基于ADAMS的曲柄滑块压力机构力的仿真分析(共15页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上北京航空航天大学研究生课程考核记录20132014 学年 第一学期学号 ZY 姓名 杨绍宝 成绩 课程名称：产品设计与虚拟样机论文题目：基于ADAMS的曲柄滑块压力机构力的仿真分析 任课教师评语：任课教师签字： 考核日期： 年 月 日 2013-1-5专心-专注-专业基于ADAMS的曲柄滑块压力机构力的仿真分析ZY 杨绍宝北京航空航天大学 机械工程及自动化学院 （北京 ）摘 要本文主要是对曲柄滑块压力机构进行建立仿真，通过传感器测试施加于滑块上的力，通过这个力控制滑块的运动关键词： ADAMS；曲柄滑块；传感器目 录 1、曲柄滑块压力机构的设计要求（1） 题目设计要求

2、如图1所示为曲柄滑块压力机构简化模型。已知曲柄长为a=100mm，连杆长度为b=200mm，作用在曲柄上的驱动转矩。先用弹簧来模拟滑块与被压紧物体之间的力。设弹簧刚度为K=1N/mm。为保证被压物体的安全，现需要设置一个力传感器。当传感器感知到压紧力的值大于或等于70N时，机构就停止运动。试完成这个力传感器的设计，并通过仿真机构验证其正确性。 图1 曲柄滑块力机构（2）求解步骤：首先创建一个曲柄滑块机构模型以及弹簧，然后通过对曲柄施加运动以及传感器工作，对模型进行仿真。控制滑块的运动。2、建立虚拟样机模型：1) 设置工作空间和网格根据题目中的数据大小，在建模开始时可以对工作环境进行适当设定，如

3、图2所示：图2工作空间和网格设定2) 创建曲柄滑块模型1 创建曲柄曲柄的创建过程是：a 单击Llnk工具按钮，展开选项区;b 选中Length并输入100mm，选中Width输入10mm，选中Depth并输入5mm。c 单击工作区中的（0,0,0）位置;d 垂直上移光标，当出现导杆几何形体后，单击工作区，则曲柄被创建，如图3所示。将该构件更名为Crank。图3 曲柄创建2 创建连杆连杆的创建过程是：a 单击Llnk工具按钮，展开选项区;b 选中Length并输入200mm，选中Width并输入10mm，选中Depth并输入5mm。c 单击曲柄上端捕捉点位置;d 移动光标，单击工作区（-100，

4、0,0）点，则连杆杆被创建，如图4所示。将该构件更名为Link。 e 单击如图4所示按钮，将连杆逆时针旋转60度角。最终位置如图5所示。图 4 图53 创建滑块滑块的创建过程是：(1) 创建滑块模型 创建滑块模型的方法是： a 单击BOX工具按钮，展开选项区： b 选中Length并输入50mm，选中Height并输入50mm，选中Depth并输入50mm c 单击连杆右端点，则滑块被创建，如图6所示。将该构件更名为Slider。 图6 (2) 调整滑块的位置 按如下的方法调整滑块的位置： a 单击位姿变换工具按钮，展开选项区； b 单击选中的滑块slider； c 在Distance文本框输

5、入25mm； d 单击左移工具按钮； e 在Distance文本框输入25mm； f 单击下移工具按钮，如图7所示； g 单击Select工具按钮； h 单击Set the view orientation to Right工具按钮； I 单击位姿变换工具按钮，展开选项区； j 在Distance文本框输入25mm； k 单击右移工具按钮，则滑块的几何中心被调整到与曲柄右端点重合的位置，如图8所示； 图7 图8 机构右视图 4 机架的创建 利用创建曲柄相同的方法，连接曲柄的起始点和滑块的中心点。命名为Rack1结果如图9所示。 图95、弹簧的创建a. 在以创建滑块右端创建一滑块，使其与地面固定

6、，作为弹簧的右连接点。 b. 单击Translational Spring-Damper工具按钮，展开选项区。 c选中K并输入5，选中C并输入0；d单击左滑块与右滑块创建弹簧完毕。e. 使创建的弹簧随滑块联动。右击左滑块，选择Marker-MARKER_32|Modify菜单项，弹出Marker Modify对话框。f. 在该对话框中奖Location更改为(LOC_RELATIVE_TO(0,0,0,POINT_C)1.创建运动副(1) 将Rack1与大地固连。单击Fixed按钮，按提示依次选取构件Rack1和空白处，然后单击构件Rack1上任意一点。(2) 创建转动副JOINT_A和JOI

7、NT_B、JOINT_Ca 单击Revolute Joint工具按钮，展开选项区； b 选择Crank和Rack1； c 单击曲柄初始点位置，转动副被创建，将其更名为JOINT_A； d 单击Revolute Joint工具按钮后，再单击曲柄上端点和连杆左端点，转动副被创建，将其更名为JOINT_B。e 单击Revolute Joint工具按钮，展开选项区； f 选择滑块和连杆； g 单击滑块和连杆连接点；则转动副被创建，将其更名JOINT_C， （3）创建滑块与机架的移动副。 a单击Translational Joint按钮，展开选项区。 b 单击滑块和机架。 c 单击滑块与机架连接点，将箭

8、头向右拉伸。则移动副被创建。将其命名为Joint_D。最终结果图如图10所示。图103）添加传感器 a.按步骤选Build|Measure|Selected Object|New 单击SPRING_1 弹出如图11所示对话框。单击OK即可。 b按步骤Simulate|Sensor|New,如图12所示 图11 图124）施加运动根据“作用在曲柄上的驱动力矩”的要求，下面给曲柄施加一个运动。施加运动的方法是：a 在Main Toorbox中单击Rotational Joint Motion 工具按钮。 b 单击曲柄，然后单击曲柄与地面连接的转动副，则运动被加到了曲柄上。 3、仿真与测试1) 仿真

9、模型仿真模型的过程是：a 在Main Toolbox中单击Interactive Simulation Controls工具按钮，展开选项区； b 选择End Time并将其值设置为12，选择Steps并将其设置为500； c 单击Star or continue simulation工具按钮，则开始进行模型仿真。2) 模型测试 (1)弹簧力的测量右击弹簧，然后单击Measure，按如图13所示点确定即可。图 13 系统生成了弹簧力随时间变化的曲线，如图14所示，曲线的横坐标是时间轴，单位为秒；纵坐标轴为弹簧力，单位为牛。图 14弹簧力随时间变化关系图 实现了弹簧力达到70牛时，滑块停止的目的 4、结束语通过运用ADAMS动力学仿真分析软件，回顾了上课时所学的知识，同时加深了对软件各指令的应用。感觉到这是一款功能非常强大的软件，对于产品前期设计模拟以及功能的完善有着非常好的辅助作用。通过这个作业更是弥补了平时对传感器使用不熟练的不足。参考文献:【1】 郭卫东. 虚拟样机技术与ADAMS应用实例教程 M . 北京:北京航空航天大学出版社, 2009年2月.