闩锁设计(练习)

1、闩锁设计ADAMS练习题第十二章 举例第一节弹簧挂锁设计 设计要求：设计要求：（1）能产生800N的夹紧力；（2）手动夹紧，用力不大于80N；（3）手动松开时做功最少；（4）在给定的空间内工作；（右振动时仍能正常工作。一。启动启动ADAMS/View（1）在Model Name文本框中输入latch；（2）设置单位：点击Settings、Units。（长度改 为厘米）。（3）设置工作栅格：点击Settings、Working Gird。（25；25，1，1）（4）设置图标：点击Settings、Icon。（2)（5）显示坐标窗口：点击View、Coordinate Window。或按F4键。二

2、二 创建模型创建模型（1）创建设计点）创建设计点 点击图标 ，使用缺省设置Add to Ground 和Dont Attach。 分别按表中的数值创建6个设计点。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）创建中间轴）创建中间轴（pivot) 选择建模工具图标 ，设置厚度Thickness=1，半径Radius=1。分别点击POINT_1、POINT_2、POINT_3、POINT_1。右击键完成。 改名：右击中间轴，选择part.PRAT_2、Remane，在对话框内输入新名称：.latch.pivot。（3）创建手柄）创

3、建手柄（handle) 选取建模工具图标 ，依次选取POINT_3、POINT_4两点。用相同的方法改为：.latch.handle。（4）创建滑钩）创建滑钩（hood） 选取建模工具图标 ，按数据表给出的坐标值，依次选取各点，按右键完成创建滑钩。改名为.latch.hook。（5）创建滑杆）创建滑杆 选取建模工具图标 ，依次选取POINT_5、POINT_6两点。用相同的方法改名为：.latch.slider。（6) 创建固定支架创建固定支架ground block：选取建模工具图标 ，依次选取点（-2，1，0），（-18，-1，0），创建固定支架。改名为：.latch.ground_Blo

4、ck。3 创建约束副创建约束副（1）创建铰接副）创建铰接副 除第四点外，其它五个点均建立铰接副。点击铰接副图标 ，并设置2Bod-1Loc和Normal To Grid。（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）再点击再点击Ground_block先点击先点击pivot最后点击最后点击point_1先点击先点击pivot先点击先点击pivot再点击再点击hook最后点击最后点击poin

5、t_2再点击再点击handle最后点击最后点击point_3先点击先点击pivot最后点击最后点击point_4先点击先点击slider再点击再点击handle先点击先点击slider再点击再点击hook最后点击最后点击point_5点击pivot、ground，点击POINT_1，创建Joint,JOINT_1。 点击pivot、hood，点击POINT_2，创建Joint,JOINT_2。 点击pivot、handle，点击POINT_3，创建Joint,JOINT_3。 点击slider、handle，点击POINT_4，创建Joint,JOINT_4。 点击slider、hook，点击

6、POINT_5，创建Joint,JOINT_5。（2）创建固定副）创建固定副（若选（若选on Ground则不需要创建）则不需要创建） 点击固定副 ，设置2Bod-1Loc和Normal To Grid。点击ground_block和ground，再点击固定支架的质心，建立固定副Joint,JOINT_6。 （3）创建点面约束副）创建点面约束副 选择Build、Joint，出现约束工具箱，选择 ，设置2Bod-1Loc 和Normal To Grid。 依次选取固定支架ground_Block和滑钩hook，点击点（-12，1，0）。创建点面副Primitive_Joint:IPRIM_1。

7、修改低副约束：点击点面约束副，选择Primitive_Joint:IPRIM_1、Modify，出现修改约束对话框，并点击其中的图标 ，出现精度移动对话框，点击其中的 ，并修改A1=180，A2=90 ，A3=90 ，点击 ， 。4 施加作用力施加作用力 （1）创建弹簧力）创建弹簧力 再点击再点击hook先点击先点击Ground_block点（点（-12，1，0）若出现其他箭头方向，可以修改若出现其他箭头方向，可以修改点击点击Modify点击点击 点击点击 点击点击 用弹簧来模拟 滑钩夹紧力，弹簧刚度800N/cm，阻尼系数为0.5Ns/cm. 点击弹簧工具图标 ，令弹簧刚度系数K=800，阻

8、尼系数C=0.5。 用鼠标右击（-14，1，0），出现选择对话框选择hook.EXTRUSION_9,V16，然后点击点（-23，1，0），创建弹簧。（2）创建手柄力）创建手柄力 点击单作用力图标 ，设置Spaces Fixed 和Pick Feature。依次选取手柄handle、手柄末端POINT_4，坐标点（-18，14，0）。 手柄力取值80N。 用鼠标右击点（用鼠标右击点（-14，1，0），出现选择），出现选择对话框选择对话框选择hook.EXTRUSION_9,V16，然，然后点击点（后点击点（-23，1，0），创建弹簧），创建弹簧最后点击点（最后点击点（-18，14，0）再点击再

