往復(fù)式割刀曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性仿真

1、往復(fù)式割刀曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性仿真設(shè)計(jì)說明書1緒論大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要條件，只有實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，才能真正提高農(nóng) 民收入，人民的生活水平才能得以改善。切割器是各種收割機(jī)械的重要工作部件。目前，各種收割 機(jī)械普遍采用的切割器有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。往復(fù)式割刀副較寬，并且工作效率高，可獲得較好 的采摘質(zhì)量，割茬平齊，且不會(huì)產(chǎn)生割碎作物的現(xiàn)象。其缺點(diǎn)是工作慣性力大，割臺(tái)震動(dòng)和噪音都 很大，廣泛應(yīng)用于谷物收獲。冋轉(zhuǎn)式切割器用于收獲牧草、青飼料、粗稈作物等，少數(shù)谷物也使用 這種切割器?；剞D(zhuǎn)式切割器的切割速度高，慣性力容易平衡，震動(dòng)較小，割刀的結(jié)構(gòu)比較簡單。但 受冋轉(zhuǎn)直徑的限制，不能用

2、于寬幅切割，割刀的壽命較短，維修費(fèi)很高。當(dāng)前，收獲機(jī)上使用的切割器以往復(fù)式最多，而且制造技術(shù)趨于完善，只是在局部有所改進(jìn)， 但其慣性力不平衡仍是主要問題。由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書、相關(guān)圖紙cad/proe、屮英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄 及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請(qǐng)聯(lián)系我的叩扣：2215891151,數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計(jì)及另有的高端團(tuán) 隊(duì)絕對(duì)可滿足您的需要.國內(nèi)收割機(jī)起步較晚，早期以模仿及從蘇聯(lián)，美國及加拿大等國家進(jìn)口為主。很多連接或支撐 部件沒有經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算，二十根據(jù)發(fā)達(dá)國家已造好的收割機(jī)的尺寸設(shè)計(jì)制造的，使得收割機(jī)體積 龐

3、大，質(zhì)量偏大。大型收割機(jī)是非常復(fù)雜的機(jī)械裝備，大型收割機(jī)的使用對(duì)土地的平整和規(guī)模有更 高的要求，華北平原，三江平原等重要的小麥，水稻產(chǎn)區(qū)很早就使用聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。相對(duì)大 型收割機(jī)，小型收割機(jī)的設(shè)計(jì)更隨意，現(xiàn)在國內(nèi)很多院校都開始嘗試針對(duì)設(shè)計(jì)制造小型收割機(jī)。這 些院校設(shè)計(jì)適合本地土地環(huán)境和生產(chǎn)力的小型收割機(jī)，這種收割機(jī)價(jià)格低，維修簡單，使用方便， 適合各種地形，保養(yǎng)要求低，適合小農(nóng)戶規(guī)模的生產(chǎn)。往復(fù)式割刀驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其作用是將源動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為割刀所需的直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。目前，國 內(nèi)的收割機(jī)采用的往復(fù)式機(jī)構(gòu)種類眾多。大致上可以歸納為曲柄連桿機(jī)構(gòu)和擺環(huán)機(jī)構(gòu)兩類。傳統(tǒng)的往復(fù)式手工費(fèi)器大都釆用單邊驅(qū)動(dòng)，

4、慣性力很難平衡，日本久保田麥稻聯(lián)合收割機(jī)將刀 桿分成兩段，采用兩個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)雙邊驅(qū)動(dòng)，兩段刃桿的運(yùn)動(dòng)方向總是相反，可部分抵消慣性力。 由于南方水e深泥腳，水稻收獲是切割器易被泥土卡住，因此久保田收割機(jī)將刀桿加寬，在其底部 挖了排泥孔，割刀在運(yùn)動(dòng)時(shí)可將進(jìn)入切割器間隙的泥土及時(shí)排出。此外，這種機(jī)型述加裝了割刀口 動(dòng)潤滑系統(tǒng)，可將潤滑油自動(dòng)滴到刀桿上，隨動(dòng)刀的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入摩擦間隙，以免手工加油發(fā)生危險(xiǎn)。 1.1切割器的要求切割器是收獲機(jī)械的重要部件之一，它的功用是將田間的作物切斷，切割器應(yīng)該滿足一下要求:1）切割質(zhì)量好：割茬整齊，不漏割，不重割，不堵刀，切割損失小；2）切割省力，功率消耗少，振動(dòng)小；

