螺旋夾緊裝置ADAMS作業(yè).doc

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螺旋夾緊裝置的建模與仿真 以螺旋夾緊裝置為例，應(yīng)用ADAMS/View環(huán)境進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模和仿真，采用ADAMS/View的交互式建模方式，依次進(jìn)行幾何建模、添加約束和施加受力，最后對(duì)建立好的模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。 1 幾何建模 螺旋夾緊裝置是由螺旋裝置、上曲柄、下曲柄、上鉗口、下鉗口、支撐桿和彈簧組成，如圖1所示。 如圖 1螺旋夾緊裝置 1.1 啟動(dòng)ADAMS/View并設(shè)置工作環(huán)境 1、啟動(dòng)雙擊桌面上ADAMS/View的快捷圖標(biāo)，打開ADAMS/View。在歡迎對(duì)話框中選擇“新建模型”，在模型名稱欄中輸入：screw_press；在重力名稱欄中選擇“正常重力（-全局Y軸）”；在單位名稱欄中選擇“MMKS –mm,kg,N,s,deg”。如圖2所示。 圖2 adams 啟動(dòng)設(shè)置界面圖 圖3 網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 2、設(shè)置工作環(huán)境 1）對(duì)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)置下拉菜單中的工作網(wǎng)格命令。系統(tǒng)彈出設(shè)置工作網(wǎng)格對(duì)話框，將網(wǎng)格的尺寸中的X和Y分別設(shè)置成750mm和500mm，間距中的X和Y都設(shè)置成10mm。然后點(diǎn)擊“確定”。如圖3所表示。 2）選擇視圖坐標(biāo)窗口菜單項(xiàng)，或者單擊工作區(qū)后按鍵，顯示坐標(biāo)窗口。 3）選擇設(shè)置圖標(biāo)菜單項(xiàng)，在圖標(biāo)設(shè)置對(duì)話框中，將所有模型圖標(biāo)的可見性項(xiàng)設(shè)置為20，如圖4所示。 4）選擇設(shè)置背景顏色菜單項(xiàng)，顯示背景顏色設(shè)置對(duì)話框，選擇背景顏色為白色，如圖5所示。 圖4 設(shè)置圖標(biāo)大小 圖5 背景顏色 1.2 幾何建模 （1）創(chuàng)建螺桿 1）右擊主工具箱中的幾何工具集，彈出幾何建模圖標(biāo)，單擊圓柱體按鈕； 2）在主工具箱的展開區(qū)，選中半徑復(fù)選框，在其下的文本框中輸入20mm，選中長度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入300mm，如圖6所示； 3）單擊工作區(qū)域中的(0,0,0)位置； 4）水平右移光標(biāo)，當(dāng)出現(xiàn)圓柱體幾何形狀后，單擊工作區(qū)域完成螺桿建模，如圖7所示； 圖6 尺寸設(shè)置 圖7 螺桿創(chuàng)建 5）進(jìn)行重命名操作，在創(chuàng)建的圓柱體上右擊，選擇Part:PART_2Rename彈出重命名對(duì)話框，定義構(gòu)件名稱為luogan； （2）創(chuàng)建螺母 1）單擊圓柱體按鈕，在展開選項(xiàng)區(qū)中半徑復(fù)選框，在其下的文本框中輸入60mm，選中長度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入100mm； 2）單擊工作區(qū)域中的(0,0,0)位置； 3）水平右移光標(biāo)，當(dāng)出現(xiàn)圓柱體幾何形狀后，單擊工作區(qū)域完成大圓柱體建模； 4）進(jìn)行重命名操作，在創(chuàng)建的圓柱體上右擊，選擇Part:PART_3Rename彈出重命名對(duì)話框，定義構(gòu)件名稱為luomu； 