冷霜自動灌裝機部分機構(gòu)的建模與分析課程設計

1、<p>　　Adams虛擬樣機分析</p><p><b>　　設計說明書</b></p><p>　　起止日期： 年 月 至 年 月 日</p><p><b>　　機械工程學院</b></p><p><b>　　年 月 日&

2、lt;/b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設計任務 ………………………………………………… 3</p><p>　　二、機構(gòu)建模 ………………………………………………… 4</p><p>　　三、運動學分析 …………………………………………………

3、8</p><p>　　四、動力學分析 ………………………………………………… 10</p><p>　　五、參數(shù)化分析 ………………………………………………… 12</p><p>　　六、參數(shù)化樣機的手動分析 …………………………………… 15</p><p>　　七、設計研究分析 ……………………………………………

4、16</p><p>　　八、總結(jié) ………………………………………………… 18</p><p>　　九、參考文獻 ………………………………………………… 18</p><p><b>　　一、設計任務書</b></p><p>　　冷霜灌裝機總體結(jié)構(gòu)圖</p><p>&

5、lt;b>　　分析曲柄滑塊結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　1、運動學分析 確定滑塊的位移、速度和加速度的對應關系。</p><p>　　2、動力學分析 在滑塊在運動過程中受到載荷F=50N的阻力時，確定所需驅(qū)動力矩。</p><p>　　3、參數(shù)化分析 首先對樣機進行參數(shù)化，然后分析桿曲折段長度對滑塊的位移、速度、加速度和所需驅(qū)動力矩大小

6、的影響。</p><p><b>　　二、機構(gòu)建模</b></p><p><b>　　啟動ADAMS</b></p><p>　　雙擊桌面上ADAMS/View的快捷圖標,打開ADAMS/View。在歡迎對話框中選擇“Create a new model”，在模型名稱（Model name）欄中輸入：model_1；在重

7、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。</p><p>　　圖1-1 歡迎對話框</p><p><b>　　設置工作環(huán)境</b></p><p>　　對于這個模型，網(wǎng)格間距需要設置成更高的精度以滿足要求

8、。在ADAMS/View菜單欄中，選擇設置（Setting）下拉菜單中的工作網(wǎng)格（Working Grid）命令。系統(tǒng)彈出設置工作網(wǎng)格對話框，將網(wǎng)格的尺寸(Size)中的X和Y分別設置成750mm和750mm，間距（Spacing）中的X和Y都設置成10mm。然后點擊“OK”確定。</p><p><b>　　建模</b></p><p><b>　　3.1

9、創(chuàng)建設計點</b></p><p>　　在主工具箱中選擇，并設置在工具箱中出現(xiàn)的對應選項為：Add to Ground, don’t attach。</p><p><b>　　按下列坐標創(chuàng)建點：</b></p><p><b>　　3.2創(chuàng)建標記點</b></p><p>　　在主工具

10、箱中選擇，并設置在工具箱中出現(xiàn)的對應選項為：Add to Ground, Global XY。按下列坐標創(chuàng)建標記點Marker_1（-10，0，0）、Marker_2（-30，-80, 0）。</p><p>　　3.3創(chuàng)建傳動軸Part3</p><p>　　選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Cylinder：New Part；</p>

11、<p>　　Radius：5mm；</p><p>　　然后依次選擇Point_4、Point_5。</p><p><b>　　設置：</b></p><p>　　Cylinder：New Part；</p><p>　　Radius：2mm；</p><p>　　然后依次選擇Poi

12、nt_3、Point_6和Marker_1、Point_6。</p><p>　　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。</p><p>　　3.4創(chuàng)建傳動軸PART_6</p><p>　　選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Cylinder：N

13、ew Part；</p><p>　　Radius：5mm；</p><p>　　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,合并為傳動軸PART_6。</p><p><b>　　3.5創(chuàng)建錐齒輪</b&

14、gt;</p><p>　　1）選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Cylinder：New Part；</p><p>　　Length：10mm；</p><p>　　Radius：30mm。</p><p>　　選擇Point_8，再向下垂直拖動鼠標，到合適位置單擊鼠標。</p><