5、3）通用性好，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。切割器按照其運(yùn)動(dòng)方式可分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種，經(jīng)過多年的研究，其技術(shù)已較為成熟，基 本可以滿足上述需要，但也存在許多問題。1.2影響切割質(zhì)量的因素切割質(zhì)量與切割器的特性、莖稈的物理性能、切割器與莖稈的相對(duì)位置以及切割的速度和方向 都有密切的關(guān)系。1) 切割器的機(jī)構(gòu)刀片的斷面一般呈楔形，楔角的頂部就是刃口，刃口越薄切割阻力就越小，但如果刃口過于單 薄，強(qiáng)度不夠，很快磨損或折斷，影響其使用壽命。往復(fù)式切割器使用梯形刀片，其形狀參數(shù)對(duì)夾 持莖稈并輕快切割具有決定性作用。2) 作物莖稈有纖維素構(gòu)成，從結(jié)構(gòu)上講是非均勻體，不同方向上機(jī)械性能并不相同，有關(guān)專 家對(duì)橫切、斜

6、切和削切做了對(duì)比，證明割刀偏斜45?；蛳髑休^橫切切割阻力和功耗都降低很多。莖 稈的剛度對(duì)切割也有重要彫響，剛度小的莖稈受很小外力就會(huì)彎斜，割刀必須具有一定的切割速度, 或給予莖稈一定的支撐，才能保證順利切割。3) 切割速度一般來講，隨切割速度的增加，切割阻力會(huì)有所降低，但二者并非線性關(guān)系，而且切割速度增 加時(shí)空轉(zhuǎn)功率也會(huì)上升，割臺(tái)震動(dòng)加劇，所以稻麥往復(fù)式切割器割刀平均速度一般不超過2m/s。往復(fù)式切割器的特點(diǎn)往復(fù)式切割器的割刀作直線運(yùn)動(dòng)，割刀的平均切割速度較低，切割性能好，結(jié)構(gòu)簡單，工作可 靠，廣泛應(yīng)用在谷物收割機(jī)上。它的缺點(diǎn)是工作時(shí)慣性力大，割臺(tái)振動(dòng)和噪聲都很大，一次切割存 在重割和漏割區(qū)域

7、，故割茬不夠整齊。傳統(tǒng)的往復(fù)式切割器大都采用單邊驅(qū)動(dòng)，慣性力很難平衡，日本久保出麥稻聯(lián)合收割機(jī)將刀桿 分成兩段，采用兩個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)雙邊驅(qū)動(dòng)，兩段刀桿的運(yùn)動(dòng)方向總是相反，可部分抵消慣性力。 2切割器的參數(shù)選取和計(jì)算2.1切割器的種類根據(jù)割刀行程，動(dòng)刀片間距和定刀片間距三者的不同組合關(guān)系，分成下列三種類型的切割器。 2.1.1單刀距行程型割刀器其尺寸關(guān)系s = t = t0= 76.2mm如圖2-1 a)這種形式也叫標(biāo)準(zhǔn)型切割器。其待點(diǎn)是：割刀的切割速度較高，切割性能較好，對(duì)粗細(xì)莖稈的 適應(yīng)性較好。但切割莖稈時(shí)傾斜度大，割茬變化較大。2.1.2低割型切割器其尺寸關(guān)系為：s = t = 2厲=15

