虚拟样机课程设计.doc

目录1设计任务书。12 启动ADAMS并设置工作环境。33创建虚拟样机模型。33.1创建凸轮。33.2创建移动从动件。53.3创建运动副。63.4创建凸轮副。73.5创建圆形滑块。83.6创建弹簧。93.7施加运动。103.8创建固联副。103.9创建齿轮。113.9.1创建齿轮1.。113.9.2创建齿轮2.。123.9.3创建标记孔.。143.9.4创建转动副.。143.9.5创建齿轮副.。154仿真与测试模型。154.1仿真模型。154.2测试模型.。174.2.1测试弹簧力.。.174.2.2测量角度.。174.2.3从动件位置的测量.。184.2.4合成曲线.。194.3仿真模型.。194.4对分析结果进行评定。201设计任务书下图为自动打印机的打印输出结构三维图，根据改图运用adams软件进行动态仿真输出机构 该输出机构由4个构件组成：凸轮，移动从动件，弹簧，滑块。凸轮通过电动机的驱动以80次/min 的速度转动，从而带动移动从动件向下运动使得滑块在通过的产品上打印，完成打印后通过弹簧的弹性使得移动从动件回到最初的位置。凸轮为一半径r=60mm的偏心圆盘，凸轮的回转中心到凸轮的几何中心的距离为20mm；移动从动件的长度为100mm；弹簧的长度为40mm刚度为5n/mm；滑块的高度为20mm。 该机构由2个构件组成，两个齿轮。通过电动机驱动齿轮传动从而传动其他构件的运动。两齿轮的数据如下：模数m压力角齿数Z齿顶高系数H顶隙系数 C分度圆直径D齿轮 1 2 20 30 1 0.35 60mm齿轮 2 2 20 90 1 0.35 180mm设计任务是：1建立打印机输出机构的虚拟样机模型；2建立打印机的齿轮机构的虚拟样机模型；3对虚拟样机进行动力学仿真；4测试凸轮的转角；5测试凸轮的从动件变化；6测试弹簧的变化；7从动件的运动位置测量与凸轮转角的测量合成. 2 启动ADAMS并设置工作环境1 启动ADAMS启动ADMAS/VIew2创建模型名称定义Model name为cams3设置工作环境设置单位保持系统默认值设置工作网格在Working Grid Settings对话框中，将Size的X值设定为250，Y值设置为200；将Spaacing的X和Y值均设置为10，如下图21所示21设置工作网格设置图标在Icon Settings对话框中，将New Size设置为20.如下图22所示22设置图标打开坐标位置显示在主菜单中选择View1Coordinate Window F4菜单选项。或单击工作区域后按F4键。3创建虚拟样机模型3.1创建凸轮创建园曲线如下图31所示，按一下方法创建园曲线a. 单击Are/Circle工具按钮，展开选项区b. 选中Radius；c. 选中Cricle；d. 单机工作区中的（0，0，0）位置，则创建出一个半径为60mm的园曲线。圆曲线的几何特征修改如图32所示，按如下步骤修改圆曲线的几何特征：a. 右击圆曲线弹出快捷菜单，选择Circle：CIRCLE_1 1 Modify菜单项，弹出Geometry Modify Curve Circle对话框；b. 在该对话框中将Sgment Count更改为50；c. 单击OK按钮即完成圆曲线几个特征的修改。31创建圆曲线32圆曲线几何特征修改创建凸轮如图33所示，创建凸轮的步骤是：a. 单击Extrusion工具按钮，展开选项区；b. 选择Add to patr选项；c. 选择Cprofile by 下拉列表框中的Curve；d. 选择Path下拉列表框中的Aboue Center；e. 输入Length为18；f. 单击PART_2；g. 单击PART_2。CIRCLE_1.则凸轮被创建将构件更名为cam33创建凸轮3.2创建移动从动件创建从动尖端如图34所示，穿件从动件尖端的方法是:a. 单击Frustum工具按钮，展开选项区；b. 选中Length并输入20，选中Bottom Radius并输入10，选中Top Radius并输入0.01；c. 单击（0，-80，0）位置；d. 单击（0，-60，0）位置，则从顶尖的尖端被创建。