adams曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)例仿真(一)

1、題6-6圖為開槽機(jī)上用的急回機(jī)構(gòu)。 原動件BC勻速轉(zhuǎn)動，已知a 80mm, b 200mm,題6-6圖lAD 100mm , IDF 400mm。原動件為構(gòu)件 BC,為勻速轉(zhuǎn)動，角速度 2 rad/s。對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析和動力分析。在本例子中，將展示在ADAM阱可以先用未組裝的形式構(gòu)造急回機(jī)構(gòu)的各個(gè)部件，然后在仿真前讓這些部件自動地組裝起來，最后進(jìn)行仿真。這種方法比較適合構(gòu)造由較多部件組成的復(fù)雜模型。創(chuàng)建過程L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：j

2、ihuijigou ;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。ircuiLd 7口叱 like tn proceed?,* Create a. ilet ricideJ.f Opera -aTi art ciiTig dflt;ahaeaC Iiitu l a nit打尸而麗_|r SuitMechdmutOfumics2.設(shè)置工作環(huán)境對于這個(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

3、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和丫分別設(shè)置成750mm和1000mm間距（Spacing）中的X和丫都設(shè)置成10mm然后點(diǎn)擊“ OK確定。如圖2-1所表示。用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊動態(tài)放大（Dynamic Zoom）圖標(biāo) 倒在模型窗口中，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。用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊動態(tài)移動（Dynamic Translate ）圖標(biāo)在模型窗口中，按住鼠標(biāo)左鍵，移動鼠標(biāo)選擇合適的網(wǎng)格。3.創(chuàng)建機(jī)構(gòu)的各個(gè)部件在ADAMS/View零件庫中選擇連桿（Link ）圖標(biāo),長度為200（b 200mm），其他參數(shù)合理

4、選擇。婦（ 3-1所示。在 ADAMS/View工作窗口中先用 鼠標(biāo)左鍵選擇點(diǎn)（-80,0,0 ） mm（亥點(diǎn)的位 可以選擇在其他地方），然后按照和題目中 差不多的傾斜角，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵（本題選擇點(diǎn)（-200,160,0 ） mm）創(chuàng)建出主曲柄（PART_2。如圖3-2所表示。BC圖3-1設(shè)置桿選項(xiàng)在ADAMS/View零件庫中選擇連桿(Link )圖標(biāo)參數(shù)選擇如圖3-3所示。在工作窗口圖3-2創(chuàng)建的主曲柄BC中先用鼠標(biāo)左鍵選擇原點(diǎn) （0,0,0 ） mm根據(jù)上面創(chuàng)建的主曲柄 BC的位置和題中的條件，副曲柄AC的位 置是唯一的），然后按照和題目中差不多的傾斜角，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵（本題選擇點(diǎn)（-230

5、,290,0 ） mmi,創(chuàng)建出副曲柄AC （PART_3。如圖3-3所表示。該步驟將創(chuàng)建主、副曲柄之間的連接部分C,圖3-3創(chuàng)建的副曲柄AC在ADAMS/View零件庫中選擇連桿（Link ）圖標(biāo)b2,參數(shù)選擇如圖3- 所示。在ADAMS/View工 作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵在主 曲柄（PART_2和副曲柄 （PART_3之間任意選擇 一點(diǎn)（本題選擇點(diǎn)（-270,1 ,0）,并與副曲柄（PAR ）近似平行，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵 連接部分C （PART_4創(chuàng)女 出來，如圖3-5所示。圖3-5創(chuàng)建的連接部分C如圖3-7所示圖3-7創(chuàng)建的連桿DF在ADAMS/View零件庫中選擇連桿（Link ）圖標(biāo)卜，參數(shù)

6、選擇如圖3-6所示。在ADAMS/View工作窗口中，用鼠標(biāo)左鍵在副曲柄上側(cè)的區(qū)域任意選擇一點(diǎn)（本題中選擇點(diǎn)（30,100,0 ） mm,并使體桿垂直向上，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵確定。連桿 DF （PART_9創(chuàng)建出來,在ADAMS/View零件庫中選擇長方體（Box:)選擇如圖3-8所示，參數(shù)可以任意選擇，只要合理就可以。在參數(shù)ADAMS/View工作窗口中，用鼠標(biāo)左鍵在副曲柄上側(cè)的區(qū)域任意選擇一點(diǎn)（本題中選擇點(diǎn)（-70,500,0 ） mm,并點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵確認(rèn)。滑塊 F （PART_6如圖3-9所示圖3-9 創(chuàng)建的滑塊F4.創(chuàng)建較接點(diǎn)D工在ADAMS/VieW零件庫中選擇MARKER圖標(biāo),參數(shù)選

