Adams虛擬樣機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)部分機(jī)構(gòu)的建模與分析.doc

Adams虛擬樣機(jī)分析設(shè)計(jì)說明書冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)部分機(jī)構(gòu)的建模與分析起止日期： 年 月 至 年 月 日學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院 年 月 日目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù) 3二、機(jī)構(gòu)建模 4三、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 8四、動(dòng)力學(xué)分析 10五、參數(shù)化分析 12六、參數(shù)化樣機(jī)的手動(dòng)分析 15七、設(shè)計(jì)研究分析 16八、總結(jié) 18九、參考文獻(xiàn) 18一、設(shè)計(jì)任務(wù)書冷霜灌裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖 分析曲柄滑塊結(jié)構(gòu)：1、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 確定滑塊的位移、速度和加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2、動(dòng)力學(xué)分析 在滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到載荷F=50N的阻力時(shí)，確定所需驅(qū)動(dòng)力矩。3、參數(shù)化分析 首先對(duì)樣機(jī)進(jìn)行參數(shù)化，然后分析桿曲折段長(zhǎng)度對(duì)滑塊的位移、速度、加速度和所需驅(qū)動(dòng)力矩大小的影響。二、機(jī)構(gòu)建模1、 啟動(dòng)ADAMS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“Create a new model”，在模型名稱（Model name）欄中輸入：model_1；在重力名稱（Gravity）欄中選擇“Earth Normal (-Global Y)”；在單位名稱（Units）欄中選擇“MMKS mm,kg,N,s,deg”。如圖1-1所示。圖1-1 歡迎對(duì)話框2、 設(shè)置工作環(huán)境對(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（Setting）下拉菜單中的工作網(wǎng)格（Working Grid）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(Size)中的X和Y分別設(shè)置成750mm和750mm，間距（Spacing）中的X和Y都設(shè)置成10mm。然后點(diǎn)擊“OK”確定。3、 建模3.1創(chuàng)建設(shè)計(jì)點(diǎn)在主工具箱中選擇，并設(shè)置在工具箱中出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)為：Add to Ground, dont attach。 按下列坐標(biāo)創(chuàng)建點(diǎn)：3.2創(chuàng)建標(biāo)記點(diǎn)在主工具箱中選擇，并設(shè)置在工具箱中出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)為：Add to Ground, Global XY。按下列坐標(biāo)創(chuàng)建標(biāo)記點(diǎn)Marker_1（-10，0，0）、Marker_2（-30，-80, 0）。3.3創(chuàng)建傳動(dòng)軸Part3選擇，按以下方式設(shè)置：Cylinder：New Part；Radius：5mm；然后依次選擇Point_4、Point_5。設(shè)置：Cylinder：New Part；Radius：2mm；然后依次選擇Point_3、Point_6和Marker_1、Point_6。用，在PART_1切除PART_2，創(chuàng)建出空心軸PART_1，然后用,合并PART_1、PART_3，合并為曲柄PART_3。3.4創(chuàng)建傳動(dòng)軸PART_6選擇，按以下方式設(shè)置：Cylinder：New Part；Radius：5mm；然后依次選擇Point_1、Point_2，Point_2、Point_3，Point_3、Point_6，Point_6、Point_7，Point_7、Point_8，創(chuàng)建各軸，再用,合并為傳動(dòng)軸PART_6。 3.5創(chuàng)建錐齒輪1）選擇，按以下方式設(shè)置：Cylinder：New Part；Length：10mm；Radius：30mm。選擇Point_8，再向下垂直拖動(dòng)鼠標(biāo)，到合適位置單擊鼠標(biāo)。2）選擇，按以下方式設(shè)置：Cylinder：New Part；Length：10mm；Radius：40mm。選擇Point_17，再向右水平拖動(dòng)鼠標(biāo)，到合適位置單擊鼠標(biāo) 3）單擊，在Width欄中輸入10mm,選擇小錐齒輪下邊的邊；同樣的設(shè)置，選擇大錐齒輪右邊的邊。3.6創(chuàng)建幾何滑塊在主工具箱中選擇，按以下方式設(shè)置：Revolution：New Part；Create by picking: Points；鼠標(biāo)單擊Point_25并向右拖動(dòng)鼠標(biāo)，在（150,0,0）處單擊鼠標(biāo)；在依次選擇點(diǎn)（100,0,0）、（140,0,0）、（140,-20,0）(100,-20,0),最后單擊鼠標(biāo)右鍵，完成滑塊建模。