9、点击Point_4先点击先点击handle5 仿真仿真 点击仿真图标 ，End Time = 0.2，Step=50，点击 ，完成仿真。6 测量弹簧力测量弹簧力 右击弹簧，出现浮动菜单，点击Spring：SPRING_1、Measure，出现装配测量对话框，在特性选择框中选择：Force。点击OK，出现弹簧测量曲线图。 点击点击点击点击OK弹簧测量曲线图弹簧测量曲线图负值表示压紧力负值表示压紧力弹簧力曲线表示的就是滑钩的夹紧力。负值表示压紧力。角度测量角度测量 从挂锁机构的实际工作需要，只有到达最大夹紧力后就要设置档块进行限位，当POINT_5、POINT_3、POINT_6所构成的三角形的夹

10、角为零时，夹紧力达最大值。所以要设置该角度的测量。 选择Bulid、Measure、Angle、New，出现角度测量对话框。在第一个标记点输入框内输入POINT_5点上的任意标记点，可以右击输入框，在浮动菜单中选择Marker、Pick，在POINT_5点附近选择Marker_7;用相同的方法在中间和最后标记点输入框内选取Marker_3、Marker_8。点击OK。出现角度测量曲线图。 角度测量名士默认值：MEA_ANGLE_4，也可以重新命名。POINT_5POINT_3POINT_6点击点击OK角度测量曲线角度测量曲线图图8 设置传感器设置传感器 设置传感器的目的是要用角度测量的信号（角

11、度等于零）来激活开关，终止机构运动。 选择主菜单命令Simulate、Sensor、New， 显示传感器对话框。 传感器名可以默认，也可以重新命名。 Event Definition:选择Run-Time Expression。 Expression:选择角度测量名：MEA_ANGLE_4； 选择Angular Values（角度值）； Less then or equai(小于等于）； Value（判断值）：0.0 Error Tolorance（偏值）：0.001标准操作： Generate addition Output Step at event:激发传感器产生特殊操作。 Termin

12、ate current step and stop and：结束仿真分析或中断仿真分析。 选择Stop。 点击OK，完成创建角度传感器。 再进行仿真，设置End Time=0.2，Step=100。但角度为0时终止运动。 九九 样机模型参数化样机模型参数化（1）创建设计变量）创建设计变量 在机构中，除了手柄末端标记点POINT_4以外，其余5个标记点的位置都可能影响夹紧力的大小。因此将这些标记点的X、Y坐标参数作为设计变量。设计变量。点击点击OK 右击POINT_1点，激活浮动对话框，选择Point：POINT_1、Modify，弹出标记点表格编辑器。 点击POINT_1行，Loc_X列的数据

13、0.0，该数据在上方的输入框中出现，右击该框，弹出浮动菜单，一次选择 、 、 ，在输入框和表格中出现(.latch.DV_1)用同样的方法创建其它9个设计变量（.latch.DV_2)(.latch.DV_10)点击命令 ，完成设计变量的创建。（2）重新设置设计变量）重新设置设计变量 可以查看设计变量的标准值和限制范围，默认值为10%，当标准值为0时，绝对变化范围为1。用户可以根据需要修改限制范围。 查看时，点击表编辑对话框组下方的命令 。点击点击POINT_1行，行，Loc_X列的数据列的数据0.0，该数，该数据在上方的输入框中出现据在上方的输入框中出现右击右击选择选择Apply点击点击 十

14、十 样机模型设计研究样机模型设计研究（1）设计研究）设计研究 在Simulate菜单选择Design Evaluation，弹出参数化分析工具对话框。 Simulation Script（仿真剧本）：.latch.last_Sim（最后一次仿真） 参数选择： ；参数化分析对话框设计研究设计研究双击双击选择极小化对象选择极小化对象选择设计变量选择设计变量双击双击DV_1点击点击Display点击点击More求解设置求解设置点击点击Start计算结果计算结果 （极化化）； （极小化对象：弹簧夹紧力，即弹簧测量曲线名称）； ；（试验研究） ：DV_1;（设计变量，第一个变量DV_1.) : 5（默认

15、水平5，可以重新设置） 显示求解设置对话框：点击下方的命令 ，出现对话框： 求解设置对话框中各项设置见对话框。 点击命令 ，进行设计研究。 （2）结果分析）结果分析 DV_1弹簧力曲线图 弹簧力-DV_1取值曲线 DV_1取值曲线 DV_1角度曲线图 设计变量DV_1的设计研究报表见下表： 求解设置对话框 结果对话框 从设计研究报表中可以得到最大夹紧力为-915.13N，DV_1的取值为1.0，初始值（DV_1=0.0）的敏感度为-88.007N/cm。 用相同的方法对其它设计变量进行研究，计算结果如下： DV_2: DV_2弹簧力曲线图 弹簧力-DV_2取值曲线 DV_2取值曲线 DV_2角