7、擇如4-1所表示。先用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊副曲柄（ PART_3,然后選擇點(diǎn)擊Marker點(diǎn)0 ,如圖4-2所示.一個(gè)固結(jié)在副曲柄（PART_3上的Marker點(diǎn)（MARKER_）皿建出來。如圖 4-3所示圖4-1設(shè)置 Marker圖4-2選擇副曲柄上的 Marker點(diǎn)圖4-3創(chuàng)建的副曲柄上的 Marker點(diǎn)在所創(chuàng)建的MARKER_1跌上右擊鼠標(biāo)，在彈出的對話框中選-Marker: MARKER_10 - Modify ,如圖 4-4 所 示。在彈出的屬性對話框中，如圖4-5所示，容易知道MARKER_10的坐標(biāo)為（，）mm而題目中較接點(diǎn)D到原點(diǎn)（0,0,0 ） mm勺距離lAD 100mm AD我們

8、可通過直角三角形的性質(zhì)，計(jì)算出當(dāng)MARKER_1的的坐標(biāo)為（，,0 ） mm寸，MARKER_10到原點(diǎn)的距離為100mm即此時(shí)MARKER_10為所要的較接點(diǎn) D圖4-4選擇屬性修改命令圖4-5 Marker_10屬性對話框?qū)傩詫υ捒蛑械?Location的坐標(biāo)（，）mm慎改為（,0 ） mm然后點(diǎn)擊 OK1定。則 MARKER_1Q點(diǎn)的位置將改變，如圖 4-6所示。5.在滑塊上創(chuàng)建一個(gè)Marker點(diǎn)在ADAMS/View零件庫中選擇MARKE點(diǎn)圖標(biāo)參數(shù)選擇如5-1所表示先用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊滑塊（PART_6, 然后選擇點(diǎn)擊Marker點(diǎn)0 ,如圖5-2所示.一個(gè)固結(jié)在滑塊（PART_6上的

9、Marker點(diǎn)（MARKER_）啦U建出來 。如圖5-3所示。圖4-6修改后的MARKER_10圖5-2選擇滑塊上的 Marker點(diǎn)圖5-3創(chuàng)建的滑塊上的 Marker點(diǎn)圖5-4選擇屬性修改命令修改為（，）x軸正方向移動了 20mm然后MARKER點(diǎn)的位置位于滑塊的右側(cè)面，如圖5-6所表示。圖5-5 Marker 11點(diǎn)的屬性對話框(Box)圖標(biāo),參數(shù)選擇如圖圖標(biāo)ADAMS/Vie椒認(rèn)其寬度是長和高中體PART_2(JOINT_1)在所創(chuàng)建的MARKER_11上右擊鼠標(biāo)，在彈出的對話框中選-Marker: MARKER_11 -Modify，如圖 5-4 所示。在彈出的屬性對t框中，如圖 5-

10、5所示，將對話框中Location 欄的值（,） ,表示MARKER點(diǎn)向 點(diǎn)擊OK確認(rèn)，移動后的.創(chuàng)建機(jī)架_用工具Box建立機(jī)架，代表滑塊滑動的平面。在建立機(jī)架時(shí), 較小者的兩倍。你也可以在生成機(jī)架前定義它的長、寬、高。在ADAMS/View零件庫中選擇長方體所示，參數(shù)可以任意選擇，只要合理就 可以。在 ADAMS/View工作窗口中，在 點(diǎn)（ 0,580,0 ）（機(jī)架的位置選擇不是唯 的，只要滑塊的運(yùn)動范圍不超過機(jī)架就可 以）點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，拖到點(diǎn)（10,200,0 擊鼠標(biāo)。生成的機(jī)架（PART_7如圖 6-2所表小。.創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副選擇ADAMS/View約束庫中的旋轉(zhuǎn)副（Joint: Revo