5）右擊luogan，在快捷菜單中選擇復(fù)制菜單項(xiàng)，完成螺桿的復(fù)制，生成構(gòu)件luogan_2，如圖8所示； 6）右擊主工具箱的按鈕，單擊兩點(diǎn)移動(dòng)對(duì)象按鈕，選擇螺桿進(jìn)行移動(dòng)，將luogan.Marker_1從（0,0,0）位置移動(dòng)到（400,0,0,）位置，將螺桿右移400mm；如圖9所示； 圖8 螺桿復(fù)制 圖9 螺桿移動(dòng) 7）右擊主工具箱的按鈕，單擊布爾減按鈕，在繪圖區(qū)先單擊選擇構(gòu)件luomu再單擊選擇luogan_2完成布爾減操作，生成螺母。如圖10所示； 8）單擊按鈕，選擇luogan進(jìn)行移動(dòng)，將luogan.Marker_1從（400,0,0）位置移動(dòng)到（-100,0,0）位置，將構(gòu)件luogan左移500mm，如圖11所示； 圖10 螺母生成 圖11 螺桿移動(dòng) （3）創(chuàng)建上、下曲柄 1）右擊主工具箱的按鈕，單擊連桿按鈕，在主工具箱的展開選項(xiàng)中選中長度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入260mm，選中寬度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入30mm，選中深度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入15mm； 2）在繪圖區(qū)單擊第一點(diǎn)（-100,0,0），水平左移光標(biāo)，當(dāng)出現(xiàn)水平放置的連桿幾何形狀后，單擊完成上曲柄的建模； 3）進(jìn)行重命名操作，在創(chuàng)建的連桿上右擊，選擇Part:PART_４Rename彈出重命名對(duì)話框，定義構(gòu)件名稱為Upper_qubing； 4）右擊Upper_qubing，在快捷菜單中選擇復(fù)制菜單項(xiàng)，完成上曲柄的復(fù)制，生成構(gòu)件Upper_qubing_2； 5）進(jìn)行重命名操作，定義構(gòu)件Upper_qubing_2名稱為Lower_qubing； 6）在移動(dòng)對(duì)象工具集，選擇移動(dòng)對(duì)象工具集，顯示移動(dòng)對(duì)話框，單擊視圖中心按鈕，在繪圖區(qū)選擇Luogan.Marker_1為新的視圖中心； 7）在繪圖區(qū)選中Upper_qubing，在角文本框中輸入45，單擊順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工具，則上曲柄繞其右端點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，得到其初始位置，如圖12所示； 8）選中Lower_qubing，在角文本框中輸入45，單擊逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工具，則下曲柄繞其右端點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，得到其初始位置；如圖13所示 圖12 上曲柄旋轉(zhuǎn) 圖13 下曲柄旋轉(zhuǎn) （4）創(chuàng)建上、下鉗口 1）單擊連桿按鈕，在主工具箱的展開選項(xiàng)中選中長度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入350mm，選中寬度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入30mm，選中深度復(fù)選框，在在其下的文本框中輸入15mm； 2）拾取上曲柄作標(biāo)記點(diǎn)，單擊點(diǎn)（-610,90,0），創(chuàng)建上鉗口。