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文档简介

1、螺旋夹紧装置的建模与仿真以螺旋夹紧装置为例,应用ADAMS/View环境进行动力学建模和仿真,采用ADAMS/View的交互式建模方式,依次进行几何建模、添加约束和施加受力,最后对建立好的模型进行动力学仿真。1 几何建模螺旋夹紧装置是由螺旋装置、上曲柄、下曲柄、上钳口、下钳口、支撑杆和弹簧组成,如图1所示。如图 1螺旋夹紧装置1.1 启动ADAMS/View并设置工作环境1、启动双击桌面上ADAMS/View的快捷图标,打开ADAMS/View。在欢迎对话框中选择“新建模型”,在模型名称栏中输入:screw_press;在重力名称栏中选择“正常重力(-全局Y轴)”;在单位名称栏中选择“MMKS

2、 mm,kg,N,s,deg”。如图2所示。图2 adams 启动设置界面图图3 网格参数设置对话框2、设置工作环境1)对于这个模型,网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View菜单栏中,选择设置下拉菜单中的工作网格命令。系统弹出设置工作网格对话框,将网格的尺寸中的X和Y分别设置成750mm和500mm,间距中的X和Y都设置成10mm。然后点击“确定”。如图3所表示。2)选择视图坐标窗口菜单项,或者单击工作区后按键,显示坐标窗口。3)选择设置图标菜单项,在图标设置对话框中,将所有模型图标的可见性项设置为20,如图4所示。4)选择设置背景颜色菜单项,显示背景颜色设置对话框,选择

3、背景颜色为白色,如图5所示。图4 设置图标大小图5 背景颜色1.2 几何建模(1)创建螺杆1)右击主工具箱中的几何工具集,弹出几何建模图标,单击圆柱体按钮;2)在主工具箱的展开区,选中半径复选框,在其下的文本框中输入20mm,选中长度复选框,在其下的文本框中输入300mm,如图6所示;3)单击工作区域中的(0,0,0)位置;4)水平右移光标,当出现圆柱体几何形状后,单击工作区域完成螺杆建模,如图7所示;图6 尺寸设置图7 螺杆创建5)进行重命名操作,在创建的圆柱体上右击,选择Part:PART_2Rename弹出重命名对话框,定义构件名称为luogan;(2)创建螺母1)单击圆柱体按钮,在展开

4、选项区中半径复选框,在其下的文本框中输入60mm,选中长度复选框,在其下的文本框中输入100mm;2)单击工作区域中的(0,0,0)位置;3)水平右移光标,当出现圆柱体几何形状后,单击工作区域完成大圆柱体建模;4)进行重命名操作,在创建的圆柱体上右击,选择Part:PART_3Rename弹出重命名对话框,定义构件名称为luomu;5)右击luogan,在快捷菜单中选择复制菜单项,完成螺杆的复制,生成构件luogan_2,如图8所示;6)右击主工具箱的按钮,单击两点移动对象按钮,选择螺杆进行移动,将luogan.Marker_1从(0,0,0)位置移动到(400,0,0,)位置,将螺杆右移40

5、0mm;如图9所示;图8 螺杆复制图9 螺杆移动7)右击主工具箱的按钮,单击布尔减按钮,在绘图区先单击选择构件luomu再单击选择luogan_2完成布尔减操作,生成螺母。如图10所示;8)单击按钮,选择luogan进行移动,将luogan.Marker_1从(400,0,0)位置移动到(-100,0,0)位置,将构件luogan左移500mm,如图11所示;图10 螺母生成图11 螺杆移动(3)创建上、下曲柄1)右击主工具箱的按钮,单击连杆按钮,在主工具箱的展开选项中选中长度复选框,在其下的文本框中输入260mm,选中宽度复选框,在其下的文本框中输入30mm,选中深度复选框,在其下的文本框中

6、输入15mm;2)在绘图区单击第一点(-100,0,0),水平左移光标,当出现水平放置的连杆几何形状后,单击完成上曲柄的建模;3)进行重命名操作,在创建的连杆上右击,选择Part:PART_Rename弹出重命名对话框,定义构件名称为Upper_qubing;4)右击Upper_qubing,在快捷菜单中选择复制菜单项,完成上曲柄的复制,生成构件Upper_qubing_2;5)进行重命名操作,定义构件Upper_qubing_2名称为Lower_qubing;6)在移动对象工具集,选择移动对象工具集,显示移动对话框,单击视图中心按钮,在绘图区选择Luogan.Marker_1为新的视图中心;

7、7)在绘图区选中Upper_qubing,在角文本框中输入45,单击顺时针方向转动工具,则上曲柄绕其右端点顺时针旋转,得到其初始位置,如图12所示;8)选中Lower_qubing,在角文本框中输入45,单击逆时针方向转动工具,则下曲柄绕其右端点逆时针旋转,得到其初始位置;如图13所示图12 上曲柄旋转图13 下曲柄旋转(4)创建上、下钳口1)单击连杆按钮,在主工具箱的展开选项中选中长度复选框,在其下的文本框中输入350mm,选中宽度复选框,在其下的文本框中输入30mm,选中深度复选框,在在其下的文本框中输入15mm;2)拾取上曲柄作标记点,单击点(-610,90,0),创建上钳口。如图14所

