螺旋夹紧装置ADAMS作业

螺旋夹紧装置的建模与仿真以螺旋夹紧装置为例，应用ADAMS/View环境进行动力学建模和仿真，采用ADAMS/View的交互式建模方式，依次进行几何建模、添加约束和施加受力，最后对建立好的模型进行动力学仿真。1 几何建模螺旋夹紧装置是由螺旋装置、上曲柄、下曲柄、上钳口、下钳口、支撑杆和弹簧组成，如图1所示。如图 1螺旋夹紧装置1.1 启动ADAMS/View并设置工作环境1、启动双击桌面上ADAMS/View的快捷图标，打开ADAMS/View。在欢迎对话框中选择“新建模型”，在模型名称栏中输入：screw_press；在重力名称栏中选择“正常重力（-全局Y轴）”；在单位名称栏中选择“MMKS mm,kg,N,s,deg”。如图2所示。图2 adams 启动设置界面图图3 网格参数设置对话框2、设置工作环境1）对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View菜单栏中，选择设置下拉菜单中的工作网格命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸中的X和Y分别设置成750mm和500mm，间距中的X和Y都设置成10mm。然后点击“确定”。如图3所表示。2）选择视图坐标窗口菜单项，或者单击工作区后按键，显示坐标窗口。3）选择设置图标菜单项，在图标设置对话框中，将所有模型图标的可见性项设置为20，如图4所示。4）选择设置背景颜色菜单项，显示背景颜色设置对话框，选择背景颜色为白色，如图5所示。图4 设置图标大小图5 背景颜色1.2 几何建模（1）创建螺杆1）右击主工具箱中的几何工具集，弹出几何建模图标，单击圆柱体按钮；2）在主工具箱的展开区，选中半径复选框，在其下的文本框中输入20mm，选中长度复选框，在其下的文本框中输入300mm，如图6所示；3）单击工作区域中的(0,0,0)位置；4）水平右移光标，当出现圆柱体几何形状后，单击工作区域完成螺杆建模，如图7所示；图6 尺寸设置图7 螺杆创建5）进行重命名操作，在创建的圆柱体上右击，选择Part:PART_2Rename弹出重命名对话框，定义构件名称为luogan；（2）创建螺母1）单击圆柱体按钮，在展开选项区中半径复选框，在其下的文本框中输入60mm，选中长度复选框，在其下的文本框中输入100mm；2）单击工作区域中的(0,0,0)位置；3）水平右移光标，当出现圆柱体几何形状后，单击工作区域完成大圆柱体建模；4）进行重命名操作，在创建的圆柱体上右击，选择Part:PART_3Rename弹出重命名对话框，定义构件名称为luomu；5）右击luogan，在快捷菜单中选择复制菜单项，完成螺杆的复制，生成构件luogan_2，如图8所示；6）右击主工具箱的按钮，单击两点移动对象按钮，选择螺杆进行移动，将luogan.Marker_1从（0,0,0）位置移动到（400,0,0,）位置，将螺杆右移400mm；如图9所示；图8 螺杆复制图9 螺杆移动7）右击主工具箱的按钮，单击布尔减按钮，在绘图区先单击选择构件luomu再单击选择luogan_2完成布尔减操作，生成螺母。如图10所示；8）单击按钮，选择luogan进行移动，将luogan.Marker_1从（400,0,0）位置移动到（-100,0,0）位置，将构件luogan左移500mm，如图11所示；图10 螺母生成图11 螺杆移动（3）创建上、下曲柄1）右击主工具箱的按钮，单击连杆按钮，在主工具箱的展开选项中选中长度复选框，在其下的文本框中输入260mm，选中宽度复选框，在其下的文本框中输入30mm，选中深度复选框，在其下的文本框中输入15mm；2）在绘图区单击第一点（-100,0,0），水平左移光标，当出现水平放置的连杆几何形状后，单击完成上曲柄的建模；3）进行重命名操作，在创建的连杆上右击，选择Part:PART_Rename弹出重命名对话框，定义构件名称为Upper_qubing；4）右击Upper_qubing，在快捷菜单中选择复制菜单项，完成上曲柄的复制，生成构件Upper_qubing_2；5）进行重命名操作，定义构件Upper_qubing_2名称为Lower_qubing；6）在移动对象工具集，选择移动对象工具集，显示移动对话框，单击视图中心按钮，在绘图区选择Luogan.Marker_1为新的视图中心；7）在绘图区选中Upper_qubing，在角文本框中输入45，单击顺时针方向转动工具，则上曲柄绕其右端点顺时针旋转，得到其初始位置，如图12所示；8）选中Lower_qubing，在角文本框中输入45，单击逆时针方向转动工具，则下曲柄绕其右端点逆时针旋转，得到其初始位置；如图13所示图12 上曲柄旋转图13 下曲柄旋转（4）创建上、下钳口1）单击连杆按钮，在主工具箱的展开选项中选中长度复选框，在其下的文本框中输入350mm，选中宽度复选框，在其下的文本框中输入30mm，选中深度复选框，在在其下的文本框中输入15mm；2）拾取上曲柄作标记点，单击点（-610,90,0），创建上钳口。如图14所示；3）进行重命名操作，定义构件Part_6名称为Upper_qian；4）拾取下曲柄作标记点，单击点（-610,-90,0），创建下钳口。