15、p>　　2）選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Cylinder：New Part；</p><p>　　Length：10mm；</p><p>　　Radius：40mm。</p><p>　　選擇Point_17，再向右水平拖動鼠標，到合適位置單擊鼠標</p><p>　　3）單擊，在Width欄

16、中輸入10mm,選擇小錐齒輪下邊的邊；同樣的設置，選擇大錐齒輪右邊的邊。</p><p><b>　　3.6創(chuàng)建幾何滑塊</b></p><p>　　在主工具箱中選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Revolution：New Part；</p><p>　　Create by picking: Points；&

17、lt;/p><p>　　鼠標單擊Point_25并向右拖動鼠標，在（150,0,0）處單擊鼠標；在依次選擇點（100,0,0）、（140,0,0）、（140,-20,0）(100,-20,0),最后單擊鼠標右鍵，完成滑塊建模。</p><p><b>　　添加運動約束</b></p><p>　　4.1添加轉(zhuǎn)動副約束</p><

18、p>　　在主工具箱中選擇旋轉(zhuǎn)副（Revolute）按鈕，按以下方式設置：</p><p>　　Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；</p><p>　　Fist Body：Pick Body；</p><p>　　Second Body：Pick Body。</p><p>　　然后依次選擇PAR

19、T_6、Ground和Point_1，再向下拖動鼠標，到適合的位置單擊鼠標。（Joing_9）</p><p>　　重復以上設置，完成下述操作：</p><p>　　1）依次選擇PART_3、PART_6和Point_1，再向下拖動鼠標，到適合的位置單擊鼠標。（Joing_8）</p><p>　　2）依次選擇PART_9、Ground和Point_8，再向下拖動鼠

20、標，到適合的位置單擊鼠標。（Joing_3）</p><p>　　3）依次選擇PART_10、Ground和Point_17，再向右拖動鼠標，到適合的位置單擊鼠標。（Joing_4）</p><p>　　4.2添加固定副約束</p><p>　　在工具箱中選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Construction：2 Bod-1 L

21、oc，Normal To Grid；</p><p>　　Fist Body：Pick Body；</p><p>　　Second Body：Pick Body。</p><p>　　依次選擇PART_6、PART_9和Point_9. Marker_12。(Joint_5)</p><p>　　4.3添加移動副約束</p>

22、<p>　　在主工具箱中選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；</p><p>　　Fist Body：Pick Body；</p><p>　　Second Body：Pick Body。</p><p>　　然后依次選擇PART_11、Ground

23、和Point_25，水平向右拖動鼠標，會出現(xiàn)一個代表滑塊運動方向的矢量，在合適的位置單擊鼠標左鍵，即可完成移動副的創(chuàng)建。</p><p>　　4.4添加萬向節(jié)約束</p><p>　　在工具箱中選擇，按以下方式設置：</p><p>　　Construction：2 Bod-1 Loc，Pick Feature；</p><p>　　Fist

24、 Body：Pick Body；</p><p>　　Second Body：Pick Body。</p><p>　　先依次選擇PART_3和PART_12，再依次選擇PART_3.cm和PART_12.cm。</p><p>　　4.5添加齒輪副約束</p><p>　　在主工具箱中選擇，出現(xiàn)齒輪副創(chuàng)建對話框（下圖）：</p>

25、<p>　　在Joint Name欄中點擊鼠標右鍵，出現(xiàn)Joint>Pick分別選擇轉(zhuǎn)動副Joint_3和Joint_4。Common Velocity Marker欄中選擇Marker_2，單擊OK按鈕。</p><p><b>　　4.6添加運動約束</b></p><p>　　選擇驅(qū)動庫中選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動（Rotational Joint Mot

26、ion）按鈕，選擇Joint_4。用鼠標右鍵單擊MOTION_1，選擇Modify，在Function（time）欄中輸入360.0d*time；在Type欄中選擇Velocity。</p><p>　　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)彈出保存模型對話框，輸入保存的路徑和模型名稱，按“OK”，保存尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)模型:mod

