四连杆机构的Adams仿真

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时间:2019-06-17

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1、铰链四杆机构的仿真假设一个曲柄摇杆机构,其各个杆件尺寸为AB=280×40×20mm,BC=520×40×20mm,CD=500×40×20mm,AD=720×40×20mm。已知主动曲柄角速度ω=30(°)/s,试建立该机构的虚拟样机模型并分析摇杆的运动。通过曲柄存在的条件可以判断出该机构为曲柄摇杆机构。建模及仿真步骤如下:(1)将储存位置设置为C:UsersAdministratorDesktopadma1。(2)双击桌面图标Adams/ViewMDR3或者通过开始→所有程序中找到Adams/View进入ADAMS欢迎界面,在Modelname中输入:crank_rocke

2、r,如图1所示,单击“OK”按钮进入ADAMS主界面。图1欢迎界面(3)按照给定的各个杆件长度建立机构模型,通常使用如下方法。利用某时刻各杆形成的特殊形状关系来确定其位置,下面我们去曲柄和机架共线之一的位置,如图2所示。CBAαD图2曲柄与计价的共线位置此时,可利用余弦定理来求解三角形BCD的位置。BD的边长为:BD=AD−AB=720−280=440mm根据余弦定理可求得:BD2+CD2−BC2cos?==0.3936,得a=66.82°2BD·CD获得特殊位置角后,按下述步骤进行建模:1单击主工具栏图标,在参数设置中输入题目给定的机架尺寸,创建机架,如图3所示。图3机架建模选中机

3、架单击右键,按图4所示的步骤将其命名为frame。图4重命名机架按照同样的方法在机架右端创建给定尺寸的摇杆,如图所示,将其命名为rocker。右击摇杆选择Part:rocker,如图5所示。图5摇杆建模将摇杆按图所求的角度旋转,选择旋转移动工具按钮,在选择旋转中心,在祝工作区选择摇杆旋转所围绕的中心点,输入所需转动的角度66.82°选择顺时针2旋转按钮,如图6所示。图6摇杆的旋转旋转后如图7所示。图7旋转后的摇杆位置创建曲柄,并命名为crank,如图8所示。创建连杆,并命名为link,如图9所示。通过以上步骤完成了曲柄摇杆机构的几何模型创建。完成几何建模后,则可进一步添加约束。图

4、8创建曲柄3图9创建连杆(4)添加约束该机构中,曲柄和机架之间、曲柄和连杆之间、连杆与摇杆之间、以及摇杆和机架之间均为转动副,添加转动副的步骤如下:单击约束工具按钮。根据命令栏里的提示,右键单击曲柄,在弹出的对话框中选择crank。右键单击机架,在弹出的对话框中选择frame。单击两构件间需要添加转动副的位置,则在曲柄和机架间添加了转动副,如图10所示。图10添加曲柄和机架间的转动副采用同样的方法在曲柄和连杆间添加铰链。注:以上是当两构件重合时添加约束的方法。因为两构件重合时用单击左键的方法往往选不中想要选择的构件,所以需要借助单击右键弹出select来辅助选择。通常在两构件间

5、添加约束的方法很简单,如在连杆和摇杆间添加转动铰链的4步骤如下:单击约束工具按钮。根据命令栏的提示,单击连杆。单击摇杆。单击两构件之间需要添加转动副的位置,则在连杆和摇杆之间添加了转动铰链,如图11所示。图11添加其他运动副在工作区,构件以外的区域均默认为机架,因有构件作为机架,所以需要将该构件绑定在默认的机架上,即构件frame和工作区域间施加一个固定约束,步骤如下;打开几何建模折叠工具包,选择按钮。选择构件frame。选择工作区域栅格,完成固定副的创建,如图12所示。图12固定机架(5)为曲柄摇杆机构添加驱动的步骤如下:5单击驱动工具按钮。在speed中输入30。单

6、击曲柄和机架间的转动副joint,在曲柄上施加一个30(°)/s的驱动,如图13所示。图13施加驱动(6)仿真机构的步骤如下:单击主工具栏中的仿真计算按钮。在endtime中输入12(即角速度为30(°)/s时曲柄旋转一周需要12s的时间)。在steps中输入100,如图14所示。在simulation参数设置中,是进行仿真计算,是终止仿真计算,是返回到设置仿真的起始位置。Default是仿真类型的一种,选择该类型,系统会根据模型的自由度而决定进行动力学计算还是运动学计算。其他类型有dynamic(动力学计算)、kinematic(运动学计算),以及static(静平衡计算)。通常

7、选择default即可。Endtime也是仿真时间的一种,Endtime是终止时间,即输入时间即为仿真持续时长。另外,durationtime(持续时间)是指仿真结束后,再次单击仿真计算按钮,则会从上次仿真结束的时间开始继续进行仿真。在这里我们选择endtime,因为角速度是30(°)/s,则曲柄转一周的时间是12s,输入12s则转一周,如若想让曲柄多转几周,则输入12的倍数即可。Steps是仿真计算的步数和步长,可以通过输入数据来

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