基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析 论文(6)

西安石油大学本科毕业设计（论文）

滑块5：Length=80mm Width=50mm Depth=30mm

各构件如图3-3所示:

图3-3 构件模型图

3.3 Body特性修改

3.3.1 曲柄1和滑块2的质量、转动惯量修改

构件1，2的质量忽略不计，且无转动惯量，故Mass＝1.0E-11＝0kg，错误！未找到引用源。

3.3.2 摇杆3、连杆4和滑块5的质量与转动惯量修改 摇杆3: Mass=20kg 错误！未找到引用源。

连杆4： Mass=3kg 错误！未找到引用源。滑块5： Mass=62kg 转动惯量为任意值

3.4 添加约束和驱动

一个系统通常是由多个构件组成，各个构件之间通常存在某些约束关系，即一个构件限制另一个构件运动，两个构件之间的这种约束关系，通常称为运动副或者铰链，约束通常分为基本约束和运动副。要模拟系统的真实运动情况，就需要根据实际情况抽象出相应的运动副，并在构件之间定义运动副。要使系统能够运动起来，还需要在运动副上添加驱动和载荷，以及在构件之间施加载荷。

21

西安石油大学本科毕业设计（论文）

3.4.1 添加约束

创建了构成模型的物体后，就需要使用约束副将它们连接起来，以定义物体之间的相对运动[14]。ADAMS/View提供的约束副有：理想约束（Idealized Joint）、虚约束（Joint Primitive）、高副约束（Contact）和运动驱动（Motions Generator）等类型。理想约束是通常的具有物理意义的约束副，如：旋转副（Revolute Joint）、移动副（Translational Joint）、齿轮副（Gear Joint）等[15]；虚约束用于限制物体之间的相对于运动。

一个系统常常是由多个构件组成，各个构件之间通常存在某些约束关系，即一个构件限制另一个构件的运动，两个构件之间的这种约束关系，通常重围运动副或者铰接。运动副关联两个构件，并限制两个构件之间相对运动。分析可知，曲柄1与大地，曲柄1与滑块2，摇杆3与大地，摇杆3与连杆4，连杆4与滑块5之间都是旋转副，旋转副约束两个构件在某一点处绕旋转轴只能相对转动，旋转副约束两个构件之间的三个平动自由度和两个旋转自由度，两个构件之间只有一个旋转自由度；滑块2与摇杆3、滑块与机架之间都是移动副，滑移副约束两个构件只能沿某滑移轴线滑移，滑移副约束两个构件之间的两个平动自由度和三个旋转自由度，两个构件之间只有一个平动自由度。

添加约束后的模型如图3-4所示：

图3-4 添加约束后的模型

3.4.2 添加驱动

在ADAMS/View中，在模型上定义的驱动是将运动副未约束的其他自由度做进一步约束。从某种意义上说，驱动也是一种约束，只是这种约束是时间的函数。

22

西安石油大学本科毕业设计（论文）

ADAMS/View提供了两种类型的驱动，铰驱动和点驱动，铰驱动定义旋转副、移动副和圆柱副中的移动和转动，每个连接运动约束了一个自由度，使系统自由度减少一个；点驱动定义两点之间的运动规律，点驱动可以用于任何典型的运动副，通过定义点驱动以在不增加额外约束或构件的情况下，构造复杂运动。添加驱动可以在运动副上添加驱动，也可以在两个构件的两个点上添加驱动，本例采用在运动副上添加驱动，且为旋转驱动，转速错误！未找到引用源。 添加驱动后的模型如图3-5所示：

图3-5 添加驱动后的模型

添加驱动后的模型的左视图旋转90°后如图3-6所示：

图3-6 添加驱动后的模型左视图

3.5 施加载荷

在ADAMS/View中，载荷主要分为外部载荷、内部载荷和特殊载荷，外部载荷

23

西安石油大学本科毕业设计（论文）

主要是力、力矩和重力，内部载荷主要是构件之间的一些柔性连接关系，如弹簧、缓冲器、柔性梁、接触以及约束上的摩擦等[16]。在一个系统中，构件与构件之间由于存在约束，所以在构件与构件之间就会产生作用力与反作用力，这种力是成对出现的，而且大小相等，方向相反，这种力可以称为系统的内力，此处只存在刨头与工作台之间的阻力，即滑块5与工作台的阻力错误！未找到引用源。

施加载荷后的模型如图3-7所示：

图3-7 施加载荷后的模型

3.6 模型仿真

3.6.1 模型验证

为了保证仿真分析的顺利进行，在仿真分析之前，应该对样机进行验证，排除建模中隐含的错误。一般样机模型容易出现的错误如下：

（1）不恰当的连接和约束、没有约束的构件、无质量的构件、样机的自由度等。 （2）所有的约束被破坏或者错误定义。

六连杆机构型验证结果如图3-8所示：

24

西安石油大学本科毕业设计（论文）

图3-8 六连杆机构样机验证结果

3.6.2 简单仿真与动画回放

仿真控制是决定仿真计算的类型、仿真时间、方程步数和仿真步长等信息，可以使用两种仿真控制，一种是交互式，另一种是脚本式。交互式是普通的方式，它可以完成多数的仿真，脚本式不仅可以完成交互式的所有功能，还能完成一些特殊的功能。交互式仿真控制和脚本式仿真控制控制界面如图3-9（a）、3-9（b）所示：

(a) （b）

图3-9 交互式控制与脚本式控制界面

这里选择交互式仿真控制。交互式仿真类型有Default、Dynamic(动力学计算)、Kinematic(运动学计算)和Static（静平衡计算），如果选择的是Default，系统就会根据模型的自由度而进行动力学计算还是运动学计算。

选择仿真工具按钮，设置仿真时长End time为5.0s,仿真步数为Steps为500步。仿真无错误，观察运动情况。仿真模型图如图3-10所示：

25

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析 论文(6)在线全文阅读。