将构件更名为follower创建移动从动件如图35所示，按以下的方法创建从动件a. 单击Cylinder工具按钮，展开选项区；b. 选择Add to Part选项；c. 选中Length并输入80，选中Radius并输入10；d. 单击从动件尖端follower；e. 单击（0，-80，0）位置；f. 下移光标，当出现圆柱体时单击工作区域，则从动件被创建。 34 创建从动尖端 35创建移动从动件3.3创建运动副创建转动副按图36所示，创建can和ground之间的转动副JOINT_Aa. 单击Revolute Joint工具按钮，展开选项区；b. 选择2Bod1 Loc和Normal To Grid；c. 单击ground区域然后点击cam区域最后单击（-20.0.0）点处，转动副JOINT_1被创建，将其命名为JOINT_A。创建移动副按图37所示，创建follower和ground之间的移动副JOINT_B。a. 单击Translational Joint工具按钮，展开选项区；b. 在下拉列表框中选择2Bod1 Loc和Pick Feature；c.单击从动件follower；d.单击机架ground；e.单击从动件的中心；f.竖直向下移光标，当出现向下的箭头时，单击工作区，则移动副被创建。将该构件更名为JOINT_B 36 创建转动副 37创建移动副3.4创建凸轮副创建Marker点按图38所示，处在从动件的尖端处创建一个Marker。步骤如下a. 单击Marker工具按钮，展开选项区；b. 选择Add to Part ；c. 该Marker点无法直接在尖端处添加，所以先将Marker添加到从动件的（0.-80，0）点处，然后再将新添加的Marker移动到尖端处。调整Marker点的位置a. 单击位置变换工具按钮，展开选项区；b. 单击选中MARKER_9；c. 在Distance文本框中输入20；d. 单击上移工具按钮该Marker点位置就能确定并为MARKER_9创建凸轮副如图39所示，创建凸轮副的步骤是：a.单击Point Curve Constraint工具按钮，展开选项区b.单击从动件尖端（MARKER_9)处；c.单击凸轮上的园曲线（cam。CIR-CLE_1),则凸轮副被创建。该凸轮副更名为PTCV_C. 38创建MARKER点39创建凸轮副3.5创建圆形滑块如图310所示，创建滑块模型的方法是：a. 单击Cylinder工具按钮，展开选项区；b. 选中Length并输入20，选中Radius并输入20；c. 单击MARKER_19，则圆形滑块被创建d. 再创建一挡板Length输入10，选中Radius输入20.将该构件更名为Slider。挡板为part_4310创建圆形滑块3.6创建弹簧这里用弹簧力使得从动件能回到最初的位置，如图311所示。a. 单击Translational Spring-Damper工具按钮，展开选项区；b. 选中K并输入5，选中C并输入0；c. 选中follower.MARKER_3点；d. 再选中part_4上；e. 单击OK按钮弹簧被创建，长度为40311创建弹簧3.7施加运动根据任务书要求，给凸轮施加一个速度为480度/s的绕转动副JOINT_A的匀速转动。如图312所示，施加运动的方法是：a. 单击Rotational Joint Motion工具按钮，展开选项区；b. 在Speed文本框中输入480；c. 单击运动副JOINT_A，则运动MOTION_1被施加到曲柄的JOINT_A上。 312施加运动3.8创建固联副如图313所示，按一下步骤创建固联副：a. 单击Fixed工具按钮，展开选项区；b. 单击slider；c. 单击ground；d. 单击slider.MARKER_17点，则slider就被固联在ground上；e. 再将挡板part_4固定在ground上将该固联副更名为JOINT_FIX1和JOINT_FIX2313创建固联副3.9创建齿轮3.9.1创建齿轮1这里采用圆柱体来代替齿轮。齿轮的创建过程如图314a. 单击Cylinder工具按钮，展开选项区；b. 