11、lute ）,參數(shù)選擇 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid 。在ADAMS/View中作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇主曲柄（ 然后選擇機(jī)架（ground）,接著選擇主曲柄上的， 如圖7-1所示。圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副該旋轉(zhuǎn)副連接機(jī)架和主曲柄，使主曲柄能相對機(jī)架旋轉(zhuǎn)選擇 ADAMS/VieW勺束庫中的旋轉(zhuǎn)副（Joint: Revolute ）參數(shù)選擇2 Bod-1 Loc和 Normal To GridADAMS/View鍵作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇副曲柄（PART_3 ,然后選擇機(jī)架（ground）,接著選擇副曲柄上的，如圖7-2所示。圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副（

12、JOINT_2）該旋轉(zhuǎn)副連接機(jī)架和副曲柄，使副曲柄能相對機(jī)架旋轉(zhuǎn)。選擇 ADAMS/VieW勺束庫中的旋轉(zhuǎn)副（Joint: Revolute ）參數(shù)選擇2 Bod-2 Loc和 Normal To Grid在 ADAM/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇連接部分C （PART_4 ,然后選擇主曲柄（PART_2 ,接著先后選擇連接部分 C上的和 主曲柄上的如圖7-3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)副連接主曲柄和連接部分C,主曲柄和連接部分 C之間作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。選擇 ADAMS/VieW勺束庫中的旋轉(zhuǎn)副（Joint: Revolute ）圖參數(shù)選擇2 Bod-2

13、 Loc和 Normal To Grid在 ADAMS圖7-2副曲柄上的旋轉(zhuǎn)副圖7-3主曲柄和連接/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇連桿DF （ PART_5 ,然后選擇副曲柄（PART_3,接著先后選擇連桿 DF上的和副曲柄上的較接點(diǎn) D （）如圖7-4所示。圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副（JOINT_4）,該旋轉(zhuǎn)副連接副曲柄和連桿DF,使副曲柄和連桿DF之間作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。選擇 ADAMS/VieW勺束庫中的旋轉(zhuǎn)副（Joint: Revolute ）圖標(biāo),參數(shù)選擇 2 Bod-2 Loc 和 Normal To Grid 。在 ADAMS 一/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇滑塊（

14、PART_6,然后選擇連桿DF （ PART_5 ,接著先后選擇滑塊（PART_6的和連桿DF上的，如圖7-5所示。圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)副（JOINT_5）,該旋轉(zhuǎn)副連接滑塊和連桿 使滑塊和連桿DF之間作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖7-6白色箭頭選擇 ADAMS/VieW勺束庫中的移動副(Joint: Translational )圖標(biāo)，參數(shù)選擇 2 Bod-2 Loc 和 Pick Feature 。在 ADAMS圖7-9滑塊和機(jī)圖7-8白色箭.創(chuàng)建移動副選擇 ADAMS/VieW勺束庫中的移動副（Joint: Translational ）圖標(biāo)，參數(shù)選擇 2 Bod-2 Loc 和 Pick

15、 Feature 。在 ADAMS/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇連接部分C （PART_4 ,然后選擇副曲柄（PART_3,接著先后選擇連接部分 C上的 和副曲柄上的，這時(shí)出現(xiàn)白色箭頭，移動鼠標(biāo)，使白色箭頭的方向與副曲柄平行，如圖 7-6所示。然后連續(xù)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵 兩次，這樣定義了連接部分 C在副曲柄上做移動運(yùn)動。如圖 7-7 示，圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的移動副 （JOINT_6）,該移動副聯(lián) 連接部分C和副曲柄，使連接部分C和副曲柄之間作相對移動運(yùn)動。/View工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇滑塊（PART_6,然后選擇機(jī)架（ground）,接著先后選擇滑塊上的，和機(jī)架上的，這時(shí)出現(xiàn)白色箭