4、 添加運(yùn)動(dòng)約束4.1添加轉(zhuǎn)動(dòng)副約束在主工具箱中選擇旋轉(zhuǎn)副（Revolute）按鈕，按以下方式設(shè)置：Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；Fist Body：Pick Body；Second Body：Pick Body。然后依次選擇PART_6、Ground和Point_1，再向下拖動(dòng)鼠標(biāo)，到適合的位置單擊鼠標(biāo)。（Joing_9）重復(fù)以上設(shè)置，完成下述操作：1）依次選擇PART_3、PART_6和Point_1，再向下拖動(dòng)鼠標(biāo)，到適合的位置單擊鼠標(biāo)。（Joing_8）2）依次選擇PART_9、Ground和Point_8，再向下拖動(dòng)鼠標(biāo)，到適合的位置單擊鼠標(biāo)。（Joing_3）3）依次選擇PART_10、Ground和Point_17，再向右拖動(dòng)鼠標(biāo)，到適合的位置單擊鼠標(biāo)。（Joing_4）4.2添加固定副約束在工具箱中選擇，按以下方式設(shè)置：Construction：2 Bod-1 Loc，Normal To Grid；Fist Body：Pick Body；Second Body：Pick Body。依次選擇PART_6、PART_9和Point_9. Marker_12。(Joint_5)4.3添加移動(dòng)副約束在主工具箱中選擇，按以下方式設(shè)置：Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；Fist Body：Pick Body；Second Body：Pick Body。然后依次選擇PART_11、Ground和Point_25，水平向右拖動(dòng)鼠標(biāo)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)代表滑塊運(yùn)動(dòng)方向的矢量，在合適的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，即可完成移動(dòng)副的創(chuàng)建。4.4添加萬向節(jié)約束在工具箱中選擇，按以下方式設(shè)置：Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；Fist Body：Pick Body；Second Body：Pick Body。先依次選擇PART_3和PART_12，再依次選擇PART_3.cm和PART_12.cm。4.5添加齒輪副約束在主工具箱中選擇，出現(xiàn)齒輪副創(chuàng)建對(duì)話框（下圖）：在Joint Name欄中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)JointPick分別選擇轉(zhuǎn)動(dòng)副Joint_3和Joint_4。Common Velocity Marker欄中選擇Marker_2，單擊OK按鈕。4.6添加運(yùn)動(dòng)約束選擇驅(qū)動(dòng)庫中選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)（Rotational Joint Motion）按鈕，選擇Joint_4。用鼠標(biāo)右鍵單擊MOTION_1，選擇Modify，在Function（time）欄中輸入360.0d*time；在Type欄中選擇Velocity。 在ADAMS/View中，選擇“File”菜單中的“Save Database As”命令，如圖5-1所示。系統(tǒng)彈出保存模型對(duì)話框，輸入保存的路徑和模型名稱，按“OK”，保存尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)模型:model_1.Bin，如圖5-2所示。 圖 5-1 保存模型命令 圖 5-2 保存模型對(duì)話框至此，已完成樣機(jī)的整個(gè)建模。點(diǎn)擊圖5-3左下角的Render按鈕，本設(shè)計(jì)的尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的整體模型如圖5-4所示。 圖 5-3 仿真選項(xiàng) 圖 5-4 尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)三、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析1運(yùn)動(dòng)仿真點(diǎn)擊主工具箱的仿真按鈕，設(shè)置仿真終止時(shí)間（End Time）為3，仿真工作步長(zhǎng)（Step Size）為1800,然后點(diǎn)擊開始仿真按鈕，如圖5-3所示，系統(tǒng)進(jìn)行仿真，觀察模型的運(yùn)動(dòng)情況。 2確定滑塊的位移、速度和加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系（1）利用測(cè)量（Measure）方式 用鼠標(biāo)右鍵單擊滑塊，在Slider 下級(jí)菜單中選擇Measure，出現(xiàn)創(chuàng)建測(cè)量曲線對(duì)話框（見圖2-1）。首先按圖2-2所示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，單擊Apply按鈕，完成滑塊的位移曲線繪制，然后按下面的內(nèi)容進(jìn)行滑塊速度曲線和加速度曲線的繪制：1） Measure Name：.model_1.PART_11_ Velocity。2） Part：PART_11。3） Component：X。4） Characteristic：CM Velocity。5） 單擊Apply按鈕，完成滑塊的速度曲線繪制。