16、度曲线图 DV_3: DV_3弹簧力曲线图 弹簧力-DV_3取值曲线 DV_3: DV_3取值曲线 DV_3角度曲线图 DV_4: DV_4弹簧力曲线图 弹簧力-DV_4取值曲线 DV_4取值曲线 DV_4角度曲线图 DV_5: DV_5弹簧力曲线图 弹簧力-DV_5取值曲线 DV_5取值曲线 DV_5角度曲线图 DV_6 DV_6弹簧力曲线图 弹簧力-DV_5取值曲线 DV_6: DV_6取值曲线 DV_6角度曲线图 DV_7: DV_7弹簧力曲线图 弹簧力-DV_7取值曲线 DV_7取值曲线 DV_7角度曲线图 DV_8: DV_8弹簧力曲线图 弹簧力-DV_8取值曲线 DV_8取值曲线

17、DV_8角度曲线图 DV_9 DV_9弹簧力曲线图 弹簧力-DV_9取值曲线 整理设计研究报表中的数据，可以得到以下结果： 从表中可以看出DV_4、DV_6、DV_8的敏感度最大，用这3个参数进行进一步优化处理。十十 一一 样机模型优化设计样机模型优化设计（1）修改设计变量）修改设计变量 a。在Bulid菜单中选择Design Variable、Modify显示数据浏览器； b. 双击DV_4，显示设计变量对话框； c. 在Value Range By 选项框中选择 Absolute Min and Max Value; d. 在Min Value中输入设计变量的下限1；在MaxValue中输

18、入上限6； e. 点击Apply命令。 双击双击DV_4修改设计变修改设计变量量点击点击Apply显示弹簧力测量图显示弹簧力测量图显示角度测量图显示角度测量图点击点击Display点击点击Output点击点击Start f. 反复上述过程，修改设计变量DV_6、DV_8，其中DV_6的上下限为（6.5,10)，DV_8的上下限为（9，11）。 g. 点击OK，完成设计变量的修改。（2）显示测量图）显示测量图 在Bulid菜单中选择Measure、Display，弹出数据浏览器；在浏览器中分别双击SPRING_1_MEA_1和MEA_ANGLE_4，弹出弹簧力测量曲线图和角度测量图。（3）优化设

19、计）优化设计 a. 在Simulate菜单中选择Design Evaluation，弹出参数化分析工具对话框。参数选择： ； （极化化）； （极小化对象：弹簧夹紧力，即弹簧测量曲线名称）；（优化设计）：（优化设计）：在Design Variable中输入优化设计变量DV_4、DV_6、DV_8。 在Geal（目标）选择Minimize Des. Meas. / Objective。 点击命令 。 优化结果见下图。 经过优化处理后最大弹簧力（夹紧力）为994.27N，DV_4=3.4383,DV_6=8.2808，DV_8=10.230。参数化分析对话框 弹簧力（夹紧力）优化曲线图 角度优化曲线

20、图 弹簧力迭代计算曲线图 DV_4迭代计算曲线图 DV_6迭代计算曲线图 DV_8迭代计算曲线图 结果对话框12设计过程自动化设计过程自动化 本例要求挂锁应同时满足：手柄的作用力不大于80N，松开手柄时释放力小于5N。（1）建立设计变量）建立设计变量 用设计变量DV_11代表夹紧力，用DV_12代表松开力。 在Build菜单中选择Design Variable、New，弹出设计变量创建对话框； 在Standard Value文本框中输入80； 将Value Range by设置为Absolute Min and Max Value； 在Min.Value中输入60，在Max.Value中输入9

21、0； 点击点击Apply点击点击OK 点击Apply； 重复步，创建变量DV_12. Standard Value=10， Min.Value=0，Max.Value=20。 点击OK。（2）建立自定义对话框）建立自定义对话框 在Tools菜单中，选择Dialog Box、Creat，显示对话框编辑器； 点击对话框中的菜单Dialog Box、New，显示新Dialog Box对话框； 在新对话框中的Name文本中输入Force Control，选中OK和Close； 点击OK，出现新创建的对话框；点击点击OK双击标签双击标签,调整标签大小调整标签大小点击点击Apply点击点击Apply点击点

22、击Apply点击点击Apply点击点击Apply对话框编辑器新Dialog Box对话框（3）修改力控制对话）修改力控制对话框框 在对话框中选择Create、Slider。 在力控制对话框中，在适当的位置按住鼠标左键，然后向后拖动鼠标，添加第一个滚动条。 重复12步，添加第二个滚动条。 新创建的对话框新创建的对话框 在对话框中选择Create、Label。 在力控制对话框中，在适当的位置按住鼠标左键，然后向后拖动鼠标，添加第一个标签。 重复45步，添加第二个标签。 双击第一的标签。 在编辑对话框中将Attributes设置为Appearance选项。 在Label Text文本输入框中输入Down Force Value； 点击Apply；重复710步，以同样的方式将第二个标签改名为Up Force Value。（