ADAMS与Matlab联合仿真

7.1机械夹紧机构建模使用实例

机械系统建模实例将创建一种机械夹紧机构模型，是阿波罗登月计划中用于夹紧登月舱和宇宙飞船的十二个夹紧机构之一。夹紧机构包括：摇臂（Pivot）、手柄（Handle）、锁钩（Hook）、连杆（Slider）和固定块（ground Block）等物体。

夹紧机构的工作原理是：如图7-1所示，在夹紧机构手柄（Handle）处施加一个作用力，驱动机构运动，使其锁钩（Hook）处产生十倍于作用力的夹紧力，用于夹紧登月舱和宇宙飞船。

夹紧机构的设计要求是：至少产生800N的夹紧力；施加在手柄上的力应不大于80N；释放手柄的力应最小；在振动环境中夹紧机构应安全可靠。

手柄Handle

锁钩Hook

图7-1 夹紧机构三维模型图

以下将从创建几何构件、添加约束、添加载荷及结果后处理等几个方面详细介绍机械夹紧机构模型的建立。通过本实例的学习，能够详细了解ADAMS软件设计流程及使用方法。

7.1.1创建几何构件

1、创建新模型

本实例将使用ADAMS/View的零件库、约束库和力库创建夹紧机构模型。

首先打开ADAMS/View，选择“Create a new model”，模型名称（Model Name）：Latch，点击OK，创建新模型完毕。其它设置如图7-2所示：

图7-2 创建新模型

2、设置工作环境

选择菜单栏【Settings】→【Units】命令，设置模型物理量单位，如图7-3所示：

图7-3设置模型物理量单位

选择菜单栏【Settings】→【Working Grid】命令，设置工作网格，如图7-4所示：

图7-4设置工作网格

3、创建设计点

设计点是几何构件形状设计和位置定位的参考点。本实例将通过设计点列表编辑器创建几何构件模型所需要的全部设计点。

选择并点击几何模型库（Geometric Modeling）中的点（Point），下拉菜单选择（Add to Ground）、（Don’t Attach），并单击Point Table列表编辑器，创建并生成Point_1、Point_2等六个设计点，如图7-5、图7-6所示：

图7-5设计点列表编辑器

图7-6创建设计点

4、创建摇臂（Pivot）

选择并点击几何模型库（Geometric Modeling）中的平板（Plate），设置平板厚度值（Thickness）为1，圆角半径（Radius）为1，用鼠标左键选择设计点：Point_1、Point_2、Point_3，按鼠标右键完成摇臂（Pivot）的创建，将其重新命名（Rename）为Pivot，如图7-7所示：

图7-7创建摇臂

5、创建手柄（Handle）

选择并点击几何模型库（Geometric Modeling）中的连杆（Link），用鼠标左键选择设计点：Point_3和Point_4，完成手柄（Handle）的创建，将其重新命名（Rename）为Handle，如图7-8所示：

图7-8创建手柄

6、创建锁钩（Hook）

选择并点击几何模型库（Geometric Modeling）中的拉伸体（Extrusion），选择“New Part”和“Clsoed”，拉伸体长度（Lengh）设为1，用鼠标左键选择表7-1所示的11个位置，按鼠标右键完成锁钩的创建，将其重新命名（Rename）为Hook，如图7-9示：

表7-1锁钩节点坐标

X坐标Y坐标Z坐标

1 5 3 0

2 3 5 0

3 -6 6 0

4 -14 6 0

5 -15 5 0

6 -15 3 0

7 -14 1 0

8 -12 1 0

9 -12 3 0

10 -5 3 0

11 4 2 0

图7-9创建锁钩

7、创建连杆（Slider）

选择并点击几何模型库（Geometric Modeling）中的连杆（Link），用鼠标左键选择设计点：Point_5和Point_6，完成连杆（Slider）的创建，将其重新命名（Rename）为Slider，如图7-10所示：

图7-10创建连杆

8、创建固定块（Ground Block）

选择并点击几何模型库（Geometric Modeling）中的长方体（Box），选择“On Ground”，使其与大地（Ground）固结在一起，按下图创建固定体用鼠标左键选择设计点：Point_5和Point_6，完成连杆（Slider）的创建，将其重新命名（Rename）为Slider，如图7-11所示：

图7-11创建固定块

7.1.2添加约束

1、添加旋转约束副

选择并点击约束库（Joints）中的旋转副（Revolute Joints）；

选择“1 Location”（一个位置），“Normal To Grid”（垂直于工作网络），用鼠标左键选择Point_1，创建摇臂和大地的约束副；

选择“2 Bodies - 1 Location”（两个物体一个位置），“Normal To Grid”（垂直于工作网络），选择摇臂和锁钩两个物体，左键选择Point_2，创建摇臂和锁钩的约束副；

同理选择摇臂和手柄，位置为Point_3，手柄和连杆，位置为Point_5，创建摇臂和手柄、手柄和连杆的旋转约束副。如图7-12所示：

图7-12添加旋转约束副和圆柱约束副

2、添加圆柱约束副

选择并点击约束库（Joints）中的圆柱副（Cylindrical Joints）；

选择“2 Bodies - 1 Location”（两个物体一个位置），“Normal To Grid”（垂直于工作网络），在连杆和锁钩之间创建圆柱副，位置为Point_6，如图7-11所示。

3、添加点--面约束副

选择并点击约束库（Joints）中的点--面副（In-Plane Primitive Joints）；

选择“2 Bodies - 1 Location”（两个物体一个位置），“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锁钩，然后选择固定块，设置约束副的位置（-12，1，0），确定约束副的方向垂直向上，如图7-13所示，创建点—面约束副，使锁钩上的一点可以在固定块的一个平面内移动。