2章-4節(jié)-ADAMS約束力運(yùn)動(dòng)課件

1、ADAMS約束、力、運(yùn)動(dòng)第二章 第4節(jié) 第二章 第4節(jié) ADAMS后處理應(yīng)用本節(jié)將引導(dǎo)您按照上節(jié)學(xué)習(xí)的基本設(shè)計(jì)步驟，使用ADAMS/View來(lái)加載約束、力、力矩和運(yùn)動(dòng)：1、在創(chuàng)建的機(jī)械模型中加載各種不同的約束、力、力矩和運(yùn)動(dòng)，從而細(xì)化和深化模型；2、通過(guò)模擬仿真模型在實(shí)際操作過(guò)程中的動(dòng)作來(lái)測(cè)試所建模型；3、通過(guò)將模擬仿真結(jié)果與物理樣機(jī)理論數(shù)據(jù)對(duì)照比較來(lái)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的方案；2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束1 打開(kāi)約束工具包右鍵單擊運(yùn)動(dòng)副工具包左鍵單擊右下角的按鈕會(huì)彈出約束工具包主要包括：Joints鉸鏈（運(yùn)動(dòng)副）、Joint Primitive原始運(yùn)動(dòng)副（基本）、運(yùn)動(dòng)

2、生成器、高副約束、一般約束等2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束具體說(shuō)明如下 基本約束：點(diǎn)重合約束（ATPOINT） 共線約束（INLINE）共面約束（INPLANE） 方向定位約束（ORIENTATION）軸平行約束（PARALLEL_AXES）軸垂直約束（PERPENDICULAR）2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束常用鉸約束：球鉸（SPHERICAL） 虎克鉸（HOOKE）廣義鉸（UNIVERSIAL）常速度鉸（CONVEL）固定鉸（FIXED）、平移副（TRANSLATIONAL）圓柱副（CYLINDER）、旋轉(zhuǎn)副（REVOLUTE

3、）螺旋副（SCREW）、齒輪副等2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束高副約束曲線曲線約束（CVCV）點(diǎn)曲線約束（PTCV） 2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束2 加載各種運(yùn)動(dòng)副 現(xiàn)在已經(jīng)可以熟練加鉸鏈副，現(xiàn)在加載其它運(yùn)動(dòng)副。圓柱副：顧名思義，只能加載到圓柱體和圓孔之間的配合首先建立一個(gè)帶孔的構(gòu)件再建立一個(gè)圓柱，圓柱半徑與孔半徑相當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件間、加載圓柱副2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束3 構(gòu)件打孔的方法建立需要打孔的構(gòu)件右鍵單擊主工具箱Link左鍵單擊Add a hole工具，給出幾何尺寸數(shù)據(jù)在構(gòu)件上選擇合適位置

4、和方向思考題：如果打方孔，怎么辦？2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束建立圓柱體的方法選擇建立圓柱體按鈕給出長(zhǎng)度給出半徑在工作空間建立圓柱體2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束加載圓柱副左鍵單擊圓柱副按鈕有三種加載方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc根據(jù)加載方法依次選擇帶孔構(gòu)件、圓柱和加載的位置給出矢量方向，即旋轉(zhuǎn)軸線2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束加載固定副用于將構(gòu)件安裝在其它構(gòu)件或者地面上選擇固定副按鈕有三種加載方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc選擇要固定的構(gòu)件組合2.4

5、 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束7 仿真圓柱副的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)首先加載轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，選擇加載轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕給定轉(zhuǎn)速選擇圓柱副進(jìn)行仿真2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束查看仿真結(jié)果，演示某個(gè)Marker的Measure2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束8 加載平移副，可以產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)首先建立任意構(gòu)件左鍵單擊平移副按鈕有三種加載方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc選擇組成平移副的構(gòu)件，給出平移副位置給出運(yùn)動(dòng)方向2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束9 加載直線運(yùn)動(dòng)的方法右鍵單擊加載運(yùn)動(dòng)按鈕左鍵

6、單擊Translationa1 Joint Motion給定平移速度和方向選擇加載的平移副 2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束10 平移運(yùn)動(dòng)仿真進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真可以看出是勻速直線運(yùn)動(dòng)練習(xí)：加速運(yùn)動(dòng)的方法思考：運(yùn)動(dòng)方向是怎樣確定的？2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束11 平移副建模仿真練習(xí)平移副仿真練習(xí)一：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)平移副仿真練習(xí)二：P39（自己練習(xí)）在書上的例子中，增加一個(gè)曲柄和與其垂直的連桿之間的固定副，為什么？2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型建立曲柄建立連桿建立滑塊曲柄連桿之間、連桿滑塊之間