6） Measure Name：.model_1.PART_11_ Acceleration。7） Part：PART_11。8） Component：X。9） Characteristic：CM Acceleration。10）單擊Apply按鈕，完成滑塊的加速度曲線繪制。 圖2-1 Measure命令 圖2-2 滑塊位移測(cè)量曲線繪制如在圖2-2中選擇Create Strip Chart，則單擊Apply或OK按鈕后會(huì)同時(shí)出現(xiàn)相應(yīng)的測(cè)量曲線；也可以選擇BuildMeasureDisplay，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇相應(yīng)的測(cè)量曲線，單擊OK按鈕，顯示相應(yīng)的測(cè)量曲線，分別如圖2-3到圖2-5所示。如在測(cè)量曲線圖上的空白單擊鼠標(biāo)右鍵，在Plot：scht1下級(jí)菜單中選擇Transfer To Full Plot（見圖2-6），即可進(jìn)入后處理程序Post Processor，相應(yīng)的曲線也自動(dòng)被添加到繪圖區(qū)。 圖2-3 滑塊位移測(cè)量曲線 圖2-4 滑塊速度測(cè)量曲線 圖2-4 滑塊加速度測(cè)量曲線 圖2-5 Plot快捷命令（2）利用Post Processor1）在主工具箱中單擊，啟動(dòng)Post Processor程序。2）在圖形控制區(qū)的Source欄中選擇Objects,并按圖2-6所示在Filter欄中選擇Body。3）在Object選擇欄中選擇構(gòu)件PART_11。4）按下Ctrl鍵，在Characteristic欄中選擇CM Position、CM Velocity、CM Acceleration，在Componer欄中選擇X，然后單擊Add Curves按鈕，可看到如圖2-6所示的內(nèi)容。圖2-6 滑塊位移、速度、加速度對(duì)應(yīng)曲線3保存數(shù)據(jù)單擊PostProcessor工具欄上的，返回到ADAMS/View工作界面。在File菜單中選擇Save Detabase。此時(shí)會(huì)出現(xiàn)一系列提示對(duì)話框，選擇Yes，保存樣機(jī)同時(shí)產(chǎn)生備份文件；選擇No，則只保存樣機(jī)文件。四、動(dòng)力學(xué)分析1施加滑塊載荷1）在主工具箱中選擇，并設(shè)置在工具箱中出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)為：Add to Ground, dont attach。創(chuàng)建Point_36點(diǎn),坐標(biāo)為。2）在主工具箱中單擊，按圖4-2-1所示進(jìn)行設(shè)置。3）依次選擇PART_11，Point_36，再水平向右拖動(dòng)鼠標(biāo)，在（140,0,0）附近單擊鼠標(biāo)左鍵，同時(shí)出現(xiàn)力的FORCE_1的修改對(duì)話框，如圖4-2-2所示。4)在力的修改對(duì)話框中按圖4-2-2所示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，在輸入Function函數(shù)時(shí)，可以單擊，在出現(xiàn)的Function Builder對(duì)話框中輸入SIGN(STEP(time,0,0,0.005,50),-VX(PART_11.cm),單擊OK按鈕，完成力的修改。 圖4-2-2 單點(diǎn)力參數(shù)設(shè)置 圖4-2-2 單點(diǎn)力修改2動(dòng)力學(xué)仿真1）點(diǎn)擊主工具箱的仿真按鈕，設(shè)置仿真終止時(shí)間（End Time）為3，仿真工作步長(zhǎng)（Step Size）為1800。 2）單擊，開始仿真分析。3確定錐齒輪所需的驅(qū)動(dòng)力矩 用測(cè)量的方法確定錐齒輪所需的驅(qū)動(dòng)力：用鼠標(biāo)右鍵單擊MOTION_1，再在下級(jí)菜單中選擇Measure，在出現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)力矩測(cè)量創(chuàng)建對(duì)話框中，按圖4-3-1所示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。單擊OK按鈕，出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力矩測(cè)量曲線，如圖4-3-2所示。 圖4-3-1 驅(qū)動(dòng)力矩測(cè)量創(chuàng)建 圖4-3-2 驅(qū)動(dòng)力矩測(cè)量曲線4保存分析結(jié)果選擇SimulateScriped Controls,在對(duì)話框中單擊，并在隨后的對(duì)話框中輸入Dynamic，單擊OK按鈕。5繪制驅(qū)動(dòng)力矩和阻力曲線在主工具箱中選擇，然后單擊，在繪圖區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Load Plot，然后先按圖4-4-1所示進(jìn)行設(shè)置，單擊Add Curves按鈕，添加驅(qū)動(dòng)力矩曲線；再按圖4-4-2所示進(jìn)行設(shè)置，單擊Add Curves按鈕，添加阻力曲線；結(jié)果如圖4-4-3所示。圖4-4-1 添加驅(qū)動(dòng)力矩曲線圖4-4-2 添加阻力曲線圖4-4-3 驅(qū)動(dòng)力矩和阻力曲線5保存數(shù)據(jù)在File菜單中選擇Save Database，保存到指定文件夾。五、參數(shù)化分析1樣機(jī)參數(shù)化過程1）選擇ToolTable editor，然后再表格編輯器下方選擇Points，出現(xiàn)如圖5-1-1所示內(nèi)容。圖5-1-1 表格編輯器2）用鼠標(biāo)左鍵單擊Point_3的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeCreate Design Variablereal(見圖5-1-2)。