基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析 论文(5)

西安石油大学本科毕业设计（论文）

表2-4 惯性力和惯性力矩

力、力矩 N、N?m 8.84 0 3.723 817.914 0.948 1.649 2.3.3 拆分杆组

将机构的机架及与机架相连的原动件从机构中拆分开来，由其余构件构成的构建组必然为自由度为零的构件组，而这个自由度为零的构件组有时还可以拆成更简单的自由度为零的构件组，把最后不能再拆的简单的自由度为零的构件组称为基本杆组或阿苏尔杆组，简称为杆组。即任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次连接与原动件和机架上构成的。最简单的基本杆组是由两个构件和三个低副构成的，这种基本杆组被称为Ⅱ级组。图2-1所示机构为二级机构，杆组拆分如图2-7所示：

2.3.4 机构受力分析

图2-7 杆组拆分

（1）4-5杆组示力体共受5个力，分别为Fr，G5，FI5，FR65，F34。其中FI5和F34分别为滑块5的惯性力和构件3对构件4的力，FI5的大小已知，方向由运动学分析可知水平向右，F34的方向为从E指向D；重力G5和支座反力FR65均垂直于质心。选取力比例尺μN=100N/mm，作力的多边形如图2-8所示：

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图2-8 4-5杆组力多边形

因为： 错误！未找到引用源。 （2-40） G5?62?9.?8 6 （2-41） 60N7.DP?24.40mm DE?71.2m9m

故： F34??N?DE?100?71.29?7129N （2-42） FR65??N?DP?100?24.40?2440N (2-43)

(2)对2-3杆组共受5个力，分别为G3、FI3、F12、F34、FR63，其中FI3是惯性力，F12，F43分别为构件1对构件2的作用力和构件4对构件3的作用力，F12的方向平行于AB,大小未知，F43与F34是作用力与反作用力，大小相等方向相反，FR63是机架对构件3的作用力。分析图如图2-9所示:

图2-9 2-3杆组受力分析

对C点取矩，得：

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?M?M代入数据,得：

I3?FI3?X3?F12?X12?F43?X43?G3?X3?0

M??0.948?8.84?0.247?F12?0.1?7129?0.4949?196?0.247?0

解得： F12?35777.9N (2-44) 又

?F?F?Fxy ?3G?1F0?2?F43?IF3解得： F63?43094.1N (2-45)

(3)对机架与构件1受力分析，由于构件1的质量忽略不计，所以只受两个力的作用，即构件2对构件1的作用力F21，与机架铰链处的支反力F61。受力分析图如图2-10所示：

图2-10 机架与构件1受力分析

因为?F?0,所以:

F61?F21?35777.9N (2-46)

2.4 小结

本章通过应用机械原理和理论力学知识，对六连杆牛头刨床机构进行了运动学与动力学的相关特性分析。主要计算了六连杆机构在图2-2所示的②位置各点的速度、加速度、角速度，并对机构进行杆组拆分，分析计算了个杆组的受力情况。

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3 基于ADAMS的六连杆机构的建模与仿真

3.1 工作环境设置

ADAMS/View中有三种坐标系，分别为笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系，这里选取笛卡尔坐标系[13]。

将栅格设置为矩形，工作环境的网格尺寸和网格间距设置为： Size: X=750mm,Y=750mm Spacing: X=10mm,Y=10mm

3.2 创建模型

通常使用的建模方法有两种，特殊位置法和辅助点法，这里采用特殊位置法。 3.2.1 求特殊位置时各点的坐标

图3-1 特殊位置时的结构图

由图可知tan?ABC?AC?2,则错误！未找到引用源。 AB所以?ACB?26.56?，同理得出点D到工作台的距离为52.79mm 创建各构件时关键点的位置如表3-1所示：

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表3-1 关键点坐标值

位置 坐标mm A B C D E (0,0,0) (100,0,0) (0,-200,0) (223.57,247.23,0) (416.48,300.02,0) 3.2.2 用ADAMS创建各构件

在零件库中选择连杆图标，创建曲柄1，摇杆3，连杆4，并选择复选框，将尺寸分别创建为：

曲柄1： Length=100mm Width=20mm Depth=20mm

摇杆3: Length=500mm Width=20mm Depth=20mm 连杆4: Length=200mm Width=20mm Depth=20mm 所创建的构件模型如图3-2所示：

图3-2 构件模型图

在零件库中选择box图标，创建滑块2，滑块5，滑块的尺寸可随意选取，故将尺寸创建为：

滑块2：Length=50mm Width=80mm Depth=30mm

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