設(shè)置在工具箱中出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)為：Add to Ground, dont attach。創(chuàng)建Point_11點(diǎn),坐標(biāo)為（-350,340）。2）在主工具箱中單擊，按圖4-2-1所示進(jìn)行設(shè)置。3）依次選擇PART_4，Point_5，再水平向左拖動(dòng)鼠標(biāo)，在（-350,340,0）附近

14、單擊鼠標(biāo)左鍵，同時(shí)出現(xiàn)力的FORCE_1的修改對(duì)話框，如圖4-2-2所示。4)在力的修改對(duì)話框中按圖4-2-2所示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，在輸入Function函數(shù)時(shí)，輸入-7000，單擊OK按鈕，完成力的修改。 圖4-2-1 單點(diǎn)力參數(shù)設(shè)置 圖4-2-2 單點(diǎn)力修改2動(dòng)力學(xué)仿真1）點(diǎn)擊主工具箱的仿真按鈕，設(shè)置仿真終止時(shí)間（End Time）為3，仿真工作步長（Step Size）為,600。 2）單擊，開始仿真分析。3確定曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩 用測量的方法確定錐齒輪所需的驅(qū)動(dòng)力：用鼠標(biāo)右鍵單擊MOTION_1，再在下級(jí)菜單中選擇Measure，在出現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)力矩測量創(chuàng)建對(duì)話框中，按圖4-3-1所示內(nèi)容進(jìn)行

15、設(shè)置。單擊OK按鈕，出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力矩測量曲線，如圖4-3-2所示。 圖4-3-1 驅(qū)動(dòng)力矩測量創(chuàng)建 圖4-3-2 驅(qū)動(dòng)力矩測量曲線4保存分析結(jié)果選擇SimulateScriped Controls,在對(duì)話框中單擊，并在隨后的對(duì)話框中輸入Dynamic，單擊OK按鈕。5繪制驅(qū)動(dòng)力矩和阻力曲線在主工具箱中選擇，然后單擊，在繪圖區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Load Plot，然后先按圖4-4-1所示進(jìn)行設(shè)置，單擊Add Curves按鈕，添加驅(qū)動(dòng)力矩曲線；再按圖4-4-2所示進(jìn)行設(shè)置，單擊Add Curves按鈕，添加阻力曲線；結(jié)果如圖4-4-3所示。圖4-4-1 添加驅(qū)動(dòng)力矩曲線圖4-4-2 添加阻力曲線圖4

16、-4-3 驅(qū)動(dòng)力矩和阻力曲線5保存數(shù)據(jù)在File菜單中選擇Save Database，保存到指定文件夾。五、參數(shù)化分析1樣機(jī)參數(shù)化過程1）打開列表編輯器如圖5-1-1所示，右擊POINT_4彈出快捷菜單，選擇Point:POINT_1|Modify菜單項(xiàng)，對(duì)話框Table Editor for Points on Latch被顯示出來圖5-1-12） 創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量如圖5-1-2和圖5-1-3所示，創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量的步驟是：單擊POINT_4的Lox_Y。右擊頂部的文本框，彈出快捷菜單，選擇Parameterize|Create Design Variable|Real菜單項(xiàng)，則設(shè)計(jì)變量DV_1被創(chuàng)

17、建。該變量用來表示POINT_4的Y坐標(biāo)值。設(shè)計(jì)變量DV_4的初始值為原POINT_4的Loc_Y欄中的數(shù)值（380.0）圖5-1-2 設(shè)計(jì)變量的創(chuàng)建圖5-1-3 設(shè)計(jì)變量的創(chuàng)建c.重復(fù)上述步驟，按順序創(chuàng)建其他的設(shè)計(jì)變量DV_2DV_3。Apply按鈕，則完成設(shè)計(jì)變量的創(chuàng)建。2查看設(shè)計(jì)變量在Table Editor for Real Variables on Latch對(duì)話框中選中Variables，系統(tǒng)給出全部設(shè)計(jì)變量列表，包括設(shè)計(jì)變量的值和變換范圍等，如圖5-2-1。圖5-2-1 設(shè)計(jì)變量列表六、參數(shù)化樣機(jī)的手動(dòng)分析1）選擇BuildMeasureDisply，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇M