27、el_1.Bin，如圖5-2所示。</p><p>　　圖 5-1 保存模型命令 圖 5-2 保存模型對話框</p><p>　　至此，已完成樣機的整個建模。點擊圖5-3左下角的Render按鈕，本設計的尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的整體模型如圖5-4所示。</p><p>　　圖 5-3 仿真選項 圖 5-4 尖

28、頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)</p><p><b>　　三、運動學分析</b></p><p><b>　　1．運動仿真</b></p><p>　　點擊主工具箱的仿真按鈕，設置仿真終止時間（End Time）為3，仿真工作步長（Step Size）為1800,然后點擊開始仿真按鈕，如圖5-3所示，系統(tǒng)進行仿真，觀察模型的運

29、動情況。</p><p>　　2．確定滑塊的位移、速度和加速度的對應關系</p><p>　?。?）利用測量（Measure）方式</p><p>　　用鼠標右鍵單擊滑塊，在Slider 下級菜單中選擇Measure，出現(xiàn)創(chuàng)建測量曲線對話框（見圖2-1）。首先按圖2-2所示內(nèi)容進行設置，單擊Apply按鈕，完成滑塊的位移曲線繪制，然后按下面的內(nèi)容進行滑塊速度曲線和加

30、速度曲線的繪制：</p><p>　　Measure Name：.model_1.PART_11_ Velocity。</p><p>　　Part：PART_11。</p><p>　　Component：X。</p><p>　　Characteristic：CM Velocity。</p><p>　　單擊App

31、ly按鈕，完成滑塊的速度曲線繪制。</p><p>　　Measure Name：.model_1.PART_11_ Acceleration。</p><p>　　Part：PART_11。</p><p>　　Component：X。</p><p>　　Characteristic：CM Acceleration。</p>

32、<p>　　10）單擊Apply按鈕，完成滑塊的加速度曲線繪制。</p><p>　　圖2-1 Measure命令 圖2-2 滑塊位移測量曲線繪制</p><p>　　如在圖2-2中選擇Create Strip Chart，則單擊Apply或OK按鈕后會同時出現(xiàn)相應的測量曲線；也可以選擇Build>Measure>Display，在出

33、現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇相應的測量曲線，單擊OK按鈕，顯示相應的測量曲線，分別如圖2-3到圖2-5所示。</p><p>　　如在測量曲線圖上的空白單擊鼠標右鍵，在Plot：scht1下級菜單中選擇Transfer To Full Plot（見圖2-6），即可進入后處理程序Post Processor，相應的曲線也自動被添加到繪圖區(qū)。</p><p>　　圖2-3 滑塊位移測量曲線

34、 圖2-4 滑塊速度測量曲線</p><p>　　圖2-4 滑塊加速度測量曲線 圖2-5 Plot快捷命令</p><p>　　（2）利用Post Processor</p><p>　　1）在主工具箱中單擊，啟動Post Processor程序。</p><p>　　2）在圖形控制區(qū)的Source欄

35、中選擇Objects,并按圖2-6所示在Filter欄中選擇Body。</p><p>　　3）在Object選擇欄中選擇構(gòu)件PART_11。</p><p>　　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

36、。</p><p>　　圖2-6 滑塊位移、速度、加速度對應曲線</p><p><b>　　3．保存數(shù)據(jù)</b></p><p>　　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。此時會出現(xiàn)一系列提示對話框，選擇Yes，保存樣機同時產(chǎn)生備份文件；選擇No，則只保

37、存樣機文件。</p><p><b>　　四、動力學分析</b></p><p><b>　　1．施加滑塊載荷</b></p><p>　　1）在主工具箱中選擇，并設置在工具箱中出現(xiàn)的對應選項為：Add to Ground, don’t attach。創(chuàng)建Point_36點,坐標為。</p><p>

38、;　　2）在主工具箱中單擊，按圖4-2-1所示進行設置。</p><p>　　3）依次選擇PART_11，Point_36，再水平向右拖動鼠標，在（140,0,0）附近單擊鼠標左鍵，同時出現(xiàn)力的FORCE_1的修改對話框，如圖4-2-2所示。</p><p>　　4)在力的修改對話框中按圖4-2-2所示內(nèi)容進行設置，在輸入Function函數(shù)時，可以單擊，在出現(xiàn)的Function Buil

