| 標(biāo)題：基于Creo和ADAMS的空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)仿真與分析 | ||
| 基于Creo和ADAMS的空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)仿真與分析 摘 要：討論了一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)的方法，運(yùn)用Creo軟件建模和ADAMS軟件分析，得到了擺環(huán)機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)周期性變化規(guī)律，對(duì)研究空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)，特別是收割機(jī)中的擺環(huán)機(jī)構(gòu)具有參考意義。 關(guān)鍵詞：ADAMS；Creo；擺環(huán)機(jī)構(gòu)；收割機(jī)械；仿真分析 擺環(huán)機(jī)構(gòu)作為一種空間機(jī)構(gòu)，其可以實(shí)現(xiàn)平面機(jī)構(gòu)很難或者根本無法實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作，具有非常優(yōu)越的性能。作為一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部件，起著與曲柄連桿機(jī)構(gòu)相同的作用，即將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與之不同的是，擺環(huán)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)相互垂直的空間面上，有著較曲柄連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于需進(jìn)行運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的機(jī)器設(shè)備中，尤其在農(nóng)牧業(yè)機(jī)械中起著重要作用。空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為方便地分析和設(shè)計(jì)空間機(jī)構(gòu)提供了可能，文章以收割機(jī)為例，對(duì)空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。 1.空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理 如圖1所示為空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖，主軸1鉸接在機(jī)架F點(diǎn)上，擺環(huán)3鉸接主軸O點(diǎn)上，且與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸線成擺角α，擺叉2鉸接在擺環(huán)3的A、B兩點(diǎn)，擺叉軸鉸接在機(jī)架的C點(diǎn)上，擺臂4與割刀5高副連接。 1.主軸；2.擺 ……（快文網(wǎng)http://m.hoachina.com省略917字，正式會(huì)員可完整閱讀）……
根據(jù)擺環(huán)機(jī)構(gòu)在收割機(jī)中的應(yīng)用情形，割刀在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程中都受到了切割阻力，為研究方便假設(shè)作用在割刀上的阻力為定值1210N，阻力方向始終與割刀運(yùn)行速度方向相反，阻力函數(shù)為：STEP((VZ(MARKER_2, cankaodian, cankaodian)) , 0, 1210 , 1, -1210 )，函數(shù)中MARKER_2為割刀上的一點(diǎn)，cankaodian為ground上的一定點(diǎn)。阻力與割刀速度關(guān)系如圖3所示，由圖可知割刀速度變化時(shí)，阻力方向也隨之變化。仿真參數(shù)設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速400r/min，即2400°/s，運(yùn)行時(shí)間0.5s，運(yùn)行步數(shù)2000步。 圖3 切割阻力與割刀速度關(guān)系 3.3 擺環(huán)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 3.3.1 擺叉的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 主軸作為輸入軸連續(xù)勻速旋轉(zhuǎn)，擺叉作為輸出軸往復(fù)擺動(dòng)。擺叉的運(yùn)動(dòng)學(xué)變化規(guī)律如圖4所示，由圖可得擺叉擺角、角速度、角加速度變化周期均為T=0.15s。由擺叉擺角變化規(guī)律曲線(點(diǎn)畫線所示)可得，主軸旋轉(zhuǎn)一周，擺叉角度由0°到30°往復(fù)擺動(dòng)；由擺叉角速度變化規(guī)律曲線(虛線所示)可得，擺叉的角速度在-644.4°/s到644.4°/s，即-11.2rad/s到11.2rad/s范圍內(nèi)變化；由擺叉角加度變化規(guī)律曲線(實(shí)線所示)可得，擺叉的角加速度在-25133.4°/s2到25133.4°/s2，即-438.4rad/s2到438.4rad/s2范圍內(nèi)變化。 