16、頭，移動鼠標(biāo)，使白色箭頭的方向與機(jī)架平行（垂直向上）,如圖7-8所示。然 后連續(xù)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵兩次，這樣定義了滑塊在 機(jī)架上做移動運(yùn)動。如圖 7-9所示圖中顯亮的部分就是所創(chuàng)建的移動副（JOINT_7）,該移可 架之間副聯(lián)結(jié)滑塊和機(jī)架，使滑塊能在機(jī)架上移動運(yùn)務(wù).創(chuàng)建驅(qū)動在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)動每秒鐘順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)360度。在ADAMS/View工作窗口中，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊主曲柄上旋轉(zhuǎn)副（JOINT），一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動創(chuàng)建出來，如圖 9-1所示，圖中顯亮的部分為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。.保存

17、模型系統(tǒng)彈出在ADAMS/Vie巾，選擇“ File ”菜單中的“ Save Database As ”命令，如圖 10-1所示。保存模型對話框，輸入保存的路徑和模型名稱，按 OK保存急回機(jī)構(gòu)模型。如圖 10-2所示。點(diǎn)擊主工具箱的仿真按鈕,設(shè)置仿真終止時(shí)間仿真終止時(shí)間(End Time)為3,仿真工作步長(Step Size )，然后點(diǎn)擊開始仿真按鈕10-4分別表示未組裝的急回機(jī)構(gòu)和組裝的急回機(jī)構(gòu)。,系統(tǒng)進(jìn)行仿真，觀察模型的運(yùn)動情況。圖10-3和圖U.仿真驗(yàn)證下面僅對原動件BC連桿DR滑塊F進(jìn)行運(yùn)動分析和力分析，其他構(gòu)件的分析可以此為參考進(jìn)行。對原動件BC的旋轉(zhuǎn)副JOINT 1進(jìn)行運(yùn)動分析和

18、力分析。在 ADAMS/View工作窗口中用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊原動件 BC的旋轉(zhuǎn)副JOINT_1,擇Modify命令，如圖11-1所示，在彈出的修改對話框中選擇測量（Measures）圖標(biāo)3 目 ett選ModfyJoint JOJNHJP.enafire(Cto)ictiv3toAfDMrarce into Measure Gey DeletePAPT_2-brij LINK-Naikpr: MARKER則好Part： ground-Maker: MftFKER 14圖11-1旋轉(zhuǎn)副屬性修改命令11-2所示。在彈出的測量對話框中，將Component欄設(shè)置為 mag,將From/At欄設(shè)置為（或者

19、）（選擇前者，表示測量的是原動件 BC對機(jī)架的壓力，選后者，表示測量的是機(jī)架對原動件 BC的支持力,力是一對作用力和反作用力，大小相等，方向相反）其他的設(shè)置如圖11-3所示。然后點(diǎn)擊對話框下面的“OK確認(rèn)。生成的力-位移曲線如圖11-4所示。圖11-2修改對話框圖11-3測量力對話框的設(shè)置圖11-4力和時(shí)間的曲線圖對原動件BC的旋轉(zhuǎn)副JOINT_1進(jìn)行如何角位移測量的運(yùn)動分析，旋轉(zhuǎn)副 JOINT_1的角位移測量和其力測量過程幾乎一樣，在圖 11-3所示的對話*I中，將 Characteristic 欄選為 Ax/Ay/Az ProjectedRotation , Component欄選為Z,將

20、From/At欄設(shè)置為（或者），其他的設(shè)置如圖11-5所示。然后點(diǎn)擊對話框下面的“ OK確認(rèn)。生成的力-位移曲線如圖11-6所示圖11-6角位移和時(shí)間的曲線圖當(dāng)From/At欄設(shè)置為時(shí)，生成的角位移和時(shí)間的曲線圖如圖11-7所示。圖11-7和圖11的區(qū)別在于符號的相反，絕對值大小相同。這就是設(shè)置From/At欄不同的參考點(diǎn)從而導(dǎo)致曲線的不同。圖11-7角位移和時(shí)間的曲線圖對連桿DF進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析。在此，運(yùn)動分析以連桿DF的中點(diǎn)為參考點(diǎn)，確定其運(yùn)動和構(gòu)件DF繞其轉(zhuǎn)動，也可以以連桿上的其他點(diǎn)為參考點(diǎn)。在ADAMS/View菜單欄中，選擇 Build -Measure-Point-to-Point-