8、2.4mm如圖2-1 b)切割器割刀行程和動(dòng)刀片間距相等，是護(hù)刃齒間距的兩倍。切割谷物時(shí)，莖稈橫向傾斜量小，割茬較低，對(duì)收割大豆和收割牧草較為有利，但對(duì)粗稈作物 的適應(yīng)性較差。低割型切割器由于切割時(shí)割刀速度利用段較低，在莖稈青澀和雜草較多時(shí)，切割質(zhì)量較差，割 茬不齊并有堵刀現(xiàn)象。2.1.3雙刀距行程型切割器其尺寸關(guān)系s = 2t = 2心如圖2-1 c)雙刀距行程特點(diǎn)為：割刀往復(fù)式運(yùn)動(dòng)的頻率低，曲柄轉(zhuǎn)速較慢，因而工作時(shí)慣性力力較小。對(duì) 抗振性較差的小型收割機(jī)具有特殊意義，適用于小型收割機(jī)。綜上所述，通過三種割刀器的對(duì)比看出，就收獲牧草量來說，以低割型較好。tna)b)c)圖21割刀示意圖22動(dòng)

9、刀片的結(jié)構(gòu)參數(shù)動(dòng)刀是切割器的主要工作零件，對(duì)刀片的要求為材料硬度高，耐磨，具有一定的彈性。因此動(dòng) 刀采用光刃結(jié)構(gòu)，光刃切割省力，割茬整齊，但易磨鈍，工作中需要經(jīng)常磨刀。動(dòng)刀片是一種易損 零件，為了保證具有較好的耐磨性和一定的沖擊韌性，刀片一般有t9碳素工具鋼制成，刃部需淬 火和回火。動(dòng)刀片的結(jié)構(gòu)參數(shù)有：切割角a (即刃線的傾角)、刃部高度h、刀片的寬度c和d。切割角a 是動(dòng)刀片的主要參數(shù)，它的大小對(duì)切割性能有著重要的影響。既影響切割阻力的大小，又決定能否 鉗住莖稈保證可靠地切割。試驗(yàn)表明，切割角增大，切割阻力減?。寒?dāng)a由15。增至45。時(shí)，切割 阻力減小一半。阻力減小的原因在于切割角增加時(shí)刀片

10、相對(duì)于牧草莖稈的滑切速度v,增大。v( = v sin a( 2 1 )式中，伙為刀片的運(yùn)動(dòng)速度，如圖所示。q為切割角；v為刀片的運(yùn)動(dòng)速度圖22刀片參數(shù)但切割角q過大時(shí)將引起莖稈切割時(shí)沿刃線向外滑動(dòng)。甚至鉗不住莖稈，不能保證可靠切割。為此, 必須以鉗住牧草莖稈為前提，盡量選擇較大的切割角q。切割瞬時(shí)，鉗住牧草莖稈的條件為：兩刃作用于莖稈的合力尺、凡必須在同一條直線上。因?yàn)閒5n tanf2< tan®f = f? , (p =(p2式中，(p=(p2是動(dòng)刀片對(duì)牧草莖稈的摩擦角，如圖23所示。圖2-3切割原理示意圖 得鉗住牧草莖稈的條件為：2gs%+©。經(jīng)測定，光刀動(dòng)刀

11、片配合時(shí)，對(duì)牧草莖稈的摩擦角之和為為+徑=52。54°。則収動(dòng)刀片的c d切割角q的參數(shù)關(guān)系為/?=,因此動(dòng)刀寬度c = 35mm , d = 6nun ,動(dòng)刀刃部高度2tan6zh = 30 mm。2.3曲柄轉(zhuǎn)速的確定在切割過程中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)通過中間零件撥叉撥動(dòng)切割器動(dòng)刀組相對(duì)頂?shù)浇M做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)對(duì) 牧草進(jìn)行切割。由于曲柄每轉(zhuǎn)一圈割刀完成2個(gè)割刀行程(s)所以n 2s _ ns 6030式中：n曲柄的轉(zhuǎn)速r/min$割刀行程 mm s = 152.4/7w2對(duì)于切割平均速度是選用值，谷物干、脆取2mls,牧草青、濕、取大一些，但速度 又不宜過大，這里取2.5mis.可得：n

