空間折桿機構運動(dòng)計算機仿真分析論文
空間折桿可以將輸入的旋轉運動(dòng)轉變?yōu)閿[動(dòng)輸出，并且結構簡(jiǎn)單、緊湊,可以應用于伺服舵機。空間折桿機構的分析方法主要有圖解法和解析法。圖解法原理簡(jiǎn)單、直觀(guān)易行,但繪圖誤差較大;解析法計算精度較高,但其推導過(guò)程復雜,編程工作量大,許多工程技術(shù)人員深感難以理解和推導。利用虛擬樣機技術(shù),使用ADAMS軟件進(jìn)行計算機仿真,利用其豐富的建模工具和強大的運動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析功能,可以方便、快速的分析折桿機構運動(dòng)的輸入/輸出之間的關(guān)系以及輸出運動(dòng)的特點(diǎn)。
1虛擬樣機技術(shù)和ADAMS軟件概述
虛擬樣機技術(shù)(virtualprototypingtechnology)是利用軟件所提供的各零部件的物理和幾何信息,直接在計算機上對機械系統進(jìn)行建模和虛擬裝配,從而獲得基于產(chǎn)品的計算機數字模型,即虛擬樣機(virtualprototype),并對其進(jìn)行計算機仿真分析。這種方法使設計人員能在計算機上快速試驗多種設計方案,直至得到最優(yōu)化結果,從而免去了傳統設計方法中物理樣機的試制,從而大幅度縮短了開(kāi)發(fā)周期,減少了開(kāi)發(fā)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)軟件是由美國MSC公司開(kāi)發(fā)研制的集建模、求解、可視化技術(shù)于一體的虛擬樣機軟件,最主要的模塊為ADAMS/View(用戶(hù)界面模塊)和ADAMS/Solve(r求解器)。通過(guò)這兩個(gè)模塊,可以對大部分的機械系統進(jìn)行計算機仿真。進(jìn)行計算機仿真分析的模型既可以在A(yíng)DAMS環(huán)境下直接建模,也可以從其它CAD軟件中導入,然后在模型上施加一定的運動(dòng)約束副、力或力矩的運動(dòng)激勵,就可以進(jìn)行運動(dòng)計算機仿真分析。
2分析目的.
折桿折角為θ，左端是輸入端，右端是輸出端。輸入運動(dòng)為：桿的左端繞著(zhù)公轉軸線(xiàn)轉動(dòng)的同時(shí)也繞著(zhù)自轉軸線(xiàn)轉動(dòng)，即其公轉的同時(shí)自轉。下面進(jìn)行折桿運動(dòng)計算機仿真分析，主要解決如下問(wèn)題：
1）折角10°時(shí)，一周期內折桿公轉角與擺角之間關(guān)系以及橫向位移變化情況。
2）折角15°時(shí)，一周期內折桿公轉角與擺角之間關(guān)系以及橫向位移變化情況。3）在折角10°與15°兩種情況下，橫向位移比較，以及公轉角與擺角關(guān)系的變化。2計算機仿真模型與輸入參數折桿adams計算機仿真模型設折角為θ，擺角為δ，公轉角為折角為10°時(shí)，根據輸出擺動(dòng)速度50°s，求得用于計算機仿真的輸入參數公轉角速度225°s，自轉角速度450°s。折角為15°時(shí)，根據輸出擺動(dòng)速度50°s，求得用于計算機仿真的輸入參數公轉角速度300°s，自轉角速度600°s。
3、計算機仿真分析結果
3.1折角為10°時(shí)擺角與公轉角的關(guān)系可以用δ=δmaxcos()，即δ=20cos()擬合如下，誤差可達0.039°。
2）橫向位移變化情況橫向位移呈周期變化，最大可達到0.9mm,分別在公轉角為36°,144°,216°,324°，最小為0mm。
3.2折角為15°時(shí)1）擺角與公轉角的關(guān)系擺角與公轉角的關(guān)系可以用δ=δmaxcos()，即δ=30cos()擬合如下，誤差可達0.097°。
2）橫向位移變化情況橫向位移呈周期變化，最大可達到2.03mm,分別在公轉角為36°,144°,216°,324°時(shí)，最小為0mm。
3.3在折角10°與15°兩種情況下計算機仿真分析比較，與折角為15°相比較，折角為10°時(shí)，
1）輸出擺角與輸入公轉角關(guān)系曲線(xiàn)更接近于δ=δmaxcos()曲線(xiàn);
2）最大橫向位移更小。
4結束語(yǔ)
本文通過(guò)對折桿機構原理分析,運用ADAMS計算機仿真軟件進(jìn)行分析空間折桿機構的運動(dòng)特點(diǎn)情況，分析輸入運動(dòng)與輸出運動(dòng)的關(guān)系并用函數曲線(xiàn)擬合，找到輸出橫向位移與輸入運動(dòng)的關(guān)系。最終找到了折桿折角大小對機構運動(dòng)的影響。為該空間折桿機構運動(dòng)原理研究提供了參考，對工程運用具有很好的借鑒。
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