閂鎖設計(練習)

閂鎖設計ADAMS練習題第十二章舉例

第一節(jié)彈簧掛鎖設計

設計要求：（1）能產(chǎn)生800N的夾緊力；（2）手動夾緊，用力不大于80N；（3）手動松開時做功最少；（4）在給定的空間內(nèi)工作；（右振動時仍能正常工作。一。啟動ADAMS/View（1）在ModelName文本框中輸入latch；（2）設置單位：點擊Settings、Units。（長度改為厘米）。（3）設置工作柵格：點擊Settings、WorkingGird。（25；25，1，1）（4）設置圖標：點擊Settings、Icon。（2)（5）顯示坐標窗口：點擊View、CoordinateWindow?；虬碏4鍵。二創(chuàng)建模型（1）創(chuàng)建設計點點擊圖標，使用缺省設置AddtoGround和Don‘tAttach。分別按表中的數(shù)值創(chuàng)建6個設計點。A（0、0、0）D（-1、10、0）F（-6、5、0）A（3、3、0）C（2、8、0）E（-10、22、0）（2）創(chuàng)建中間軸（pivot)選擇建模工具圖標，設置厚度Thickness=1，半徑Radius=1。分別點擊POINT_1、POINT_2、POINT_3、POINT_1。右擊鍵完成。改名：右擊中間軸，選擇part.PRAT_2、Remane，在對話框內(nèi)輸入新名稱：.latch.pivot。（3）創(chuàng)建手柄（handle)選取建模工具圖標，依次選取POINT_3、POINT_4兩點。用相同的方法改為：.latch.handle。（4）創(chuàng)建滑鉤（hood）選取建模工具圖標，按數(shù)據(jù)表給出的坐標值，依次選取各點，按右鍵完成創(chuàng)建滑鉤。改名為.latch.hook。（5）創(chuàng)建滑桿選取建模工具圖標，依次選取POINT_5、POINT_6兩點。用相同的方法改名為：.latch.slider。（6)創(chuàng)建固定支架groundblock：選取建模工具圖標，依次選取點（-2，1，0），（-18，-1，0），創(chuàng)建固定支架。改名為：.latch.ground_Block。創(chuàng)建約束副（1）創(chuàng)建鉸接副

除第四點外，其它五個點均建立鉸接副。點擊鉸接副圖標，并設置2Bod-1Loc和NormalToGrid。（4、2、0）（5、3、0）（3、5、0）（-6、6、0）（-14、6、0）（-15、5、0）（-15、3、0）（-5、3、0）（-12、3、0）（-12、1、0）（-14、1、0）（-18、-1、0）（-2、1、0）（-18、-1、0）（-2、1、0）再點擊Ground_block先點擊pivot最后點擊point_1先點擊pivot先點擊pivot再點擊hook最后點擊point_2再點擊handle最后點擊point_3先點擊pivot最后點擊point_4先點擊slider再點擊handle先點擊slider再點擊hook最后點擊point_5點擊pivot、ground，點擊POINT_1，創(chuàng)建Joint,JOINT_1。點擊pivot、hood，點擊POINT_2，創(chuàng)建Joint,JOINT_2。點擊pivot、handle，點擊POINT_3，創(chuàng)建Joint,JOINT_3。點擊slider、handle，點擊POINT_4，創(chuàng)建Joint,JOINT_4。點擊slider、hook，點擊POINT_5，創(chuàng)建Joint,JOINT_5。（2）創(chuàng)建固定副（若選onGround則不需要創(chuàng)建）點擊固定副，設置2Bod-1Loc和NormalToGrid。點擊ground_block和ground，再點擊固定支架的質(zhì)心，建立固定副Joint,JOINT_6。（3）創(chuàng)建點面約束副

選擇Build、Joint，出現(xiàn)約束工具箱，選擇，設置2Bod-1Loc和NormalToGrid。依次選取固定支架ground_Block和滑鉤hook，點擊點（-12，1，0）。創(chuàng)建點面副Primitive_Joint:IPRIM_1。

修改低副約束：點擊點面約束副，選擇Primitive_Joint:IPRIM_1、Modify，出現(xiàn)修改約束對話框，并點擊其中的圖標，出現(xiàn)精度移動對話框，點擊其中的，并修改A1=180，A2=90，A3=90，點擊，。施加作用力

（1）創(chuàng)建彈簧力

再點擊hook先點擊Ground_block點（-12，1，0）若出現(xiàn)其他箭頭方向，可以修改點擊Modify點擊

點擊

點擊用彈簧來模擬滑鉤夾緊力，彈簧剛度800N/cm，阻尼系數(shù)為0.5Ns/cm.點擊彈簧工具圖標，令彈簧剛度系數(shù)K=800，阻尼系數(shù)C=0.5。用鼠標右擊（-14，1，0），出現(xiàn)選擇對話框選擇hook.EXTRUSION_9,V16，然后點擊點（-23，1，0），創(chuàng)建彈簧。（2）創(chuàng)建手柄力

點擊單作用力圖標，設置SpacesFixed和PickFeature。依次選取手柄handle、手柄末端POINT_4，坐標點（-18，14，0）。手柄力取值80N。