12、71; 492 r/ min為了方便計(jì)算刃= 500廠/min2.4收割機(jī)的進(jìn)距計(jì)算進(jìn)距：割刀運(yùn)動(dòng)一個(gè)行程時(shí)，機(jī)器前進(jìn)的距離進(jìn)距也是影響切割器切割性能的重要因素，進(jìn)距太小重割區(qū)太大，浪費(fèi)功率；進(jìn)距太大漏割區(qū) 增大。ry603()式屮：v,機(jī)器前進(jìn)的速度 m/s 曲柄的轉(zhuǎn)速r/min2.5切割器功率計(jì)算根據(jù)能量守恒定律可知，往復(fù)式切割器消耗的功率等于曲柄輸入的功率。往復(fù)式切割器的切割 功率包括切割牧草的功率和空轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦功率兩部分。2.5.1切害ij功率的計(jì)算切割功率和機(jī)器前進(jìn)的速度、收割器的割副以及收割牧草單位面積所消耗的功率有密切關(guān)系。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式有n =厶（2 - 4 ）卩 1000式中

13、：收割機(jī)的前進(jìn)速度匕“=1.6加£；b 收割機(jī)的割副 b = 4.2加；厶切割牧草單位面積所消耗的功率；對(duì)于牧草£0 = 2030kw/赤，這里取厶）=30sv加$所以可得np = 0.2016cw2.5.2摩擦空轉(zhuǎn)功率的確定摩擦空轉(zhuǎn)功率目前還沒有確定的計(jì)算公式，摩擦空轉(zhuǎn)功率與割刀的安裝狀態(tài)有很大關(guān)系， 經(jīng)大量試驗(yàn)確定，每米割副的空轉(zhuǎn)功率隨曲柄的轉(zhuǎn)速不同在0.591.1 bu/加之i'可變化，為更好的保 證此次設(shè)計(jì)的質(zhì)量取l.oaw/加。則有nm= 4.2x1.0 = 4.2kw2.5.3切割器消耗的總功率綜合以上分析可得切割器消耗的總功率：n = np + nm

14、= 0.2016+4.2 = 4.401 &w2.6驅(qū)動(dòng)曲柄所需的轉(zhuǎn)矩(2 -4 )驅(qū)動(dòng)曲柄所需的轉(zhuǎn)矩：n co式中：血為曲柄的轉(zhuǎn)角速度2勿 2兀 x 500“> /co =匕 52 rad / s60 60所以52«857vm3切割圖的繪制與分析切割圖是根據(jù)刀片結(jié)構(gòu)參數(shù)以及割刀行程，述有收割機(jī)進(jìn)距確定的一個(gè)可以直接反映切割器切 割性能的圖表。3.1切割圖的繪制步驟1）先在圖上畫出兩個(gè)相鄰定刀片的屮心線和刃線的軌跡（即縱向平行線）。2）按給定的參數(shù)（及11）計(jì)算割刀進(jìn)距h,并畫出動(dòng)刀片原始和走過兩個(gè)行程后的位置。3）以動(dòng)刀片原始位置的刃部a點(diǎn)為基準(zhǔn)，用作圖法畫出該點(diǎn)的軌

15、跡線。 以a點(diǎn)為始點(diǎn)，以曲柄為半徑作半圓，在圓弧上分成n等分：1, 2, 3,n,并作出標(biāo) 記。 在動(dòng)刀片的進(jìn)距線上分成同等的n等分：1, 2,n,并作出標(biāo)記。 在圓弧的各等分點(diǎn)，畫縱向平行線；在進(jìn)距線的等分點(diǎn)，畫橫向平行線。找出同樣標(biāo)記的縱、 橫線的交點(diǎn)并連成曲線。即為動(dòng)刀片的軌跡線。4）按a點(diǎn)的軌跡圖型，在ab及cd兩刃線的端點(diǎn)畫出其軌跡線，即得動(dòng)刀片刃部在兩個(gè)行程中對(duì)地面的掃描圖形一切割圖。3.2切割圖分析1）一次切割區(qū)：大多數(shù)莖桿沿割刀運(yùn)動(dòng)方向傾斜，茬較低。2）重割區(qū)：刃線兩次通過，茬殘?jiān)僭庵馗?，浪費(fèi)功率。3）漏割區(qū)：刃線不通過此區(qū)，其禾桿被推向下一行程的一次切割區(qū)，縱向傾斜，割茬較高

