两柱提升机运动仿真及分析报告

1、两柱提升机运动仿真及分析报告九州通医药集团物流有限公司二一六年三月二十八日目 录一、总体规划方案3二、仿真及分析过程42-1.设置工作环境52-2.创建设计点72-3.创建移动副122-4.创建固定副132-5.创建材料142-6.施加力的作用162-7.编辑速度特征172-8.编辑力作用特征19三、验证模型213-1.创建物理试验曲线213-2.创建虚拟仿真曲线21一、总体规划方案两柱提升机方案主要包含四大部分：1、提升机主体；2、提升轨道；3、提升机驱动及传动模块；4、配重模块配重模块提升机驱动及传动模块提升机主体提升轨道现对两柱提升机整体进行运动仿真分析，判断其在运动的过程中的可行性和可

2、靠性。分了方便分析，将两柱提升机拆分成两大模块提升机外框架和提升机主体。提升机运动设计要求：1.提升机自重：100Kg120Kg 2.提升负载总重：50Kg 3.运行最大速度：7.8m/s 4.定位精度：±3mm 5.同步带轮直径：160mm 6.最大提升高度：25m7.最大加速度：6m/s2，二、仿真及分析过程利用Adams View2014做两柱提升机的仿真运动及分析：两柱提升机总装配图：其中包括提升机外框架“Part_2”和提升机主体“Part_3”。2-1.设置工作环境设置模型物理量单位在ADAMS/View 的菜单栏中，选择设置（Settings）菜单中的单位（Units）

3、命令。系统弹出设置单位对话窗，将模型的长度（Length）单位设置为毫米（Millimeter），将模型的质量（Mass）单位设置为千克（Kilogram），将模型的力（Force）单位设置为顿（Newton），将模型的时间（Time）单位设置为秒（Second），将模型的角度（Angle）单位设置为度（Degree），将模型的频率（Frequency）单位设置为赫兹（Hertz），如图所示，按“OK”，完成模型单位的设置。 设置工作网格在ADAMS/View 的菜单栏中，选择设置（Settings）菜单中的工作网格（Working Grid）命令。系统弹出设置工作网格对话窗，将网格的大小（S

4、ize）设置为X=1300，Y=22000，将格的间距（Spacing）设置为X=100,Y=200，如图所示，按“OK”，设置好工作网格。 更改图标大小在ADAMS/View 的菜单栏中，选择设置（Settings）菜单中的图标（Icons）命令。系统弹出设置图标对话窗，在新尺寸（New Size）栏中，输入100，如图所示，“OK”，更改图标的大小。2-2.创建设计点选择ADAMS/View 零件库中的“Marker”按钮，创建“MAR_1”;“MAR_2”;“MAR_3”;“MAR_4” ;“MAR_5”;“MAR_6”;“MAR_7”;“MAR_8”。位置坐标如下图。“MAR_1”;“

5、MAR_2”;“MAR_3”;“MAR_4” 用来添加提升机主体与提升外框架的移动副（Translational Joint）, “MAR_5”;“MAR_6”;“MAR_7”;“MAR_8”用来添加提升机主体的力的作用（Force）。2-3.创建移动副选择ADAMS/View 中约束库的移动副（Translational Joint） ,主工具箱显示出移动副（Translational Joint）的选项,如图所示。选择“2 Bodies-1 Location”( 两个物体一个位置)和“Pick Geometry Feature”(通过几何体特征确定约束副方向), 用鼠标左键首先选择Part

6、_2，然后选择Part_3，设置移动副的开始位置“Marker_1”，再确定约束副的方向，选择位置“Marker_3”，如图所示，创建移动副，使提升机主体可以在提升机外框架的Y轴方向移动。2-4.创建固定副选择ADAMS/View 中约束库的固定副（Fixed Joint） ,主工具箱显示出固定副（Fixed Joint）的选项,如图所示。选择“1 Location”(一个位置)和“Normal To Grid”(垂直于工作网格), 用鼠标左键选择Part_2底部任意一点，如图所示，创建固定副，使提升机外框架在Z轴方向固定。同理分别创建提升机外框架在X轴，Y轴方向的固定副。2-5.创建材料选择

7、“Part_2”,鼠标右键选择“Modify”,选项”Define Mass By”选择“Geometry and Material Type”,然后在选项“Material Type”鼠标右键选择材料“Aluminum”。选择“Part_3”,鼠标右键选择“Modify”,选项”Define Mass By”选择“Geometry and Material Type”,然后在选项“Material Type”鼠标右键选择材料“Steel”。2-6.施加力的作用选择ADAMS/View 力库中的力（Force）按钮，设置力的方向为：与物体一起运动（Body Moving）；初始方向为：选择特征

8、方向（Pick Feature）；力的大小为常量（Constant），数值为1700，如图所示。用鼠标左键选择“Part_3”为参考物体，然后选择“Marker_5”为力的作用点，选择“MAR_7”确定力的方向，此为“Sforce_1”,同理选择“Marker_6”为力的作用点，选择“MAR_8”确定力的方向，此为“Sforce_2”，如图所示。至此，两柱提升机的模型已经成功创建，包括其中的约束条件及受力情况，如图所示。2-7.编辑速度特征选择“Connectors”中的“Joint_1”,鼠标右键选择“Modify”,选择”Impose Motion”。根据两柱提升机的运动设计要求：1.运行

9、最大速度：7.8m/s；2.最大提升高度：25m；3.最大加速度：6m/s2。可以得到：提升机主体的运动是一个先加速，再匀速，再减速的过程。从开始速度0m/S加速到7.8m/s需要1.3s,再匀速运动1.2s,再减速最终停止。速度表达式（单位mm/s）： 6000*time (0<time<1.3) V= 7800 (1.3<time<2.5) -6000*time+22800 (2.5<time<3.8)由此可以得到提升机主体整个加减速过程一共运动S=（1.2+3.8）*7.8/2=19.5m。编辑“Tra Z”中的速度特征，如下图所示。在“Define

10、a runtime function”框内写入速度函数“STEP( time , 0 , 0 , 1.3 , 7800 )+STEP( time , 2.5 , 0 , 3.8 , -7800 )”，反映出来的速度曲线如下图所示。2-8.编辑力作用特征分析提升机主体上力的作用，提升机主体的运动是一个先加速，再匀速，再减速的过程。从开始的静止状态到加速过程，到匀速运动，再到减速至静止状态。力的作用表达式(单位N)： 850 (time=0) 1360 (0<time<1.3)F= 850 (1.3<time<2.5) 340 (2.5<time<3.8)850

11、 (time=3.8)编辑“Function”中的力特征，如下图所示。在“Define a runtime function”框内写入力函数“STEP( time , 0 , 850 , 1.3 , 1360 )+STEP( time , 1.3 , 0 , 2.5 , -510 )+STEP( time , 2.5 , 0 , 3.8 , -510 )+STEP( time , 3.8 , 0 , 5 , 510 )”，反映出来的作用力曲线如下图所示。三、验证模型3-1.创建物理试验曲线在ADAMS/View 中，选择“Review”菜单中的“Plotting Window”命令，如图所示，进入曲线窗口状态。在定制曲线窗口中的“Model”栏中，选择“.Model_1”，选择“Filter”中的“Body”“Part_3”,再选择“Characteristic”中的“CM_Velocity”,可以得到提升机主体运动的物理试验曲线。如图所示。3-2.创建虚拟仿真曲线在定制曲线窗口中的“Model”