7、加載鉸鏈副滑塊和地面之間加載平移副2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束注意構(gòu)件幾何數(shù)據(jù)的修改更改轉(zhuǎn)動(dòng)慣量更改寬度和厚度更改質(zhì)量2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束曲柄長(zhǎng)度為20cm連桿長(zhǎng)度為學(xué)號(hào)后三位滑塊的尺寸為202020cm進(jìn)行滑塊各個(gè)參數(shù)的仿真2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束加載齒輪副，自己練習(xí)P51齒輪副由兩個(gè)齒輪、一個(gè)支架、和兩個(gè)連接組成。在兩個(gè)齒輪的接觸點(diǎn)設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)系標(biāo)記稱為速度標(biāo)記，兩個(gè)連接件都以速度標(biāo)記坐標(biāo)系為自己的定位坐標(biāo)系。速度標(biāo)記到兩個(gè)連接點(diǎn)的距離決定了傳動(dòng)比。速度標(biāo)記的Z軸定義了齒輪嚙合

8、點(diǎn)的速度和嚙合力的方向。齒輪副中的鏈接可以是鉸鏈、平移和圓柱副，可以選擇不同類型的連接，模擬不同的齒輪鏈接形式：圓柱直齒輪、斜齒輪、行星齒輪、錐齒輪和齒條齒輪。2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束加載螺旋副螺旋副是圓柱副和構(gòu)件之間通過(guò)螺旋產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接約束，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。首先在兩個(gè)構(gòu)件之間施加圓柱副，然后再施加螺旋副有三種加載方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc需要設(shè)定兩個(gè)構(gòu)件同軸旋轉(zhuǎn)2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束默認(rèn)的螺距Pitch為1可以打開(kāi)螺旋副修改對(duì)話框進(jìn)行修改也可以通過(guò)修改轉(zhuǎn)速改變直線運(yùn)動(dòng)速度

9、2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束更改Pitch可以改變直線運(yùn)動(dòng)速度在圓柱副加載旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變直線運(yùn)動(dòng)方向。2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束17 加載凸輪副加載凸輪副是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的方法需要配合加載旋轉(zhuǎn)副和平移副，即凸輪旋轉(zhuǎn)和頂桿平移定義一個(gè)接觸點(diǎn)和一條曲線設(shè)置凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束加載凸輪副注意的問(wèn)題使用足夠多的點(diǎn)定義曲線，盡可能使用封閉曲線曲線包括凸輪運(yùn)動(dòng)的全部范圍避免將初始接觸點(diǎn)定義在曲線的節(jié)點(diǎn)附近應(yīng)該避免曲底凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)以上的接觸點(diǎn)一條曲線可以定義多個(gè)接觸約束2.4

10、ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束建立凸輪模型2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束右鍵單擊凸輪左鍵單擊修改彈出對(duì)話框可以修改點(diǎn)線接觸名等項(xiàng)目2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束加載碰撞 實(shí)質(zhì)是加載力和力矩，按鈕在加載作用力工具包 左鍵單擊彈出加載碰撞對(duì)話框2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-1 ADAMS加載約束I Solid、J Solid分別為參與碰撞的兩個(gè)要素Contact Type：選擇碰撞要素2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-2 ADAMS加載運(yùn)動(dòng)加載旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)只能加載到圓柱副和旋轉(zhuǎn)副設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度和方向可

11、以更改轉(zhuǎn)動(dòng)方程加載勻速（非勻速）圓周運(yùn)動(dòng)的不同（演示）2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-2 ADAMS加載運(yùn)動(dòng)加載直線運(yùn)動(dòng)加載到平移副等產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)和加速運(yùn)動(dòng)的不同演示2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-2 ADAMS加載運(yùn)動(dòng)加載軸線運(yùn)動(dòng)可以是平移，也可以是旋轉(zhuǎn)有三種加載方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc設(shè)置運(yùn)動(dòng)速度演示2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）加載力Run-time Directions：動(dòng)態(tài)方向Space Fixed指空間固結(jié)，動(dòng)態(tài)方向不變React on Ground指反作用力在地面上Body Moving

12、指隨構(gòu)件運(yùn)動(dòng)變化可以設(shè)定力的大小，變化規(guī)律2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）加載力的方法選擇加載力的構(gòu)件選擇加載點(diǎn)給出力的方向2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）加載力修改右鍵單擊力圖標(biāo)，左鍵單擊修改項(xiàng)彈出對(duì)話框可以進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容修改2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）加載力矩類似于加載力選擇構(gòu)件，給出加載點(diǎn)力矩方向隨正負(fù)號(hào)變化2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）力矩修改右鍵單擊力矩項(xiàng)左鍵單擊修改項(xiàng)彈出修改對(duì)話框2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩

13、）加載（彈簧）阻尼力可以設(shè)定彈性系數(shù)K和阻尼系數(shù)C分別給出固定彈簧阻尼的兩個(gè)定點(diǎn)2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）修改彈簧阻尼修改系數(shù)修改作用形式修改名稱2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）加載阻尼力矩設(shè)定彈性系數(shù)KT和阻尼系數(shù)CTKT、CT與轉(zhuǎn)角大小相關(guān)有三種加載方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-3 ADAMS加載力（矩）修改阻尼力矩 修改名稱修改系數(shù)修改作用形式2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型ADAMS完整模型一般包括構(gòu)件、約束、驅(qū)動(dòng)、