16、, 切割力集中，阻力較大。4）進(jìn)距ht，切割圖形t，空白區(qū)增加，重割區(qū)減少，動(dòng)刀刃高漏割區(qū)重割區(qū)f圖3-1切割圖4曲柄柄連桿機(jī)構(gòu)的建模與仿真4.1技術(shù)路線4.2曲柄連桿的機(jī)構(gòu)簡圖往復(fù)式曲柄連桿機(jī)構(gòu)是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)拉桿運(yùn)動(dòng)，拉桿 與中間連桿的交接處作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，中間連桿的另一端使得撥叉作繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滑塊 做平面運(yùn)動(dòng)，最終帶動(dòng)動(dòng)刀組作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)。自由度：f = 3xn-2xpl-ph =3x7-2x10-0 = 1,可以得到確定運(yùn)動(dòng)。圖41曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡圖4.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件的建模與裝配431零件的建模根據(jù)原理要求和結(jié)構(gòu)簡圖，對(duì)機(jī)構(gòu)中零件進(jìn)行建

17、模。首先，曲柄是通過偏心輪形式表現(xiàn)出來的 如圖4-2 (e)所示；其次，執(zhí)行部件是雙滑塊，其中一滑塊固定在動(dòng)刀組上，帶動(dòng)動(dòng)刀做往復(fù)直線 運(yùn)動(dòng)，另一滑塊相對(duì)撥叉做平動(dòng)運(yùn)動(dòng)；然后，導(dǎo)向桿如圖4-2 (c)的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往攵 直線運(yùn)動(dòng)，而且連接水平血方向與豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。零件還有拉桿如圖4-2 (d)連接曲柄和導(dǎo)向 桿，固定支座限定導(dǎo)向桿只能在一個(gè)方向上做往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)，中間連桿如圖4-2 (f)連接導(dǎo)向桿 和撥叉將導(dǎo)向桿的運(yùn)動(dòng)傳遞給撥叉，使得撥叉繞定軸擺動(dòng)。(a)撥叉(b)動(dòng)刀組撥桿及滑塊(c)導(dǎo)向桿(d)拉桿(e)偏心輪(f)中i'可連桿圖4-2零件模型圖4.3.2機(jī)構(gòu)的裝配

18、圖4-3曲柄連桿裝配4.4干涉檢驗(yàn)干涉檢驗(yàn)是在solidworks環(huán)境下進(jìn)行的，主要是對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中是各零部件之間 是否存在運(yùn)動(dòng)沖突進(jìn)行檢驗(yàn)。選擇干涉檢驗(yàn)，將沖突檢驗(yàn)設(shè)置為在全局范圍內(nèi)檢驗(yàn)，在運(yùn)動(dòng)過程屮 發(fā)生干涉時(shí)，顯示發(fā)生干涉零件透明，最后根據(jù)干涉區(qū)域的大小對(duì)發(fā)生干涉的零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的修 改。由于檢驗(yàn)得到發(fā)生干涉的零件如圖4-4所示，可以看岀在運(yùn)動(dòng)過程中中間連桿機(jī)構(gòu)和撥叉發(fā)生 干涉，根據(jù)干涉區(qū)域的大小對(duì)屮間連桿進(jìn)行尺寸上的修改，在修改后再進(jìn)行干涉檢驗(yàn)，如此反反復(fù)復(fù)，直到無干涉為止。zh干涉檢直斜畫q ©裝駅ll布局|草圖|評(píng)估|辦公直產(chǎn)呂|用閑鈿0.83血3sffios