圖4 擺叉擺角、角速度、角加速度變化規(guī)律 3.3.2 割刀的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 以收割機(jī)上的空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)為例，擺叉通過擺臂與附屬構(gòu)件割刀高副連接。擺臂長度140mm，得到割刀的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖5所示。由位移曲線 (實(shí)線所示)得割刀行程為72.5mm；由速度曲線(點(diǎn)畫線所示)得割刀速度在-1.57m/s和1.57m/s之間變化；由加速度曲線(虛線所示)得割刀加速度在-53.9m/s2和53.9m/s2之間變化。割刀位移、速度、加速度變化周期均為T=0.15s。 圖5 割刀擺角、角速度、角加速度變化規(guī)律 3.4 擺環(huán)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析 3.41軸承對(duì)主軸的支反力變化規(guī)律 擺環(huán)機(jī)構(gòu)的主軸作為動(dòng)力輸入的主要部件，研究主軸的受力變化情況尤為重要。如圖6所示為主軸受力規(guī)律變化圖，可得變化周期為T=0.15s，主軸在t=kT+T/4 ( k=0,1,2...)時(shí)刻受最大支反力，最大支反力Fx=0，F(xiàn)y=409.6N，F(xiàn)z=1100N。其中z軸方向支反力在t=kT+T/2( k=0,1,2...)時(shí)刻發(fā)生突變，原因是在t=kT+T/2( k=0,1,2...)時(shí)刻割刀的速度方向發(fā)生改變，割刀所受到的阻力方向也發(fā)生改變，從而引起支反力的突變。 圖6 軸承對(duì)主軸支反力變化規(guī)律 3.42主軸扭矩和功率變化規(guī)律 在切割阻力作用下，可以測(cè)得主軸扭矩和功率的變化規(guī)律如圖7所示，由圖可知扭矩和功率具有周期波動(dòng)的變化規(guī)律，其變化周期為T/2=0.075s。最大扭矩(虛線所示)和最大功率(實(shí)線所示)出現(xiàn)在t=kT+T/4 ( k=0,1,2...)時(shí)刻，分別為Tz=46.2Nm和P=1924.1Nm/s=1924.1W。 圖7 主軸扭矩、功率變化規(guī)律 4總結(jié) 采用Creo軟件對(duì)收割機(jī)上的空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，利用ADAMS軟件對(duì)其進(jìn)行仿真和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到了擺叉及其附屬構(gòu)件割刀的擺角、速度、加速度周期性變化規(guī)律。利用ADAMS動(dòng)力學(xué)分析，得到了擺環(huán)機(jī)構(gòu)主軸所受支反力、扭矩和功率的周期性變化規(guī)律。以上分析對(duì)研究空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)，特別是收割機(jī)中的擺環(huán)機(jī)構(gòu)具有參考意義。 參考文獻(xiàn) [1] 武志云，劉儒，唐蓉城. 擺環(huán)機(jī)構(gòu)理論及應(yīng)用淺析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，1996，No1：11-13 [2] 李寧，段國林，許紅靜. Pro/E與ADAMS之間的數(shù)據(jù)交換方式的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2012，29(9)：36-40 [3] 趙紅喬. 擺環(huán)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真及有限元分析計(jì)[D/R].長沙：湖南大學(xué)，2010：20-33 [4] 李建平,劉俊峰,楊欣,等. 擺環(huán)機(jī)構(gòu)特征造型及運(yùn)動(dòng)仿真[J].農(nóng)機(jī)化研究，2008，6(6)：31-33 [5] 武志云,盧宜青,白振力. 收獲機(jī)械中擺環(huán)機(jī)構(gòu)理論分析[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，16 (4)：50-53 [6] 吳雪梅,張富貴,呂敬堂,等. 收獲機(jī)械中擺環(huán) ……（未完，全文共4292字，當(dāng)前只顯示2385字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏基于Creo和ADAMS的空間擺環(huán)機(jī)構(gòu)仿真與分析） 上一篇：水利設(shè)施建設(shè)情況匯報(bào) 下一篇：**局領(lǐng)導(dǎo)班子黨的群眾路線教育實(shí)踐活動(dòng)征求意見建議匯總表 相關(guān)欄目：剖析整改 綜合論文 |