14、阻尼、運(yùn)動(dòng)等，其中，摩擦力（矩）的確定是十分重要的，約束摩擦能夠加在：移動(dòng)副(Translational Joint) 回轉(zhuǎn)副(Revolute joints)圓柱副(Cylindrical joints) 球鉸(Spherical joints)虎克鉸/萬(wàn)向節(jié)(Hooke/Universal joints)2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型摩擦力與兩個(gè)部件之間的接觸面積無(wú)關(guān)。方向與兩個(gè)部件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度方向相反。與正壓力(N) 成正比，比例系數(shù)為摩擦系數(shù)常數(shù)()。Ff = N2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型摩擦力定義的三個(gè)階

15、段粘著摩擦(Stiction)過(guò)渡摩擦(Transition)動(dòng)摩擦(Dynamic)2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型理想情況粘著摩擦(Stiction)：|Vrel| = 0 0 s過(guò)渡摩擦(Transition)：0 |Vrel| = V1 d s動(dòng)摩擦(Dynamic)：V1 |Vrel| = d2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型ADAMS/Solver 處理方式 粘著摩擦(Stiction)：|Vrel| Vs 0 s 過(guò)渡摩擦(Transition)：Vs |Vrel| 1.5Vs d s動(dòng)摩擦(Dynamic)：1.

16、5Vs |Vrel| = d2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型最大位移對(duì)摩擦的影響2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型ADAMS/View 中提供兩種類型的驅(qū)動(dòng)約束驅(qū)動(dòng)(Joint motion)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)(Point motion)其中，約束驅(qū)動(dòng)有兩種類型:移動(dòng)方式：適用于移動(dòng)副(translational) 或圓柱副(cylindrical) ，移去一個(gè)移動(dòng)的自由度。轉(zhuǎn)動(dòng)方式：適用于回轉(zhuǎn)副(revolute) 或圓柱副(cylindrical) ，移去一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模

17、型你需要定義一個(gè)要添加驅(qū)動(dòng)的約束MSC.ADAMS 自動(dòng)的使用該約束的I 和J 標(biāo)記點(diǎn)及其所屬的部件和一個(gè)自由度來(lái)定義驅(qū)動(dòng)。使用函數(shù)來(lái)定義驅(qū)動(dòng)的量值。問(wèn)題: 驅(qū)動(dòng)移去自由度么？這是否意味著驅(qū)動(dòng)是按照約束來(lái)考慮的?2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型約束驅(qū)動(dòng)中標(biāo)記點(diǎn)的運(yùn)用 約束中的I 和J 標(biāo)記點(diǎn)(以及這兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)所屬的部件) 彼此按照下面的方式相對(duì)運(yùn)動(dòng):2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型約束的I 和J 標(biāo)記點(diǎn)在初始時(shí)刻t = 0，即重合。在仿真過(guò)程中兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的z 軸始終重合。你可以定義驅(qū)動(dòng)的量值為：位移的時(shí)間函數(shù)速度的時(shí)間函數(shù)加速

18、度的時(shí)間函數(shù)2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型 在MSC.ADAMS 中定義函數(shù) 你可以使用函數(shù)定義一個(gè)輸入矢量的量值，可以用于：驅(qū)動(dòng)的定義外加的載荷摩擦力（矩）2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型函數(shù)簡(jiǎn)介可以是時(shí)間的函數(shù)，也可以是系統(tǒng)狀態(tài)變量的函數(shù)，比如：位移、速度或反作用力。函數(shù)在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上計(jì)算一個(gè)值。驅(qū)動(dòng)的函數(shù)只能是時(shí)間的函數(shù): M = f(time)2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-4 建立ADAMS完整模型注意:你可以利用Function Builder 生成并校驗(yàn)ADAMS/View 中的函數(shù)。要打開(kāi)Function Builder，可以在任何需要定義函數(shù)的欄目?jī)?nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵。2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-5 練習(xí) 舉升機(jī)構(gòu)問(wèn)題描述 如下圖所示，對(duì)舉升機(jī)構(gòu)添加約束和驅(qū)動(dòng)：2.4 ADAMS加載約束、力矩、運(yùn)動(dòng)-5 練習(xí) 舉升機(jī)構(gòu)2 自我挑戰(zhàn)如果你喜歡有點(diǎn)自我挑戰(zhàn)的話，可以不按照后面片子的內(nèi)容進(jìn)行，而是直接添加約束和驅(qū)動(dòng)。部件mount 相對(duì)于部件base 的回轉(zhuǎn)副驅(qū)動(dòng)函數(shù)D(t) =360d*time。部件should