19、ldasm圖4-4干涉檢驗(yàn)4.5基于adams的往復(fù)式割刀曲柄連桿機(jī)構(gòu)的仿真4.5.1為模型添加約束往復(fù)式割刀機(jī)構(gòu)的三維模型是在solidworks中建立的，如圖所示。建好模型后將其保存為 *parasolid格式，再打開adams ju選擇import a file打開adams彈出文件輸入框，選擇import a file, file type選擇parasolid,然后瀏覽到由sol id works生成的*parasolid文件，再給輸入文件一個(gè) 字母名稱，完成文件的導(dǎo)入。在adams !'導(dǎo)入的三維軟件模型是沒有質(zhì)量等信息的，我們需要對(duì)導(dǎo)入的模型定義材料，如 果不添加信息仿真

20、會(huì)失效。在添加負(fù)動(dòng)副約束時(shí)避免過約束和欠約束尤英是過約束或者約束錯(cuò)誤。首先，將偏心輪固定座 與ground鎖定，并在其與偏心輪之間添加較鏈約束，同樣各個(gè)連桿之間添加轉(zhuǎn)動(dòng)副；其次，將導(dǎo) 向筒與ground鎖定，并與導(dǎo)向桿構(gòu)成移動(dòng)副；最后要注意的是，動(dòng)刀撥動(dòng)桿與動(dòng)刀組導(dǎo)軌只能構(gòu) 成平面移動(dòng)副而不能定義為滑塊移動(dòng)副，否則為過約束。如圖4-5所示。0j.o8t11.marker 26頌 t6.marker_5.rt3 marker 6瞬礎(chǔ)匪甩20 諂駄或ser 仃fker.53/ 駐斗dl rart2.markerletiomalllglg廠育i rn n圖4-5添加連接方式4.5.2機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真首

21、先，為曲柄連桿機(jī)構(gòu)添加馬達(dá)motion,動(dòng)力輸入軸即運(yùn)動(dòng)軸為偏心倫軸，adams中motion 添加在joint中，這里添加在joint. 1即偏心輪與底座的轉(zhuǎn)動(dòng)約束中。馬達(dá)的參數(shù)為speed,由于偏 心輪的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分,而馬達(dá)速度的單位為d/s即每秒轉(zhuǎn)多少度,所以馬達(dá)的速度等于3000d/s； 其次，點(diǎn)擊simulation定義分析類型為default,軟件會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)副和自由度的關(guān)系自動(dòng)選擇分析類 型，另外設(shè)置end time 20, steps 500；最后，點(diǎn)擊開始仿真。如圖4-6所示。圖4-6運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)置圖5.1動(dòng)刀組位置分析5運(yùn)動(dòng)仿真完畢后即可生成測量結(jié)果曲線。啟動(dòng)adams/

22、postprocessor,設(shè)置視圖布置設(shè)置三個(gè)視窗，激活左邊的屏幕視窗，將鼠標(biāo)置于 視窗上，用鼠標(biāo)右鍵打開彈出式菜單。選擇locid animation命令，調(diào)入adams/view的仿真計(jì) 算結(jié)果，可以再屏幕上看見已調(diào)入的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，如圖5-1所示。file edit view iools helpanimation 耳c| 釧勺| h |>:! j0int9-h fijointjo會(huì) moti6n 豐屈 last_run - analysis flags：;osteelf 卜甘part8_mea!ito"part8-mea.2卜礦 part8_mea_3i 卜礦 par

23、t8_meajl:|ppart8_mea5卜礦part8mea6卜礦 part8mea7 l屜last simlast run tlme= 0.0000 frame=00lb» page!-c page_22'lame filterheader | footer nonemw也旳關(guān)囤囤創(chuàng)gsowgboanalyin: l>«t_runtmelmc20125-18 02:11:51£ >«oe-55000 04000.03000 0200001000 00.0 10000.part8.cm wtoutyn-2000040000-4000