21、New,如圖11-8所示，進(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)之間的位移測量。系統(tǒng)彈出點(diǎn)與點(diǎn)之間測量的對話框，將光標(biāo)放在被測量的點(diǎn)(To Point )欄中，按鼠標(biāo)右鍵，選擇MarkerfBrowse,如圖11-9所示。圖11-9點(diǎn)與點(diǎn)之間測量的對話框在彈出的Database Navigator的對話框中，選擇PART_嚇面的（該MARKE點(diǎn)為連桿DF上的重心點(diǎn)）, 然后點(diǎn)擊該對話框下面的“ OK按鈕。如圖11-10所示。同樣在圖11-9中的參考點(diǎn)（From Point ）欄中， 按鼠標(biāo)右鍵，選擇 Marker f Browse,在彈出的 Database Navigator 的對話框中，選擇 ground下面的 MA

22、RKER6該點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn)），然后點(diǎn)擊該對話框下面的“ OK按鈕。如圖11-11所示。圖11-10選擇被測量的點(diǎn)圖11-11選擇參考點(diǎn)在圖 11-9 中的 Characteristic 欄中選擇 Translational displacement ，在 Component欄中選擇 mag= 如圖11-12所示。然后點(diǎn)擊對話框下面的“OK確認(rèn)。生成的時(shí)間-位移曲線如圖11-13所示。圖11-12點(diǎn)與點(diǎn)之間測量位移對話框圖11-13時(shí)間位移曲線1 K，PT2PT 4速度和加速度的測量的過程和位移的過程幾乎一樣，只是在點(diǎn)與點(diǎn)之間測量對話框(Point to PointMeasure)中的 Chara

23、cteristic 項(xiàng),分別選為 Translational velocity ，如圖 11-14 所示，或者 Translational acceleration ,如圖11-15所示。圖11-16、圖11-17分別是時(shí)間速度曲線、時(shí)間加速度 曲線。圖11-14點(diǎn)與點(diǎn)之間測量速度對話框Mm* loKUril Mea*uir圖11-15點(diǎn)與點(diǎn)之間測量加速度對話框圖11-16時(shí)間速度曲線圖11-17時(shí)間加速度曲線在ADAMS/View菜單欄中，選擇 Build fMeasurefAnglefNew如圖11-18所示，進(jìn)行連桿 DF旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動的測量。系統(tǒng)彈出點(diǎn)與點(diǎn)之間測量的對話框，將光標(biāo)放在第一個(gè)

24、點(diǎn)( First Marker )欄中，按鼠標(biāo)右 鍵，選擇 MarkerfBrowse,如圖11-19所示。圖11-18進(jìn)行角位置測量的命令1) Angle MeasureI. Jiluu j i.mm-TcaILast Marker.Field In，Ch殖嗔圖11-19角位置測量的對話框PickPa dnecerizeGuessesCreateApplytsrose.在First Marker 欄輸入 MARKER_22該點(diǎn)為連桿 DF與滑塊F的連接點(diǎn)）,Middle Marker 欄輸入（該 點(diǎn)為連桿DF的重心點(diǎn)），Last Marker欄輸入MARKER6該點(diǎn)為原點(diǎn)處機(jī)架的點(diǎn)）,如圖1

25、1-20所示。然 后點(diǎn)擊OK按鈕確定。圖11-21為連桿DF的重心點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角位置曲線圖。圖11-20角位置測量的設(shè)置圖11-21時(shí)間角位置曲線圖在 ADAMS/View菜單欄中，選擇 Build f MeasurefPoint-to-PointfNew 如圖 11-22 所示，進(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)之間的位移測量。系統(tǒng)彈出點(diǎn)與點(diǎn)之間測量的對話框，將光標(biāo)放在被測量的點(diǎn)（To Point ）欄中，按鼠標(biāo)右鍵，選擇 Marker f Browse,如圖11-23所示。圖11-23點(diǎn)與點(diǎn)之間測量的對話框在彈出的Database Navigator 的對話框中，選擇 PART_5F面的。然后點(diǎn)擊該對話框下面的“ OK按 鈕。如圖11-24所示。同樣在圖11-23中的參考點(diǎn)（From Point ）欄中，按鼠標(biāo)右鍵，選擇Marker f Browse, 在彈出的Database Navigator的對話框中，選擇 ground下面的MARKER_16該點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn)）,然后