8、示;3)进行重命名操作,定义构件Part_6名称为Upper_qian;4)拾取下曲柄作标记点,单击点(-610,-90,0),创建下钳口。如图15所示;5)进行重命名操作,定义构件Part_7名称为Lower_qian;14 上钳口创建图15 下钳口创建(5)创建弹簧1)单击主工具箱按钮,在主工具箱的展开选项中K并输入100,选中C并输入0;2)分别选取上钳口左标记点和下钳口左标记点,创建弹簧,如图16所示;图16 弹簧创建(6)创建支撑杆1)单击连杆按钮,在主工具箱的展开选项中,取消选中长度复选框,选中宽度复选框,在其下的文本框中输入30mm,选中深度复选框,在在其下的文本框中输入15mm

9、;2)分别选取上钳口中心标记点和下钳口中心标记点,创建支撑杆;3)进行重命名操作,定义构件Part_8名称为Zhichenggan,,如图17所示;图17 支撑杆创建1.3 添加约束(1)创建旋转副单击主工具箱中的运动副按钮,构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所示,单击选择第一个物体为支撑杆,单击第二个物体为上钳口,单击选择PART_6.cm位置。创建螺旋副如图19所示;如图 18螺旋副如图 19螺旋副的创建按上述步骤,分别在支撑杆和下钳口、上钳口和上曲柄、下钳口和下曲柄之间施加旋转副;(2)创建球铰副右击主工具箱中的运动副按钮,单击球铰副按钮,构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所

10、示,单击选择第一个物体为螺杆,单击第二个物体为上曲柄,单击选择luogan.MARKER_1位置。创建球铰副,右击球铰副,选择“修改”,单击改变位置按钮,单击旋转Y按钮如图20所示,使球铰副旋转如图21所示;如图 20球铰副修改参数如图 21球铰副旋转按上述步骤,在螺杆和下曲柄之间创建球铰副,如上图21所示;(3)创建圆柱副右击主工具箱中的球铰副按钮,单击圆柱副按钮,构建方式选择“两个物体一个位置”如图19所示,单击选择第一个物体为螺杆,单击第二个物体为大地,单击选择luogan.CYLINDER_1.E1(center)位置。方向向外,创建圆柱副,如图22所示;(4)创建固定副右击主工具箱中

11、的圆柱副按钮,单击固定副按钮,构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所示,单击选择第一个物体为螺母,单击第二个物体为大地,单击选择luomu.MARKER_2位置,创建固定副,如图23所示;如图 22圆柱副的创建如图 23固定副的创建按上述步骤,在支撑杆和大地之间创建固定副,如上23图所示;(5)创建螺旋副右击主工具箱中的固定副按钮,单击螺旋副按钮,构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所示,单击选择第一个物体为螺杆,单击第二个物体为螺母,单击选择luogan.cm位置。螺旋方向向上,移动方向向上,创建螺旋副,右击螺旋副,选择“修改”,单击改变位置按钮,单击旋转Z按钮如图所示,使球铰螺旋副

12、旋转如图24所示;1.4 添加驱动单击主工具箱中的旋转驱动按钮,在绘图区单击圆柱副,完成驱动力创建。在旋转驱动上右击,选择MotionMotion_1修改菜单项,弹出对话框,如图25所示,将栏中的函数表达式改写为“-10”,在类型栏中选择速度,单击完成按钮完成修改;图 24螺旋副创建图 25修改对话框2 仿真与测试2.1 添加驱动1、仿真变形1)单击主工具箱中的按钮,在展开选项中设置终止时间为5.0,步数为200,如图26所示;2)单击按钮即开始仿真,如图27所示;图 26仿真对话框图 27螺旋夹紧装置测试2、测试模型(1)弹簧力测试1)右击弹簧弹出快捷菜单,选择SpringSpring_1测

13、量菜单项,弹出Assembly Measure对话框;2)在该对话框中,将测量名称更改为SPRING_1_MEA_Li;3)选择特性下拉列表框为力;4)单击应用按钮,如图28所示,显示弹簧力测量结果如图29所示;图 28弹簧力测量对话框图 29弹簧力测量结果(2)弹簧变形测试1)在测量对话框中,将测量名称更改为SPRING_1_MEA_Bianxing;2)选择特性下拉列表框为变形;3)单击应用按钮,如图30所示,显示弹簧变形测量结果如图31所示;图 30弹簧变形测量对话框图 31弹簧变形测量结果(3)弹簧刚度曲线测试1)在SPRING_1_MEA_ Deformation图表框中,右击,在显

14、现的Plot:scht1快捷菜单中选择转换到完整绘图选项,进入ADAMS/PostProcessor界面,如图32所示;图 32ADAMS/PostProcessor2)在资源下拉列表框中选择测量,在测量文本框中显示SPRING_1_MEA_Force和SPRING_1_MEA_Deformation,单击清除曲线按钮,清除显示的激活图形。在独立轴选项栏中选择数据,弹出Independent Axis Browser对话框,选取SPRING_1_MEA_Deformation,单击确定按钮,将SPRING_1_MEA_Deformation设定为横坐标轴,如图33所示;图 33Independent Axis Browser对话框3)在测量文本框中选择SPRING_1_MEA_Force,单击添加曲线,显示弹簧刚度曲线图,横坐标为SPRING_1_MEA_Deformation,纵坐标为SPRING_1

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