18、otion_MEA_1,單擊OK按鈕。此時(shí)現(xiàn)實(shí)上次仿真結(jié)果的曲線，先用鼠標(biāo)單擊曲線即選擇曲線，再用鼠標(biāo)右鍵單擊曲線，在彈出菜單中Curve：urrent中選擇Save Curve。2）選擇BuildDesign VariableMondify，在數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇DV_1出現(xiàn)如圖6-1-1所示設(shè)計(jì)變量修改對(duì)話框，將Standard Value改為400，單擊Apply按鈕。圖6-1-1 設(shè)計(jì)變量修改3）點(diǎn)擊主工具箱的仿真按鈕，設(shè)置仿真終止時(shí)間（End Time）為3，仿真工作步長（Step Size）為600,然后點(diǎn)擊開始仿真按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行仿真。則產(chǎn)生新的分析曲線，如圖6-1-2所示。圖6-1-

19、2 參數(shù)化仿真結(jié)果曲線5）選擇曲線圖，再用鼠標(biāo)右鍵單擊曲線，在彈出菜單中Plot：scht中選擇Transfer To Full Plot，可在Post Processor中查看分析曲線。七、設(shè)計(jì)研究分析確定曲柄長度（DV_1）靈敏度，起操作步驟如下：1）選擇SimulateSimulation Script,按圖7-1-1所示進(jìn)行設(shè)置，單擊OK按鈕。圖7-1-1 仿真劇本創(chuàng)建2）選擇BuildDesign VariableMondify，把DV_1的Standard Value設(shè)為380，單位設(shè)為Length； 3）選擇BuildMeasureDisplay,在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇MOT

20、ION_1_MEA_1，單擊OK按鈕。4）選擇SimulateDesign Evaluation，顯示參數(shù)化分析工具對(duì)話框，按圖7-1-2所示進(jìn)行設(shè)置。圖7-1-2 試驗(yàn)研究分析設(shè)置5）在Simulation Script文本框中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Simulation ScriptGuessesSIM_SCRIPT。6）在Study a欄選擇Measure，并在后面文本框單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇MeasureGuesses MOTION_1_MEA_1。7)在Design Variable文本框中選擇VariableGuessesDV_1。 8）在Default Levels文本框中輸入6。 9）單

21、擊顯示設(shè)置Display工具按鈕，在出現(xiàn)的設(shè)置對(duì)話框中選擇左下角的More，然后選擇所有Yes，其他按默認(rèn)設(shè)置。 10）單擊Start按鈕，進(jìn)行設(shè)計(jì)研究分析。完成分析后顯示如圖7-1-3圖7-1-6所示內(nèi)容。從圖7-1-3中可以觀察DV_1的靈敏度及每次分析的結(jié)果。圖7-1-3 分析報(bào)告圖7-1-4 不同的物種分析結(jié)果曲線 圖7-1-5 DV_1取值曲線 圖7-1-5 DV_1迭代計(jì)算曲線依次對(duì)其他設(shè)計(jì)變量DV_2DV_3進(jìn)行分析，同樣可以得到相關(guān)結(jié)果曲線和分析報(bào)告，最后分析結(jié)果匯總于下表：設(shè)計(jì)變量的分析結(jié)果設(shè)計(jì)變量結(jié)構(gòu)點(diǎn)位置初始坐標(biāo)值/mm在初始值的影響度最優(yōu)值/mmDV_1POINT_1y380342DV_2POINT_2x-280無影響DV_3POINT_3y110100根據(jù)類似的方法對(duì)滑塊的行程做分析，分析的結(jié)果為：設(shè)計(jì)變量結(jié)構(gòu)點(diǎn)位置初始坐標(biāo)值/mm在初始值的影響度DV_1POINT_1y380420DV_2POINT_2x-2800無影響DV_3POINT_3y110120八、總結(jié)牛頭刨床要求行程為350mm，根