24、0-5000 000 0.1 0 2 0.3 0.4 0.0 0.6 07 0.8 0.3 1.0anyis l»t_runtime (mc)2012*05*18 02:11 51固 aljljjll 型nakjanimation | view | camera | record|timezjbouend|li foreverzjdisplay unitsframe incrementstart o-loopspeed control<1 1訂display frametrace marker1廠superimposemodel inputcomponent117include

25、 staticnext statictrail framesfo-rinclude contactsnext contacttrail decay rate < i 1 | overlay | contour plots | vector plots | hot spots |圖5-1測試仿真結(jié)果激活右上方的屏幕視窗，該視窗名為plot_2o在控制區(qū)，選擇；然后依次選擇model=.gaohongbo,-500005.010 0150200analysis laslruntime （sec）圖52動(dòng)刀組位移曲線zhuanpeitu-100 0filter=body, characteri

26、stic二cm_position, component=乙 選擇 add curve 按鈕，繪制動(dòng)刀撥動(dòng)桿的 位移曲線圖。50 05 2結(jié)果分析1）從位移曲線來看它也不是簡諧運(yùn)動(dòng)，切割性能不是很好；2）割刀行程沒達(dá)到所要求的152.4mm；3）經(jīng)過多次調(diào)整位置以及修改尺寸，發(fā)現(xiàn)此機(jī)構(gòu)割刀行程的變化范圍很小，不能滿足要求；4）機(jī)構(gòu)較復(fù)雜傳動(dòng)效率降低，并且移動(dòng)副摩擦大。5.2機(jī)構(gòu)的修改割刀行程無法滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)能是因?yàn)橹虚g連桿與撥叉存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，不能很好的傳遞運(yùn)動(dòng), 撥叉不能實(shí)現(xiàn)較大角度的擺動(dòng)，針對(duì)以上情況，現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)做一下改動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。按修改 后的結(jié)構(gòu)簡圖對(duì)個(gè)別零件重新建模，最后再重新

27、裝配，機(jī)構(gòu)簡圖如圖53所示。圖5-3結(jié)構(gòu)簡圖5.3修改后的機(jī)構(gòu)零件建模a）導(dǎo)向桿b）中間連桿圖54修改后的零件5.4曲柄連桿機(jī)構(gòu)重新裝配圖5-5裝配圖在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，影響割刀行程的主要因數(shù)是曲柄的偏心距和動(dòng)刀組撥桿與導(dǎo)向桿的相對(duì)位 置?，F(xiàn)使偏心距不變，通過調(diào)整動(dòng)刀組撥桿與導(dǎo)向桿的相對(duì)位置，測試相應(yīng)的割刀行程。如表5-1 所示。表5-1尺寸關(guān)系(mm)曲柄偏心距撥動(dòng)桿與刀桿的乖直距離割刀的行程50230.546805()246.3049450246.58710650240.63210650252.43312650260.12414450265.47742950260.8271455()261.

28、91214950262.986153確定好曲柄連桿機(jī)構(gòu)中各桿件間的相對(duì)位置，將裝配圖另存為*parasolid格式并導(dǎo)入adams, 并添加連接關(guān)系，進(jìn)行仿真，結(jié)果測試。圖56修改后的曲柄連桿機(jī)構(gòu)添加約束eile edit view ioois help d|&|g|a| m| , +卜館妙呦&last-run tim«= 0 0000 frime=001marrn f<eranalysis last runtime (sec) 2o12-os-18 0211516e)analysis lart.run tinw (wc) 2012s-18 02 11 51an

29、imation | view | camera | record | overlay | contour plou vector plots | hot spots |ospuy unitsframe lr>c(eme<itstart o-loop| fortvtr(timedo-end) 1zjspe«d controltrice marketcomponenttraltrarf oecay rate102lj2jr suptnmpos*p include staticr include corudctsf 0 050wxx staocnext contact由曲線形狀