如圖14所示； 3）進(jìn)行重命名操作，定義構(gòu)件Part_6名稱為Upper_qian； 4）拾取下曲柄作標(biāo)記點(diǎn)，單擊點(diǎn)（-610,-90,0），創(chuàng)建下鉗口。如圖15所示； 5）進(jìn)行重命名操作，定義構(gòu)件Part_7名稱為Lower_qian； 14 上鉗口創(chuàng)建 圖15 下鉗口創(chuàng)建 （5）創(chuàng)建彈簧 1）單擊主工具箱按鈕，在主工具箱的展開選項(xiàng)中K并輸入100，選中C并輸入0； 2）分別選取上鉗口左標(biāo)記點(diǎn)和下鉗口左標(biāo)記點(diǎn)，創(chuàng)建彈簧，如圖16所示； 圖16 彈簧創(chuàng)建 （6）創(chuàng)建支撐桿 1）單擊連桿按鈕，在主工具箱的展開選項(xiàng)中，取消選中長度復(fù)選框，選中寬度復(fù)選框，在其下的文本框中輸入30mm，選中深度復(fù)選框，在在其下的文本框中輸入15mm； 2）分別選取上鉗口中心標(biāo)記點(diǎn)和下鉗口中心標(biāo)記點(diǎn)，創(chuàng)建支撐桿； 3）進(jìn)行重命名操作，定義構(gòu)件Part_8名稱為Zhichenggan,，如圖17所示； 圖17 支撐桿創(chuàng)建 1.3 添加約束 （1）創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 單擊主工具箱中的運(yùn)動(dòng)副按鈕，構(gòu)建方式選擇“兩個(gè)物體一個(gè)位置”如圖18所示，單擊選擇第一個(gè)物體為支撐桿，單擊第二個(gè)物體為上鉗口，單擊選擇PART_6.cm位置。創(chuàng)建螺旋副如圖19所示； 如圖 18螺旋副 如圖 19螺旋副的創(chuàng)建 按上述步驟，分別在支撐桿和下鉗口、上鉗口和上曲柄、下鉗口和下曲柄之間施加旋轉(zhuǎn)副； （2）創(chuàng)建球鉸副 右擊主工具箱中的運(yùn)動(dòng)副按鈕，單擊球鉸副按鈕，構(gòu)建方式選擇“兩個(gè)物體一個(gè)位置”如圖18所示，單擊選擇第一個(gè)物體為螺桿，單擊第二個(gè)物體為上曲柄，單擊選擇luogan.MARKER_1位置。創(chuàng)建球鉸副，右擊球鉸副，選擇“修改”，單擊改變位置按鈕，單擊旋轉(zhuǎn)Y按鈕如圖20所示，使球鉸副旋轉(zhuǎn)如圖21所示； 如圖 20球鉸副修改參數(shù) 如圖 21球鉸副旋轉(zhuǎn) 按上述步驟，在螺桿和下曲柄之間創(chuàng)建球鉸副，如上圖21所示； （3）創(chuàng)建圓柱副 右擊主工具箱中的球鉸副按鈕，單擊圓柱副按鈕，構(gòu)建方式選擇“兩個(gè)物體一個(gè)位置”如圖19所示，單擊選擇第一個(gè)物體為螺桿，單擊第二個(gè)物體為大地，單擊選擇luogan.CYLINDER_1.E1(center)位置。方向向外，創(chuàng)建圓柱副，如圖22所示； （4）創(chuàng)建固定副 右擊主工具箱中的圓柱副按鈕，單擊固定副按鈕，構(gòu)建方式選擇“兩個(gè)物體一個(gè)位置”如圖18所示，單擊選擇第一個(gè)物體為螺母，單擊第二個(gè)物體為大地，單擊選擇luomu.MARKER_2位置，創(chuàng)建固定副，如圖23所示； 如圖 22圓柱副的創(chuàng)建 如圖 23固定副的創(chuàng)建 按上述步驟，在支撐桿和大地之間創(chuàng)建固定副，如上23圖所示； （5）創(chuàng)建螺旋副 右擊主工具箱中的固定副按鈕，單擊螺旋副按鈕，構(gòu)建方式選擇“兩個(gè)物體一個(gè)位置”如圖18所示，單擊選擇第一個(gè)物體為螺桿，單擊第二個(gè)物體為螺母，單擊選擇luogan.cm位置。