2章-4节-ADAMS约束力运动课件

1、ADAMS约束、力、运动第二章 第4节 第二章 第4节 ADAMS后处理应用本节将引导您按照上节学习的基本设计步骤，使用ADAMS/View来加载约束、力、力矩和运动：1、在创建的机械模型中加载各种不同的约束、力、力矩和运动，从而细化和深化模型；2、通过模拟仿真模型在实际操作过程中的动作来测试所建模型；3、通过将模拟仿真结果与物理样机理论数据对照比较来验证所设计的方案；2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束1 打开约束工具包右键单击运动副工具包左键单击右下角的按钮会弹出约束工具包主要包括：Joints铰链（运动副）、Joint Primitive原始运动副（基本）、运动

2、生成器、高副约束、一般约束等2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束具体说明如下 基本约束：点重合约束（ATPOINT） 共线约束（INLINE）共面约束（INPLANE） 方向定位约束（ORIENTATION）轴平行约束（PARALLEL_AXES）轴垂直约束（PERPENDICULAR）2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束常用铰约束：球铰（SPHERICAL） 虎克铰（HOOKE）广义铰（UNIVERSIAL）常速度铰（CONVEL）固定铰（FIXED）、平移副（TRANSLATIONAL）圆柱副（CYLINDER）、旋转副（REVOLUTE

3、）螺旋副（SCREW）、齿轮副等2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束高副约束曲线曲线约束（CVCV）点曲线约束（PTCV） 2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束2 加载各种运动副 现在已经可以熟练加铰链副，现在加载其它运动副。圆柱副：顾名思义，只能加载到圆柱体和圆孔之间的配合首先建立一个带孔的构件再建立一个圆柱，圆柱半径与孔半径相当两个构件间、加载圆柱副2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束3 构件打孔的方法建立需要打孔的构件右键单击主工具箱Link左键单击Add a hole工具，给出几何尺寸数据在构件上选择合适位置

4、和方向思考题：如果打方孔，怎么办？2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束建立圆柱体的方法选择建立圆柱体按钮给出长度给出半径在工作空间建立圆柱体2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束加载圆柱副左键单击圆柱副按钮有三种加载方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc根据加载方法依次选择带孔构件、圆柱和加载的位置给出矢量方向，即旋转轴线2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束加载固定副用于将构件安装在其它构件或者地面上选择固定副按钮有三种加载方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc选择要固定的构件组合2.4

5、 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束7 仿真圆柱副的转动运动首先加载转动运动，选择加载转动按钮给定转速选择圆柱副进行仿真2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束查看仿真结果，演示某个Marker的Measure2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束8 加载平移副，可以产生直线运动首先建立任意构件左键单击平移副按钮有三种加载方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc选择组成平移副的构件，给出平移副位置给出运动方向2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束9 加载直线运动的方法右键单击加载运动按钮左键

6、单击Translationa1 Joint Motion给定平移速度和方向选择加载的平移副 2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束10 平移运动仿真进行运动仿真可以看出是匀速直线运动练习：加速运动的方法思考：运动方向是怎样确定的？2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束11 平移副建模仿真练习平移副仿真练习一：曲柄滑块机构平移副仿真练习二：P39（自己练习）在书上的例子中，增加一个曲柄和与其垂直的连杆之间的固定副，为什么？2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束曲柄滑块机构模型建立曲柄建立连杆建立滑块曲柄连杆之间、连杆滑块之间

7、加载铰链副滑块和地面之间加载平移副2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束注意构件几何数据的修改更改转动惯量更改宽度和厚度更改质量2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束曲柄长度为20cm连杆长度为学号后三位滑块的尺寸为202020cm进行滑块各个参数的仿真2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束加载齿轮副，自己练习P51齿轮副由两个齿轮、一个支架、和两个连接组成。在两个齿轮的接触点设置一个坐标系标记称为速度标记，两个连接件都以速度标记坐标系为自己的定位坐标系。速度标记到两个连接点的距离决定了传动比。速度标记的Z轴定义了齿轮啮合

8、点的速度和啮合力的方向。齿轮副中的链接可以是铰链、平移和圆柱副，可以选择不同类型的连接，模拟不同的齿轮链接形式：圆柱直齿轮、斜齿轮、行星齿轮、锥齿轮和齿条齿轮。2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束加载螺旋副螺旋副是圆柱副和构件之间通过螺旋产生相对运动的连接约束，将旋转运动转化为直线运动。首先在两个构件之间施加圆柱副，然后再施加螺旋副有三种加载方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc需要设定两个构件同轴旋转2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束默认的螺距Pitch为1可以打开螺旋副修改对话框进行修改也可以通过修改转速改变直线运动速度

9、2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束更改Pitch可以改变直线运动速度在圆柱副加载旋转运动改变直线运动方向。2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束17 加载凸轮副加载凸轮副是将旋转运动转换为直线运动的方法需要配合加载旋转副和平移副，即凸轮旋转和顶杆平移定义一个接触点和一条曲线设置凸轮转动2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束加载凸轮副注意的问题使用足够多的点定义曲线，尽可能使用封闭曲线曲线包括凸轮运动的全部范围避免将初始接触点定义在曲线的节点附近应该避免曲底凸轮机构产生一个以上的接触点一条曲线可以定义多个接触约束2.4