30、可以得知，動(dòng)刀組運(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)，切割器具冇很好的切割性能。另外，圖形中波 峰與波谷之差顯然大于設(shè)計(jì)要求152.4mm,滿足割副要求。激活右下方的屏幕視窗，該視窗名為plot_3o在控制區(qū)，選擇sourc二object；然后依次選擇 model=.gaohongbo, filter二body, characteristic=cm_velocity, component=z；選擇 add curves 按 鈕，繪制動(dòng)刀組撥動(dòng)桿的速度曲線。圖59動(dòng)刀組速度曲線在控制區(qū)，選擇 object=on；然后依次選擇：model=.gaohongbo» filter=body, characteri

31、slic=cm_vcceleration 和 component=乙 選擇 one curve per plot 項(xiàng)，設(shè)置在新的一頁繪制 曲線；選擇add curve按鈕，產(chǎn)生新的一頁并繪制動(dòng)刀組撥動(dòng)桿加速度曲線。gaohongbo 60000.0 -50000.040000.030000.020000.010000.00.0-10000.0-20000.0 0.05.010.015.020.0analysis: last_runtime (sec)2012-05-26 22:01 28圖51()動(dòng)刀組加速度曲線由以上各曲線圖可以看出，割刀的位移、速度、加速度都是時(shí)間t的函數(shù)，各時(shí)刻的參數(shù)大小

32、 都可以從表格中直接讀取，并且對(duì)表格處理得出：最大位移為19mm,最大速度為2500 mmls, 最大加速度為60000mm/52 6曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析a點(diǎn)的坐標(biāo)廠=oacosa = ecos 曲ya = oasin a = esin cotz4 =°b點(diǎn)的坐標(biāo)xb =xa + abcosp = ecos 曲 + abcos0y=° z = °c點(diǎn)的坐標(biāo)xc =4- bc = ecoscot 4- aficos/? 4- bcac 二九=° zc = zr = 0d點(diǎn)的坐標(biāo)xd=xc + cd sin y = ecoscot + abcos0 + b

33、c+cdsin /yn = yc=qzd = cd cosyd點(diǎn)的速度*vd=vd_= zd = cdy sin yd點(diǎn)的加速度ad-zd- cdy" sin / - cd/2 cos/7結(jié)論將單個(gè)的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)結(jié)合在一起，在計(jì)算機(jī)上建造出產(chǎn)品的整體尸體模型，針對(duì)該 產(chǎn)品在實(shí)際投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測產(chǎn)品的整體性能,進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)、 提高產(chǎn)品性能的新技術(shù)；是從分析解決產(chǎn)品整體性能及其相關(guān)問題的角度出發(fā)，解決傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 制造過程中存在弊端的新技術(shù)。虛擬樣機(jī)技術(shù)可使產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)地模擬產(chǎn)品 整體的運(yùn)動(dòng)及受力情況，快速分析多種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行

34、對(duì)物理樣機(jī)來說難以進(jìn)行或根本無法進(jìn)行的 試驗(yàn)，知道獲得最優(yōu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用貫穿在產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，可以再概 念設(shè)計(jì)和方案論證中，設(shè)計(jì)人員可以把口己的經(jīng)驗(yàn)與想象結(jié)合在計(jì)算機(jī)的虛擬樣機(jī)中充分發(fā)揮創(chuàng)造 力，進(jìn)而縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。利用solidworks對(duì)收割器曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模裝配和adams運(yùn)動(dòng)仿真，可以實(shí)吋觀測各機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程，觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)牛干涉。通過主成曲線與數(shù)據(jù)檢測被測對(duì)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否滿足 工作要求。虛擬運(yùn)動(dòng)分析能夠準(zhǔn)確確定并優(yōu)化機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，大大減少了設(shè)計(jì)的工作量和縮短了設(shè)計(jì) 周期，提高了分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的效率與質(zhì)量，同時(shí)也為往復(fù)式割刀曲柄連桿機(jī)構(gòu)的研究提供了理論上 的支持。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)虛擬樣