螺旋方向向上，移動(dòng)方向向上，創(chuàng)建螺旋副，右擊螺旋副，選擇“修改”，單擊改變位置按鈕，單擊旋轉(zhuǎn)Z按鈕如圖所示，使球鉸螺旋副旋轉(zhuǎn)如圖24所示； 1.4 添加驅(qū)動(dòng) 單擊主工具箱中的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)按鈕，在繪圖區(qū)單擊圓柱副，完成驅(qū)動(dòng)力創(chuàng)建。在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上右擊，選擇MotionMotion_1修改菜單項(xiàng)，彈出對(duì)話框，如圖25所示，將欄中的函數(shù)表達(dá)式改寫為“-10”，在類型欄中選擇速度，單擊完成按鈕完成修改； 圖 24螺旋副創(chuàng)建 圖 25修改對(duì)話框 2 仿真與測(cè)試 2.1 添加驅(qū)動(dòng) 1、仿真變形 1）單擊主工具箱中的按鈕，在展開選項(xiàng)中設(shè)置終止時(shí)間為5.0，步數(shù)為200，如圖26所示； 2）單擊按鈕即開始仿真，如圖27所示； 圖 26仿真對(duì)話框 圖 27螺旋夾緊裝置測(cè)試 2、測(cè)試模型 （1）彈簧力測(cè)試 1）右擊彈簧彈出快捷菜單，選擇SpringSpring_1測(cè)量菜單項(xiàng)，彈出Assembly Measure對(duì)話框； 2）在該對(duì)話框中，將測(cè)量名稱更改為SPRING_1_MEA_Li； 3）選擇特性下拉列表框?yàn)榱Γ? 4）單擊應(yīng)用按鈕，如圖28所示，顯示彈簧力測(cè)量結(jié)果如圖29所示； 圖 28彈簧力測(cè)量對(duì)話框 圖 29彈簧力測(cè)量結(jié)果 （2）彈簧變形測(cè)試 1）在測(cè)量對(duì)話框中，將測(cè)量名稱更改為SPRING_1_MEA_Bianxing； 2）選擇特性下拉列表框?yàn)樽冃危? 3）單擊應(yīng)用按鈕，如圖30所示，顯示彈簧變形測(cè)量結(jié)果如圖31所示； 圖 30彈簧變形測(cè)量對(duì)話框 圖 31彈簧變形測(cè)量結(jié)果 （3）彈簧剛度曲線測(cè)試 1）在SPRING_1_MEA_ Deformation圖表框中，右擊，在顯現(xiàn)的Plot：scht1快捷菜單中選擇轉(zhuǎn)換到完整繪圖選項(xiàng)，進(jìn)入ADAMS/PostProcessor界面，如圖32所示； 圖 32ADAMS/PostProcessor 2）在資源下拉列表框中選擇測(cè)量，在測(cè)量文本框中顯示SPRING_1_MEA_Force和SPRING_1_MEA_Deformation，單擊清除曲線按鈕，清除顯示的激活圖形。在獨(dú)立軸選項(xiàng)欄中選擇數(shù)據(jù)，彈出Independent Axis Browser對(duì)話框，選取SPRING_1_MEA_Deformation，單擊確定按鈕，將SPRING_1_MEA_Deformation設(shè)定為橫坐標(biāo)軸，如圖33所示； 圖 33Independent Axis Browser對(duì)話框 3）在測(cè)量文本框中選擇SPRING_1_MEA_Force，單擊添加曲線，顯示彈簧剛度曲線圖，橫坐標(biāo)為SPRING_1_MEA_Deformation，縱坐標(biāo)為SPRING_1_MEA_Force，如圖35所示； 圖 34彈簧剛度曲線圖 4）選擇Page_1Plot_4Haxis，在顯示的對(duì)話框中單擊Label文本框中Unit更改為Deformation（mm）。單擊Vaxis，在顯示的對(duì)話框中單擊Label，將Label文本框中Unit更改為Force（newton），如圖35所示； 圖 35定義了縱、橫坐標(biāo)軸名稱和單位的彈簧剛度曲線圖 5）單擊按鈕退出ADAMS/PostProcessor界面，進(jìn)入ADAMS/View界面。