閂鎖設(shè)計(練習(xí))

閂鎖設(shè)計ADAMS練習(xí)題第十二章舉例

第一節(jié)彈簧掛鎖設(shè)計

設(shè)計要求：（1）能產(chǎn)生800N的夾緊力；（2）手動夾緊，用力不大于80N；（3）手動松開時做功最少；（4）在給定的空間內(nèi)工作；（右振動時仍能正常工作。一。啟動ADAMS/View（1）在ModelName文本框中輸入latch；（2）設(shè)置單位：點(diǎn)擊Settings、Units。（長度改為厘米）。（3）設(shè)置工作柵格：點(diǎn)擊Settings、WorkingGird。（25；25，1，1）（4）設(shè)置圖標(biāo)：點(diǎn)擊Settings、Icon。（2)（5）顯示坐標(biāo)窗口：點(diǎn)擊View、CoordinateWindow?；虬碏4鍵。二創(chuàng)建模型（1）創(chuàng)建設(shè)計點(diǎn)點(diǎn)擊圖標(biāo)，使用缺省設(shè)置AddtoGround和Don‘tAttach。分別按表中的數(shù)值創(chuàng)建6個設(shè)計點(diǎn)。A（0、0、0）D（-1、10、0）F（-6、5、0）A（3、3、0）C（2、8、0）E（-10、22、0）（2）創(chuàng)建中間軸（pivot)選擇建模工具圖標(biāo)，設(shè)置厚度Thickness=1，半徑Radius=1。分別點(diǎn)擊POINT_1、POINT_2、POINT_3、POINT_1。右擊鍵完成。改名：右擊中間軸，選擇part.PRAT_2、Remane，在對話框內(nèi)輸入新名稱：.latch.pivot。（3）創(chuàng)建手柄（handle)選取建模工具圖標(biāo)，依次選取POINT_3、POINT_4兩點(diǎn)。用相同的方法改為：.latch.handle。（4）創(chuàng)建滑鉤（hood）選取建模工具圖標(biāo)，按數(shù)據(jù)表給出的坐標(biāo)值，依次選取各點(diǎn)，按右鍵完成創(chuàng)建滑鉤。改名為.latch.hook。（5）創(chuàng)建滑桿選取建模工具圖標(biāo)，依次選取POINT_5、POINT_6兩點(diǎn)。用相同的方法改名為：.latch.slider。（6)創(chuàng)建固定支架groundblock：選取建模工具圖標(biāo)，依次選取點(diǎn)（-2，1，0），（-18，-1，0），創(chuàng)建固定支架。改名為：.latch.ground_Block。創(chuàng)建約束副（1）創(chuàng)建鉸接副

除第四點(diǎn)外，其它五個點(diǎn)均建立鉸接副。點(diǎn)擊鉸接副圖標(biāo)，并設(shè)置2Bod-1Loc和NormalToGrid。（4、2、0）（5、3、0）（3、5、0）（-6、6、0）（-14、6、0）（-15、5、0）（-15、3、0）（-5、3、0）（-12、3、0）（-12、1、0）（-14、1、0）（-18、-1、0）（-2、1、0）（-18、-1、0）（-2、1、0）再點(diǎn)擊Ground_block先點(diǎn)擊pivot最后點(diǎn)擊point_1先點(diǎn)擊pivot先點(diǎn)擊pivot再點(diǎn)擊hook最后點(diǎn)擊point_2再點(diǎn)擊handle最后點(diǎn)擊point_3先點(diǎn)擊pivot最后點(diǎn)擊point_4先點(diǎn)擊slider再點(diǎn)擊handle先點(diǎn)擊slider再點(diǎn)擊hook最后點(diǎn)擊point_5點(diǎn)擊pivot、ground，點(diǎn)擊POINT_1，創(chuàng)建Joint,JOINT_1。點(diǎn)擊pivot、hood，點(diǎn)擊POINT_2，創(chuàng)建Joint,JOINT_2。點(diǎn)擊pivot、handle，點(diǎn)擊POINT_3，創(chuàng)建Joint,JOINT_3。點(diǎn)擊slider、handle，點(diǎn)擊POINT_4，創(chuàng)建Joint,JOINT_4。點(diǎn)擊slider、hook，點(diǎn)擊POINT_5，創(chuàng)建Joint,JOINT_5。（2）創(chuàng)建固定副（若選onGround則不需要創(chuàng)建）點(diǎn)擊固定副，設(shè)置2Bod-1Loc和NormalToGrid。點(diǎn)擊ground_block和ground，再點(diǎn)擊固定支架的質(zhì)心，建立固定副Joint,JOINT_6。（3）創(chuàng)建點(diǎn)面約束副