如图15所示；5）进行重命名操作，定义构件Part_7名称为Lower_qian；14 上钳口创建图15 下钳口创建（5）创建弹簧1）单击主工具箱按钮，在主工具箱的展开选项中K并输入100，选中C并输入0；2）分别选取上钳口左标记点和下钳口左标记点，创建弹簧，如图16所示；图16 弹簧创建（6）创建支撑杆1）单击连杆按钮，在主工具箱的展开选项中，取消选中长度复选框，选中宽度复选框，在其下的文本框中输入30mm，选中深度复选框，在在其下的文本框中输入15mm；2）分别选取上钳口中心标记点和下钳口中心标记点，创建支撑杆；3）进行重命名操作，定义构件Part_8名称为Zhichenggan,，如图17所示；图17 支撑杆创建1.3 添加约束（1）创建旋转副单击主工具箱中的运动副按钮，构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所示，单击选择第一个物体为支撑杆，单击第二个物体为上钳口，单击选择PART_6.cm位置。创建螺旋副如图19所示；如图 18螺旋副如图 19螺旋副的创建按上述步骤，分别在支撑杆和下钳口、上钳口和上曲柄、下钳口和下曲柄之间施加旋转副；（2）创建球铰副右击主工具箱中的运动副按钮，单击球铰副按钮，构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所示，单击选择第一个物体为螺杆，单击第二个物体为上曲柄，单击选择luogan.MARKER_1位置。创建球铰副，右击球铰副，选择“修改”，单击改变位置按钮，单击旋转Y按钮如图20所示，使球铰副旋转如图21所示；如图 20球铰副修改参数如图 21球铰副旋转按上述步骤，在螺杆和下曲柄之间创建球铰副，如上图21所示；（3）创建圆柱副右击主工具箱中的球铰副按钮，单击圆柱副按钮，构建方式选择“两个物体一个位置”如图19所示，单击选择第一个物体为螺杆，单击第二个物体为大地，单击选择luogan.CYLINDER_1.E1(center)位置。方向向外，创建圆柱副，如图22所示；（4）创建固定副右击主工具箱中的圆柱副按钮，单击固定副按钮，构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所示，单击选择第一个物体为螺母，单击第二个物体为大地，单击选择luomu.MARKER_2位置，创建固定副，如图23所示；如图 22圆柱副的创建如图 23固定副的创建按上述步骤，在支撑杆和大地之间创建固定副，如上23图所示；（5）创建螺旋副右击主工具箱中的固定副按钮，单击螺旋副按钮，构建方式选择“两个物体一个位置”如图18所示，单击选择第一个物体为螺杆，单击第二个物体为螺母，单击选择luogan.cm位置。螺旋方向向上，移动方向向上，创建螺旋副，右击螺旋副，选择“修改”，单击改变位置按钮，单击旋转Z按钮如图所示，使球铰螺旋副旋转如图24所示；1.4 添加驱动单击主工具箱中的旋转驱动按钮，在绘图区单击圆柱副，完成驱动力创建。在旋转驱动上右击，选择MotionMotion_1修改菜单项，弹出对话框，如图25所示，将栏中的函数表达式改写为“-10”，在类型栏中选择速度，单击完成按钮完成修改；图 24螺旋副创建图 25修改对话框2 仿真与测试2.1 添加驱动1、仿真变形1）单击主工具箱中的按钮，在展开选项中设置终止时间为5.0，步数为200，如图26所示；2）单击按钮即开始仿真，如图27所示；图 26仿真对话框图 27螺旋夹紧装置测试2、测试模型（1）弹簧力测试1）右击弹簧弹出快捷菜单，选择SpringSpring_1测量菜单项，弹出Assembly Measure对话框；2）在该对话框中，将测量名称更改为SPRING_1_MEA_Li；3）选择特性下拉列表框为力；4）单击应用按钮，如图28所示，显示弹簧力测量结果如图29所示；图 28弹簧力测量对话框图 29弹簧力测量结果（2）弹簧变形测试1）在测量对话框中，将测量名称更改为SPRING_1_MEA_Bianxing；2）选择特性下拉列表框为变形；3）单击应用按钮，如图30所示，显示弹簧变形测量结果如图31所示；图 30弹簧变形测量对话框图 31弹簧变形测量结果（3）弹簧刚度曲线测试1）在SPRING_1_MEA_ Deformation图表框中，右击，在显现的Plot：scht1快捷菜单中选择转换到完整绘图选项，进入ADAMS/PostProcessor界面，如图32所示；图 32ADAMS/PostProcessor2）在资源下拉列表框中选择测量，在测量文本框中显示SPRING_1_MEA_Force和SPRING_1_MEA_Deformation，单击清除曲线按钮，清除显示的激活图形。在独立轴选项栏中选择数据，弹出Independent Axis Browser对话框，选取SPRING_1_MEA_Deformation，单击确定按钮，将SPRING_1_MEA_Deformation设定为横坐标轴，如图33所示；图 33Independent Axis Browser对话框3）在测量文本框中选择SPRING_1_MEA_Force，单击添加曲线，显示弹簧刚度曲线图，横坐标为SPRING_1_MEA_Deformation，纵坐标为SPRING_1_MEA_Force，如图35所示；图 34弹簧刚度曲线图4）选择Page_1Plot_4Haxis，在显示的对话框中单击Label文本框中Unit更改为Deformation（mm）。单击Vaxis，在显示的对话框中单击Label，将Label文本框中Unit更改为Force（newton），如图35所示；图 35定义了纵、横坐标轴名称和单位的弹簧刚度曲线图5）单击按钮退出ADAMS/PostProcessor界面，进入ADAMS/View界面。