选中Length并输入10，选中Radius并输入30；c. 单击工作区中的（-30，0，0)d. 水平右移光标一段距离后，单击工作区域，则齿轮1被创建将圆柱体的名称更名为gear_1314创建齿轮1调整齿轮1的位置如图315所示，调整齿轮1位置的方法是：a. 单击位置变换工具按钮，展开选项区；b. 单击拾取旋转中心工具按钮；c. 单击工作区域（-30，0，0）位置；d. 单击齿轮lgear_1；e. 在Angle文本框中输入90；f. 单击转动工具按钮，则gear_1绕y轴旋转了90度。315齿轮1位置的调整齿轮1的几何特征修改如图316所示，按如下方法修改齿轮1的几何特征：a. 右击gear_1弹出快捷菜单，选择Cylinder：CYLINDER_1 1 Modify菜单项，弹出Geometry Modify Shaape Cylinder对话框；b. 在该对话框中，将Side Count For Body和Segment Count For Ends都改为50；c. 单击OK按钮完成齿轮1的几何特征修改。316齿轮1几何特征修改3.9.2创建齿轮2如图3-17所示，创建齿轮2的步骤是：a. 单击Cylinder工具按钮，展开选项区；b. 选中Length并输入10，选中Radius并输入90；c. 单击工作区中（90，0，0）d. 水平右移光标一段距离后，单击工作区域，则齿轮2被创建将圆柱体位置更名为gear_2.317创建齿轮2齿轮2调整位置和几何特征的修改方法与齿轮1的相同。如图318和319. 318齿轮2位置的调整319齿轮2几何特征的修改3.9.3创建标记孔在仿真机构时，为能清楚地看见齿轮2的运动，特别在其上创建一个半径为10mm的孔，如图320所示，创建步骤是：a. 单击Add a hole工具按钮，展开选项区；b. 选中Depth；c. 单击gear_2；d. 单击gear_2任意位置，则一个半径为10mm的孔就被创建了320创建标记孔3.9.4创建转动副创建两个转动副JOINT_A和JOINT_B，如图321所示，其中：JOINT_A为gear_1的转动副；JOINT_B为gear_2的转动副321创建两个转动副3.9.5创建齿轮副创建MARKER_7然后移到（0，0，0）点处并且z轴方向与齿轮在节点处的速度方向相同或相反。如图322a. 单击Gear工具按钮，弹出Constraint Create Complex Joint Gear对话框；b. 在该对话框中，在Joint Name文本框中输入JOINT_A,JOINT_B，在Common Velocity Marker文本框中输入MARKER_CV;c. 单击OK按钮即完成齿轮副的创建。322创建齿轮副4仿真与测试模型4.1仿真模型如图41，42分别为打印机输出机构和齿轮机构的仿真模型制作过程；a. 在Main Toolbox中单击Tnteractive Simulation Controls工具按钮，展开选项区；b. 选择End Time并将其设置为60，选择Steps将其值设置为1000；c. 单击Start or continue simulation工具按钮，则开始模拟仿真。41打印机输出机构的仿真42打印机齿轮机构仿真4.2测试模型4.2.1测试弹簧力按图43所示操作顺序及参数创建一个弹簧力的测量SPRING_1_MEA_2.测试结果如图44所示。 43测试弹簧力44弹簧力变化图4.2.2测量角度按图45所示操作顺序及参数创建凸轮转角的测量。测量时要在大地上建立一个Marker点，测量结果如图46所示。用此角度表示凸轮的运动。45凸轮转角的测量46凸轮转角测量结果4.2.3从动件位置的测量 按图47所示操作顺序，以从动件上的点MARKER_3为参考点，测量从动件的置。47从动件位置的测量4.2.4合成曲线 将从动件的运动位置与凸轮转角的测量合成，最后对合成的曲线做适当的编辑，最终的测量结果如图48所示。48合成曲线4.3仿真模型 按图49所示的操作顺序及参数再对模型进行仿真。从仿真的结果可以看到，随着从动件的下呀，弹簧被压缩。因为系统默认弹簧的拉力为正值，所以随着弹簧