10、ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束建立凸轮模型2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束右键单击凸轮左键单击修改弹出对话框可以修改点线接触名等项目2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束加载碰撞 实质是加载力和力矩，按钮在加载作用力工具包 左键单击弹出加载碰撞对话框2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-1 ADAMS加载约束I Solid、J Solid分别为参与碰撞的两个要素Contact Type：选择碰撞要素2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-2 ADAMS加载运动加载旋转运动只能加载到圆柱副和旋转副设定旋转速度和方向可

11、以更改转动方程加载匀速（非匀速）圆周运动的不同（演示）2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-2 ADAMS加载运动加载直线运动加载到平移副等产生直线运动匀速直线运动和加速运动的不同演示2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-2 ADAMS加载运动加载轴线运动可以是平移，也可以是旋转有三种加载方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc设置运动速度演示2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）加载力Run-time Directions：动态方向Space Fixed指空间固结，动态方向不变React on Ground指反作用力在地面上Body Moving

12、指随构件运动变化可以设定力的大小，变化规律2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）加载力的方法选择加载力的构件选择加载点给出力的方向2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）加载力修改右键单击力图标，左键单击修改项弹出对话框可以进行相关内容修改2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）加载力矩类似于加载力选择构件，给出加载点力矩方向随正负号变化2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）力矩修改右键单击力矩项左键单击修改项弹出修改对话框2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩

13、）加载（弹簧）阻尼力可以设定弹性系数K和阻尼系数C分别给出固定弹簧阻尼的两个定点2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）修改弹簧阻尼修改系数修改作用形式修改名称2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）加载阻尼力矩设定弹性系数KT和阻尼系数CTKT、CT与转角大小相关有三种加载方法：1loc、2bod-1loc、2bod-2loc2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-3 ADAMS加载力（矩）修改阻尼力矩 修改名称修改系数修改作用形式2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型ADAMS完整模型一般包括构件、约束、驱动、

14、阻尼、运动等，其中，摩擦力（矩）的确定是十分重要的，约束摩擦能够加在：移动副(Translational Joint) 回转副(Revolute joints)圆柱副(Cylindrical joints) 球铰(Spherical joints)虎克铰/万向节(Hooke/Universal joints)2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型摩擦力与两个部件之间的接触面积无关。方向与两个部件之间相对运动速度方向相反。与正压力(N) 成正比，比例系数为摩擦系数常数()。Ff = N2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型摩擦力定义的三个阶

15、段粘着摩擦(Stiction)过渡摩擦(Transition)动摩擦(Dynamic)2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型理想情况粘着摩擦(Stiction)：|Vrel| = 0 0 s过渡摩擦(Transition)：0 |Vrel| = V1 d s动摩擦(Dynamic)：V1 |Vrel| = d2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型ADAMS/Solver 处理方式 粘着摩擦(Stiction)：|Vrel| Vs 0 s 过渡摩擦(Transition)：Vs |Vrel| 1.5Vs d s动摩擦(Dynamic)：1.

16、5Vs |Vrel| = d2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型最大位移对摩擦的影响2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型ADAMS/View 中提供两种类型的驱动约束驱动(Joint motion)点驱动(Point motion)其中，约束驱动有两种类型:移动方式：适用于移动副(translational) 或圆柱副(cylindrical) ，移去一个移动的自由度。转动方式：适用于回转副(revolute) 或圆柱副(cylindrical) ，移去一个转动的自由度。2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模

17、型你需要定义一个要添加驱动的约束MSC.ADAMS 自动的使用该约束的I 和J 标记点及其所属的部件和一个自由度来定义驱动。使用函数来定义驱动的量值。问题: 驱动移去自由度么？这是否意味着驱动是按照约束来考虑的?2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型约束驱动中标记点的运用 约束中的I 和J 标记点(以及这两个标记点所属的部件) 彼此按照下面的方式相对运动:2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型约束的I 和J 标记点在初始时刻t = 0，即重合。在仿真过程中两个标记点的z 轴始终重合。你可以定义驱动的量值为：位移的时间函数速度的时间函数加速

18、度的时间函数2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型 在MSC.ADAMS 中定义函数 你可以使用函数定义一个输入矢量的量值，可以用于：驱动的定义外加的载荷摩擦力（矩）2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型函数简介可以是时间的函数，也可以是系统状态变量的函数，比如：位移、速度或反作用力。函数在每个时间点上计算一个值。驱动的函数只能是时间的函数: M = f(time)2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-4 建立ADAMS完整模型注意:你可以利用Function Builder 生成并校验ADAMS/View 中的函数。要打开Function Builder，可以在任何需要定义函数的栏目内点击鼠标右键。2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-5 练习 举升机构问题描述 如下图所示，对举升机构添加约束和驱动：2.4 ADAMS加载约束、力矩、运动-5 练习 举升机构2 自我挑战如果你喜欢有点自我挑战的话，可以不按照后面片子的内容进行，而是直接添加约束和驱动。部件mount 相对于部件base 的回转副驱动函数D(t) =360d*time。部件should