用鼠標右擊點（-14，1，0），出現(xiàn)選擇對話框選擇hook.EXTRUSION_9,V16，然后點擊點（-23，1，0），創(chuàng)建彈簧最后點擊點（-18，14，0）再點擊Point_4先點擊handle仿真點擊仿真圖標，EndTime=0.2，Step=50，點擊，完成仿真。測量彈簧力

右擊彈簧，出現(xiàn)浮動菜單，點擊Spring：SPRING_1、Measure，出現(xiàn)裝配測量對話框，在特性選擇框中選擇：Force。點擊OK，出現(xiàn)彈簧測量曲線圖。

點擊點擊OK彈簧測量曲線圖負值表示壓緊力彈簧力曲線表示的就是滑鉤的夾緊力。負值表示壓緊力。角度測量從掛鎖機構(gòu)的實際工作需要，只有到達最大夾緊力后就要設置檔塊進行限位，當POINT_5、POINT_3、POINT_6所構(gòu)成的三角形的夾角為零時，夾緊力達最大值。所以要設置該角度的測量。選擇Bulid、Measure、Angle、New，出現(xiàn)角度測量對話框。在第一個標記點輸入框內(nèi)輸入POINT_5點上的任意標記點，可以右擊輸入框，在浮動菜單中選擇Marker、Pick，在POINT_5點附近選擇Marker_7;用相同的方法在中間和最后標記點輸入框內(nèi)選取Marker_3、Marker_8。點擊OK。出現(xiàn)角度測量曲線圖。

角度測量名士默認值：MEA_ANGLE_4，也可以重新命名。POINT_5POINT_3POINT_6點擊OK角度測量曲線圖設置傳感器設置傳感器的目的是要用角度測量的信號（角度等于零）來激活開關(guān)，終止機構(gòu)運動。

選擇主菜單命令Simulate、Sensor、New，

顯示傳感器對話框。傳感器名可以默認，也可以重新命名。

EventDefinition:選擇Run-TimeExpression。

Expression:選擇角度測量名：MEA_ANGLE_4；選擇AngularValues（角度值）；Lessthenorequai(小于等于）；Value（判斷值）：0.0ErrorTolorance（偏值）：0.001標準操作：GenerateadditionOutputStepatevent:激發(fā)傳感器產(chǎn)生特殊操作。Terminatecurrentstepandstopand…：結(jié)束仿真分析或中斷仿真分析。選擇Stop。點擊OK，完成創(chuàng)建角度傳感器。再進行仿真，設置EndTime=0.2，Step=100。但角度為0時終止運動。

九樣機模型參數(shù)化（1）創(chuàng)建設計變量

在機構(gòu)中，除了手柄末端標記點POINT_4以外，其余5個標記點的位置都可能影響夾緊力的大小。因此將這些標記點的X、Y坐標參數(shù)作為設計變量。點擊OK右擊POINT_1點，激活浮動對話框，選擇Point：POINT_1、Modify，彈出標記點表格編輯器。點擊POINT_1行，Loc_X列的數(shù)據(jù)0.0，該數(shù)據(jù)在上方的輸入框中出現(xiàn)，右擊該框，彈出浮動菜單，一次選擇、、，在輸入框和表格中出現(xiàn)(.latch.DV_1)用同樣的方法創(chuàng)建其它9個設計變量（.latch.DV_2)~(.latch.DV_10)點擊命令，完成設計變量的創(chuàng)建。（2）重新設置設計變量可以查看設計變量的標準值和限制范圍，默認值為10%，當標準值為0時，絕對變化范圍為±1。用戶可以根據(jù)需要修改限制范圍。查看時，點擊表編輯對話框組下方的命令。點擊POINT_1行，Loc_X列的數(shù)據(jù)0.0，該數(shù)據(jù)在上方的輸入框中出現(xiàn)右擊選擇Apply點擊十樣機模型設計研究（1）設計研究

在Simulate菜單選擇DesignEvaluation…，彈出參數(shù)化分析工具對話框。SimulationScript（仿真劇本）：.latch.last_Sim（最后一次仿真）參數(shù)選擇：；參數(shù)化分析對話框設計研究雙擊選擇極小化對象選擇設計變量雙擊DV_1點擊Display點擊More求解設置點擊Start計算結(jié)果

（極化化）；（極小化對象：彈簧夾緊力，即彈簧測量曲線名稱）；；（試驗研究）：DV_1;（設計變量，第一個變量DV_1.):5（默認水平5，可以重新設置）顯示求解設置對話框：點擊下方的命令，出現(xiàn)對話框：

求解設置對話框中各項設置見對話框。點擊命令，進行設計研究。

（2）結(jié)果分析

DV_1彈簧力曲線圖彈簧力-DV_1取值曲線

DV_1取值曲線DV_1角度曲線圖

設計變量DV_1的設計研究報表見下表：

求解設置對話框結(jié)果對話框

從設計研究報表中可以得到最大夾緊力為-915.13N，DV_1的取值為1.0，初始值（DV_1=0.0）的敏感度為-88.007N/cm。用相同的方法對其它設計變量進行研究，計算結(jié)果如下：