選擇Build、Joint，出現(xiàn)約束工具箱，選擇，設(shè)置2Bod-1Loc和NormalToGrid。依次選取固定支架ground_Block和滑鉤hook，點(diǎn)擊點(diǎn)（-12，1，0）。創(chuàng)建點(diǎn)面副Primitive_Joint:IPRIM_1。

修改低副約束：點(diǎn)擊點(diǎn)面約束副，選擇Primitive_Joint:IPRIM_1、Modify，出現(xiàn)修改約束對話框，并點(diǎn)擊其中的圖標(biāo)，出現(xiàn)精度移動對話框，點(diǎn)擊其中的，并修改A1=180，A2=90，A3=90，點(diǎn)擊，。施加作用力

（1）創(chuàng)建彈簧力

再點(diǎn)擊hook先點(diǎn)擊Ground_block點(diǎn)（-12，1，0）若出現(xiàn)其他箭頭方向，可以修改點(diǎn)擊Modify點(diǎn)擊

點(diǎn)擊

點(diǎn)擊用彈簧來模擬滑鉤夾緊力，彈簧剛度800N/cm，阻尼系數(shù)為0.5Ns/cm.點(diǎn)擊彈簧工具圖標(biāo)，令彈簧剛度系數(shù)K=800，阻尼系數(shù)C=0.5。用鼠標(biāo)右擊（-14，1，0），出現(xiàn)選擇對話框選擇hook.EXTRUSION_9,V16，然后點(diǎn)擊點(diǎn)（-23，1，0），創(chuàng)建彈簧。（2）創(chuàng)建手柄力

點(diǎn)擊單作用力圖標(biāo)，設(shè)置SpacesFixed和PickFeature。依次選取手柄handle、手柄末端POINT_4，坐標(biāo)點(diǎn)（-18，14，0）。手柄力取值80N。

用鼠標(biāo)右擊點(diǎn)（-14，1，0），出現(xiàn)選擇對話框選擇hook.EXTRUSION_9,V16，然后點(diǎn)擊點(diǎn)（-23，1，0），創(chuàng)建彈簧最后點(diǎn)擊點(diǎn)（-18，14，0）再點(diǎn)擊Point_4先點(diǎn)擊handle仿真點(diǎn)擊仿真圖標(biāo)，EndTime=0.2，Step=50，點(diǎn)擊，完成仿真。測量彈簧力

右擊彈簧，出現(xiàn)浮動菜單，點(diǎn)擊Spring：SPRING_1、Measure，出現(xiàn)裝配測量對話框，在特性選擇框中選擇：Force。點(diǎn)擊OK，出現(xiàn)彈簧測量曲線圖。

點(diǎn)擊點(diǎn)擊OK彈簧測量曲線圖負(fù)值表示壓緊力彈簧力曲線表示的就是滑鉤的夾緊力。負(fù)值表示壓緊力。角度測量從掛鎖機(jī)構(gòu)的實際工作需要，只有到達(dá)最大夾緊力后就要設(shè)置檔塊進(jìn)行限位，當(dāng)POINT_5、POINT_3、POINT_6所構(gòu)成的三角形的夾角為零時，夾緊力達(dá)最大值。所以要設(shè)置該角度的測量。選擇Bulid、Measure、Angle、New，出現(xiàn)角度測量對話框。在第一個標(biāo)記點(diǎn)輸入框內(nèi)輸入POINT_5點(diǎn)上的任意標(biāo)記點(diǎn)，可以右擊輸入框，在浮動菜單中選擇Marker、Pick，在POINT_5點(diǎn)附近選擇Marker_7;用相同的方法在中間和最后標(biāo)記點(diǎn)輸入框內(nèi)選取Marker_3、Marker_8。點(diǎn)擊OK。出現(xiàn)角度測量曲線圖。

角度測量名士默認(rèn)值：MEA_ANGLE_4，也可以重新命名。POINT_5POINT_3POINT_6點(diǎn)擊OK角度測量曲線圖設(shè)置傳感器設(shè)置傳感器的目的是要用角度測量的信號（角度等于零）來激活開關(guān)，終止機(jī)構(gòu)運(yùn)動。