39、der對話框中輸入[SIGN(STEP(time,</p><p>　　0,0,0.005,50),-VX(PART_11.cm))],單擊OK按鈕，完成力的修改。</p><p>　　圖4-2-2 單點力參數(shù)設置 圖4-2-2 單點力修改</p><p><b>　　2．動力學仿真</b></p><p

40、>　　1）點擊主工具箱的仿真按鈕，設置仿真終止時間（End Time）為3，仿真工作步長（Step Size）為1800。</p><p>　　2）單擊，開始仿真分析。</p><p>　　3．確定錐齒輪所需的驅(qū)動力矩</p><p>　　用測量的方法確定錐齒輪所需的驅(qū)動力：用鼠標右鍵單擊MOTION_1，再在下級菜單中選擇Measure，在出現(xiàn)的驅(qū)動力矩測量

41、創(chuàng)建對話框中，按圖4-3-1所示內(nèi)容進行設置。單擊OK按鈕，出現(xiàn)驅(qū)動力矩測量曲線，如圖4-3-2所示。</p><p>　　圖4-3-1 驅(qū)動力矩測量創(chuàng)建 圖4-3-2 驅(qū)動力矩測量曲線</p><p><b>　　4．保存分析結(jié)果</b></p><p>　　選擇Simulate>Scriped Contro

42、ls,在對話框中單擊，并在隨后的對話框中輸入Dynamic，單擊OK按鈕。</p><p>　　5．繪制驅(qū)動力矩和阻力曲線</p><p>　　在主工具箱中選擇，然后單擊，在繪圖區(qū)單擊鼠標右鍵，選擇Load Plot，然后先按圖4-4-1所示進行設置，單擊Add Curves按鈕，添加驅(qū)動力矩曲線；再按圖4-4-2所示進行設置，單擊Add Curves按鈕，添加阻力曲線；結(jié)果如圖4-4-3

43、所示。</p><p>　　圖4-4-1 添加驅(qū)動力矩曲線</p><p>　　圖4-4-2 添加阻力曲線</p><p>　　圖4-4-3 驅(qū)動力矩和阻力曲線</p><p><b>　　5．保存數(shù)據(jù)</b></p><p>　　在File菜單中選擇Save Database，保存到指定文

44、件夾。</p><p><b>　　五、參數(shù)化分析</b></p><p><b>　　1．樣機參數(shù)化過程</b></p><p>　　1）選擇Tool>Table 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。</p><p>　　圖5-1-1 表格編輯器

45、</p><p>　　2）用鼠標左鍵單擊Point_3的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Create Design Variable>real(見圖5-1-2)。</p><p>　　圖5-1-2 參數(shù)化過程</p><p>　　3）用上述方法修改Point_3的Loc_Y使其參數(shù)化，類型為Real。</p

46、><p>　　4）用鼠標左鍵單擊Point_4的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference 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，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference Design Variable，

47、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。</p><p>　　4）用鼠標左鍵單擊Point_5的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference 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Poin

48、t_5的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference 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。</p><p>　　5）用鼠標左鍵單擊Point_6的Loc_X欄，再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference

49、 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，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference 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。</p><p&g

50、t;　　6) 用鼠標左鍵單擊Point_7的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference 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。</p><p>　　7) 用鼠標左鍵單擊Point_8的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parame

51、terize>Reference 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。</p><p>　　8) 用鼠標左鍵單擊Point_17的Loc_Y欄：再在頂部輸入欄，單擊鼠標右鍵選擇Parameterize>Reference Design Variable，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇

52、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。</p><p>　　圖5-1-3 設計點的參數(shù)化后結(jié)果</p><p>　　2．檢查參數(shù)化后的樣機</p><p>　　1）選擇Build>Design Variable>Mondify,在數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇DV_1出

53、現(xiàn)如圖5-2-1所示設計變量修改對話框。</p><p>　　圖5-2-1 設計變量修改</p><p>　　2）將Standard Value改為-11，單擊Apply按鈕。</p><p><b>　　3．保存數(shù)據(jù)</b></p><p>　　選擇File>Database，在出現(xiàn)的框中單擊NO按鈕。<

54、/p><p>　　六、參數(shù)化樣機的手動分析</p><p>　　1）選擇Build>Measure>Database，在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇Motion</p><p>　　_MEA_1,單擊OK按鈕。此時現(xiàn)實上次仿真結(jié)果的曲線，先用鼠標單擊曲線即選擇曲線，再用鼠標右鍵單擊曲線，在彈出菜單中Curve：urrent中選擇Save Curve。</p

55、><p>　　2）選擇Build>Design Variable>Mondify，在數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇DV_1出現(xiàn)如圖6-1-1所示設計變量修改對話框，將Standard Value改為-11，單擊Apply按鈕。</p><p>　　圖6-1-1 設計變量修改</p><p>　　3）點擊主工具箱的仿真按鈕，設置仿真終止時間（End Time）為3，仿真工

56、作步長（Step Size）為1800,然后點擊開始仿真按鈕，系統(tǒng)進行仿真。</p><p>　　4）選擇新產(chǎn)生的分析的曲線，先用鼠標單擊曲線即選擇曲線，再用鼠標右鍵單擊曲線，在彈出菜單中Curve：urrent中選擇Save Curve，如圖6-1-2所示。</p><p>　　圖6-1-2 參數(shù)化仿真結(jié)果曲線</p><p>　　5）選擇曲線圖，再用鼠標右鍵單

57、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。</p><p><b>　　七、設計研究分析</b></p><p>　　確定曲柄長度（DV_1）靈敏度，起操作步驟如下：</p><p>　　1）選擇Simulate>Simulation Scrip

58、t,按圖7-1-1所示進行設置，單擊OK按鈕。</p><p>　　圖7-1-1 仿真劇本創(chuàng)建</p><p>　　2）選擇Build>Design Variable>Mondify，把DV_1的Standard Value設為-10，單位設為Length，其他按照圖6-1-1進行設置；為了便于說明，DV_2的</p><p>　　Standard V

59、alue設為20，其他設置于DV_1相同。</p><p>　　3）選擇Build>Measure>Display,在出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫瀏覽器中選擇MOTION_1</p><p>　　_MEA_1，單擊OK按鈕。</p><p>　　4）選擇Build>Design Evaluation，顯示參數(shù)化分析工具對話框，按圖7-1-2所示進行設置。</

60、p><p>　　圖7-1-2 試驗研究分析設置</p><p>　　5）在Simulation Script文本框中單擊鼠標右鍵，選擇Simulation Script></p><p>　　Guesses>SIM_SCRIPT。</p><p>　　6）在Study a欄選擇Measure，并在后面文本框單擊鼠標右鍵，選擇Meas

61、ure></p><p>　　Guesses> MOTION_1_MEA_1。</p><p>　　7)在Design Variable文本框中選擇Variable>Guesses>DV_1。</p><p>　　8）在Default Levels文本框中輸入6。</p><p>　　9）單擊顯示設置Display工具

62、按鈕，在出現(xiàn)的設置對話框中選擇左下角的More，然后選擇所有Yes，其他按默認設置。</p><p>　　10）單擊Start按鈕，進行設計研究分析。完成分析后顯示如圖7-1-3~圖7-1-6所示內(nèi)容。從圖7-1-3中可以觀察DV_1的靈敏度及每次分析的結(jié)果。</p><p>　　圖7-1-3 分析報告</p><p>　　圖7-1-4 不同的物種分析結(jié)果曲線&

63、lt;/p><p>　　圖7-1-5 DV_1取值曲線 圖7-1-5 DV_1迭代計算曲線</p><p><b>　　八、總結(jié)</b></p><p><b>　　九、參考文獻</b></p><p>　　1、陳文華等主編，《ADAMS機構(gòu)設計與分析范例》，機械工業(yè)出版社；&