DV_2:

DV_2彈簧力曲線圖彈簧力-DV_2取值曲線

DV_2取值曲線DV_2角度曲線圖

DV_3:DV_3彈簧力曲線圖彈簧力-DV_3取值曲線

DV_3:DV_3取值曲線DV_3角度曲線圖

DV_4:

DV_4彈簧力曲線圖彈簧力-DV_4取值曲線

DV_4取值曲線DV_4角度曲線圖

DV_5:

DV_5彈簧力曲線圖彈簧力-DV_5取值曲線

DV_5取值曲線DV_5角度曲線圖

DV_6

DV_6彈簧力曲線圖彈簧力-DV_5取值曲線

DV_6:

DV_6取值曲線DV_6角度曲線圖

DV_7:

DV_7彈簧力曲線圖彈簧力-DV_7取值曲線

DV_7取值曲線DV_7角度曲線圖

DV_8:

DV_8彈簧力曲線圖彈簧力-DV_8取值曲線

DV_8取值曲線DV_8角度曲線圖

DV_9

DV_9彈簧力曲線圖彈簧力-DV_9取值曲線

整理設計研究報表中的數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)果：

從表中可以看出DV_4、DV_6、DV_8的敏感度最大，用這3個參數(shù)進行進一步優(yōu)化處理。十一樣機模型優(yōu)化設計（1）修改設計變量

a。在Bulid菜單中選擇DesignVariable、Modify顯示數(shù)據(jù)瀏覽器；b.雙擊DV_4，顯示設計變量對話框；c.在ValueRangeBy 選項框中選擇AbsoluteMinandMaxValue;d.在MinValue中輸入設計變量的下限1；在MaxValue中輸入上限6；e.點擊Apply命令。

雙擊DV_4修改設計變量點擊Apply顯示彈簧力測量圖顯示角度測量圖點擊Display點擊Output點擊Start

f.反復上述過程，修改設計變量DV_6、DV_8，其中DV_6的上下限為（6.5,10)，DV_8的上下限為（9，11）。g.點擊OK，完成設計變量的修改。（2）顯示測量圖在Bulid菜單中選擇Measure、Display，彈出數(shù)據(jù)瀏覽器；在瀏覽器中分別雙擊SPRING_1_MEA_1和MEA_ANGLE_4，彈出彈簧力測量曲線圖和角度測量圖。（3）優(yōu)化設計a.在Simulate菜單中選擇DesignEvaluation…，彈出參數(shù)化分析工具對話框。參數(shù)選擇：；（極化化）；（極小化對象：彈簧夾緊力，即彈簧測量曲線名稱）；（優(yōu)化設計）：在DesignVariable中輸入優(yōu)化設計變量DV_4、DV_6、DV_8。在Geal（目標）選擇MinimizeDes.Meas./Objective。點擊命令。優(yōu)化結(jié)果見下圖。經(jīng)過優(yōu)化處理后最大彈簧力（夾緊力）為994.27N，DV_4=3.4383,DV_6=8.2808，DV_8=10.230。參數(shù)化分析對話框彈簧力（夾緊力）優(yōu)化曲線圖角度優(yōu)化曲線圖彈簧力迭代計算曲線圖DV_4迭代計算曲線圖DV_6迭代計算曲線圖DV_8迭代計算曲線圖結(jié)果對話框設計過程自動化

本例要求掛鎖應同時滿足：手柄的作用力不大于80N，松開手柄時釋放力小于5N。（1）建立設計變量

用設計變量DV_11代表夾緊力，用DV_12代表松開力。①在Build菜單中選擇DesignVariable、New，彈出設計變量創(chuàng)建對話框；②在StandardValue文本框中輸入80；③將ValueRangeby設置為AbsoluteMinandMaxValue；④在Min.Value中輸入60，在Max.Value中輸入90；

點擊Apply點擊OK

⑤點擊Apply；⑥重復②~④步，創(chuàng)建變量DV_12.StandardValue=10，Min.Value=0，Max.Value=20。⑦點擊OK。（2）建立自定義對話框

①在Tools菜單中，選擇DialogBox、Creat，顯示對話框編輯器；②點擊對話框中的菜單DialogBox、New，顯示新DialogBox對話框；③在新對話框中的Name文本中輸入ForceControl，選中OK和Close；④點擊OK，出現(xiàn)新創(chuàng)建的對話框；點擊OK雙擊標簽,調(diào)整標簽大小點擊Apply點擊Apply點擊Apply點擊Apply點擊Apply對話框編輯器新DialogBox對話框（3）修改力控制對話框

①在對話框中選擇Create、Slider。②在力控制對話框中，在適當?shù)奈恢冒醋∈髽俗箧I，然后向后拖動鼠標，添加第一個滾動條。③重復1~2步，添加第二個滾動條。

新創(chuàng)建的對話框新創(chuàng)建的對話框④在對話框中選擇Create、Label。⑤在力控制對話框中，在適當?shù)奈恢冒醋∈髽俗箧I，然后向后拖動