選擇主菜單命令Simulate、Sensor、New，

顯示傳感器對話框。傳感器名可以默認(rèn)，也可以重新命名。

EventDefinition:選擇Run-TimeExpression。

Expression:選擇角度測量名：MEA_ANGLE_4；選擇AngularValues（角度值）；Lessthenorequai(小于等于）；Value（判斷值）：0.0ErrorTolorance（偏值）：0.001標(biāo)準(zhǔn)操作：GenerateadditionOutputStepatevent:激發(fā)傳感器產(chǎn)生特殊操作。Terminatecurrentstepandstopand…：結(jié)束仿真分析或中斷仿真分析。選擇Stop。點(diǎn)擊OK，完成創(chuàng)建角度傳感器。再進(jìn)行仿真，設(shè)置EndTime=0.2，Step=100。但角度為0時終止運(yùn)動。

九樣機(jī)模型參數(shù)化（1）創(chuàng)建設(shè)計變量

在機(jī)構(gòu)中，除了手柄末端標(biāo)記點(diǎn)POINT_4以外，其余5個標(biāo)記點(diǎn)的位置都可能影響夾緊力的大小。因此將這些標(biāo)記點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)參數(shù)作為設(shè)計變量。點(diǎn)擊OK右擊POINT_1點(diǎn)，激活浮動對話框，選擇Point：POINT_1、Modify，彈出標(biāo)記點(diǎn)表格編輯器。點(diǎn)擊POINT_1行，Loc_X列的數(shù)據(jù)0.0，該數(shù)據(jù)在上方的輸入框中出現(xiàn)，右擊該框，彈出浮動菜單，一次選擇、、，在輸入框和表格中出現(xiàn)(.latch.DV_1)用同樣的方法創(chuàng)建其它9個設(shè)計變量（.latch.DV_2)~(.latch.DV_10)點(diǎn)擊命令，完成設(shè)計變量的創(chuàng)建。（2）重新設(shè)置設(shè)計變量可以查看設(shè)計變量的標(biāo)準(zhǔn)值和限制范圍，默認(rèn)值為10%，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)值為0時，絕對變化范圍為±1。用戶可以根據(jù)需要修改限制范圍。查看時，點(diǎn)擊表編輯對話框組下方的命令。點(diǎn)擊POINT_1行，Loc_X列的數(shù)據(jù)0.0，該數(shù)據(jù)在上方的輸入框中出現(xiàn)右擊選擇Apply點(diǎn)擊十樣機(jī)模型設(shè)計研究（1）設(shè)計研究

在Simulate菜單選擇DesignEvaluation…，彈出參數(shù)化分析工具對話框。SimulationScript（仿真劇本）：.latch.last_Sim（最后一次仿真）參數(shù)選擇：；參數(shù)化分析對話框設(shè)計研究雙擊選擇極小化對象選擇設(shè)計變量雙擊DV_1點(diǎn)擊Display點(diǎn)擊More求解設(shè)置點(diǎn)擊Start計算結(jié)果

（極化化）；（極小化對象：彈簧夾緊力，即彈簧測量曲線名稱）；；（試驗研究）：DV_1;（設(shè)計變量，第一個變量DV_1.):5（默認(rèn)水平5，可以重新設(shè)置）顯示求解設(shè)置對話框：點(diǎn)擊下方的命令，出現(xiàn)對話框：

求解設(shè)置對話框中各項設(shè)置見對話框。點(diǎn)擊命令，進(jìn)行設(shè)計研究。

（2）結(jié)果分析

DV_1彈簧力曲線圖彈簧力-DV_1取值曲線

DV_1取值曲線DV_1角度曲線圖

設(shè)計變量DV_1的設(shè)計研究報表見下表：

求解設(shè)置對話框結(jié)果對話框

從設(shè)計研究報表中可以得到最大夾緊力為-915.13N，DV_1的取值為1.0，初始值（DV_1=0.0）的敏感度為-88.007N/cm。用相同的方法對其它設(shè)計變量進(jìn)行研究，計算結(jié)果如下：

DV_2:

DV_2彈簧力曲線圖彈簧力-DV_2取值曲線

DV_2取值曲線DV_2角度曲線圖

DV_3:DV_3彈簧力曲線圖彈簧力-DV_3取值曲線

DV_3:DV_3取值曲線DV_3角度曲線圖

DV_4:

DV_4彈簧力曲線圖彈簧力-DV_4取值曲線

DV_4取值曲線DV_4角度曲線圖

DV_5:

DV_5彈簧力曲線圖彈簧力-DV_5取值曲線

DV_5取值曲線DV_5角度曲線圖

DV_6

DV_6彈簧力曲線圖彈簧力-DV_5取值曲線

DV_6:

DV_6取值曲線DV_6角度曲線圖

DV_7:

DV_7彈簧力曲線圖彈簧力-DV_7取值曲線

DV_7取值曲線DV_7角度曲線圖

DV_8:

DV_8彈簧力曲線圖彈簧力-DV_8取值曲線

DV_8取值曲線DV_8角度曲線圖

DV_9

DV_9彈簧力曲線圖彈簧力-DV_9取值曲線

整理設(shè)計研究報表中的數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)果：

從表中可以看出DV_4、DV_6、DV_8的敏感度最大，用這3個參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化處理。十一樣機(jī)模型優(yōu)化設(shè)計（1）修改設(shè)計變量

a。在Bulid菜單中選擇DesignVariable、Modify顯示數(shù)據(jù)瀏覽器；b.雙擊DV_4，顯示設(shè)計變量對話框；c.在ValueRangeBy 選項框中選擇AbsoluteMinandMaxValue;d.在MinValue中輸入設(shè)計變量的下限1；在MaxValue中輸入上限6；e.點(diǎn)擊Apply命令。

雙擊DV_4修改設(shè)計變量點(diǎn)擊Apply顯示彈簧力測量圖顯示角度測量圖點(diǎn)擊Display點(diǎn)擊Output點(diǎn)擊Start

f.反復(fù)上述過程，修改設(shè)計變量DV_6、DV_8，其中DV_6的上下限為（6.5,10)，DV_8的上下限為（9，11）。g.點(diǎn)擊OK，完成設(shè)計變量的修改。（2）顯示測量圖在Bulid菜單中選擇Measure、Display，彈出數(shù)據(jù)瀏覽器；在瀏覽器中分別雙擊SPRING_1_MEA_1和MEA_ANGLE_4，彈出彈簧力測量曲線圖和角度測量圖。（3）優(yōu)化設(shè)計a.在Simulate菜單中選擇DesignEvaluation…，彈出參數(shù)化分析工具對話框。參數(shù)選擇：；（極化化）；（極小化對象：彈簧夾緊力，即彈簧測量曲線名稱）；（優(yōu)化設(shè)計）：在DesignVariable中輸入優(yōu)化設(shè)計變量DV_4、DV_6、DV_8。在Geal（目標(biāo)）選擇MinimizeDes.Meas./Objective。點(diǎn)擊命令。優(yōu)化結(jié)果見下圖。經(jīng)過優(yōu)化處理后最大彈簧力（夾緊力）為994.27N，DV_4=3.4383,DV_6=8.2808，DV_8=10.230。參數(shù)化分析對話框彈簧力（夾緊力）優(yōu)化曲線圖角度優(yōu)化曲線圖彈簧力迭代計算曲線圖DV_4迭代計算曲線圖DV_6迭代計算曲線圖DV_8迭代計算曲線圖結(jié)果對話框設(shè)計過程自動化

本例要求掛鎖應(yīng)同時滿足：手柄的作用力不大于80N，松開手柄時釋放力小于5N。（1）建立設(shè)計變量

用設(shè)計變量DV_11代表夾緊力，用DV_12代表松開力。①在Build菜單中選擇DesignVariable、New，彈出設(shè)計變量創(chuàng)建對話框；②在StandardValue文本框中輸入80；③將ValueRangeby設(shè)置為AbsoluteMinandMaxValue；④在Min.Value中輸入60，在Max.Value中輸入90；

點(diǎn)擊Apply點(diǎn)擊OK

⑤點(diǎn)擊Apply；⑥重復(fù)②~④步，創(chuàng)建變量DV_12.StandardValue=10，Min.Value=0，Max.Value=20。⑦點(diǎn)擊OK。（2）建立自定義對話框

①在Tools菜單中，選擇DialogBox、Creat，顯示對話框編輯器；②點(diǎn)擊對話框中的菜單DialogBox、New，顯示新DialogBox對話框；③在新對話框中的Name文本中輸入ForceControl，選中OK和Close；④點(diǎn)擊OK，出現(xiàn)新創(chuàng)建的對話框；點(diǎn)擊OK雙擊標(biāo)簽,調(diào)整標(biāo)簽大小點(diǎn)擊Apply點(diǎn)擊Apply點(diǎn)擊Apply點(diǎn)擊Apply點(diǎn)擊Apply對話框編輯器新DialogBox對話框（3）修改力控制對話框

①在對話框中選擇Create、Slider。②在力控制對話框中，在適當(dāng)?shù)奈恢冒醋∈髽?biāo)左鍵，然后向后拖動鼠標(biāo)，添加第一個滾動條。③重復(fù)1~2步，添加第二個滾動條。

新創(chuàng)建的對話框新創(chuàng)建的對話框④在對話框中選擇Create、Label。⑤在力控制對話框中，在適當(dāng)?shù)奈恢冒醋∈髽?biāo)左鍵，然后向后拖動