圖5-1-2 參數(shù)化過程3）用上述方法修改Point_3的Loc_Y使其參數(shù)化，類型為Real。 4）用鼠標(biāo)左鍵單擊Point_4的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_1,單擊OK按鈕，再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。同樣，選擇Point_4的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_2,單擊OK按鈕，將輸入欄中的內(nèi)容改為（DV_2-10），再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。4）用鼠標(biāo)左鍵單擊Point_5的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_1,單擊OK按鈕，再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。同樣，選擇Point_5的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_2,單擊OK按鈕，將輸入欄中的內(nèi)容改為（DV_2-30），再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。5）用鼠標(biāo)左鍵單擊Point_6的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_1,單擊OK按鈕，再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。同樣，選擇Point_6的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_2,單擊OK按鈕，將輸入欄中的內(nèi)容改為（DV_2-40），再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。6) 用鼠標(biāo)左鍵單擊Point_7的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_2,單擊OK按鈕，將輸入欄中的內(nèi)容改為（DV_2-40），再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。7) 用鼠標(biāo)左鍵單擊Point_8的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_2,單擊OK按鈕，將輸入欄中的內(nèi)容改為（DV_2-100），再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。8) 用鼠標(biāo)左鍵單擊Point_17的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇ParameterizeReference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇DV_2,單擊OK按鈕，將輸入欄中的內(nèi)容改為（DV_2-140），再次單擊輸入欄右面的Apply按鈕。修改完后的結(jié)果如圖5-1-3所示。圖5-1-3 設(shè)計(jì)點(diǎn)的參數(shù)化后結(jié)果2檢查參數(shù)化后的樣機(jī)1）選擇BuildDesign VariableMondify,在數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇DV_1出現(xiàn)如圖5-2-1所示設(shè)計(jì)變量修改對(duì)話框。圖5-2-1 設(shè)計(jì)變量修改2）將Standard Value改為-11，單擊Apply按鈕。3保存數(shù)據(jù)選擇FileDatabase，在出現(xiàn)的框中單擊NO按鈕。六、參數(shù)化樣機(jī)的手動(dòng)分析1）選擇BuildMeasureDatabase，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇Motion_MEA_1,單擊OK按鈕。此時(shí)現(xiàn)實(shí)上次仿真結(jié)果的曲線，先用鼠標(biāo)單擊曲線即選擇曲線，再用鼠標(biāo)右鍵單擊曲線，在彈出菜單中Curve：urrent中選擇Save Curve。2）選擇BuildDesign VariableMondify，在數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇DV_1出現(xiàn)如圖6-1-1所示設(shè)計(jì)變量修改對(duì)話框，將Standard Value改為-11，單擊Apply按鈕。圖6-1-1 設(shè)計(jì)變量修改3）點(diǎn)擊主工具箱的仿真按鈕，設(shè)置仿真終止時(shí)間（End Time）為3，仿真工作步長(zhǎng)（Step Size）為1800,然后點(diǎn)擊開始仿真按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 4）選擇新產(chǎn)生的分析的曲線，先用鼠標(biāo)單擊曲線即選擇曲線，再用鼠標(biāo)右鍵單擊曲線，在彈出菜單中Curve：urrent中選擇Save Curve，如圖6-1-2所示。圖6-1-2 參數(shù)化仿真結(jié)果曲線5）選擇曲線圖，再用鼠標(biāo)右鍵單擊曲線，在彈出菜單中Plot：scht中選擇Transfer To Full Plot，可在Post Processor中查看分析曲線。七、設(shè)計(jì)研究分析確定曲柄長(zhǎng)度（DV_1）靈敏度，起操作步驟如下：1）選擇SimulateSimula