adams分析报告

ADAMS机构分析报告

一题目描述

题目：两个支点和中间法兰盘对夯锤切割次序的控制

图1所示的机构在行程中自动地从一个支点换到另一个支点。

图1 法兰和夯锤组成的切割机换向机构

1.运行情况

如图1中（A）可知，法兰盘被安装在切割机机架的上支点上，而切割夯锤在下支点与法兰盘相连。法兰盘下端连接有法兰支撑活塞，夯锤中间有止推块，下端有刀片。在循环工作开始时，夯锤绕着下支点旋转并用方型刀片切割平板；中间法兰盘的运动受到法兰支撑活塞的限制。在切割后，夯锤停在法兰盘的底部，如图1（B）所示。之后，有切割力作用的夯锤克服了法兰支撑活塞的约束力，并且夯锤绕着上支点转动。从而使得斜向刀刃对平板做斜向切割。

2. 实现的功能

在切割力作用下夯锤开始运动时，由于法兰盘有法兰支撑活塞，法兰盘不转动，夯锤绕下支点转动，用方型刀片切割平板。之后由于夯锤止推块的作用使夯锤停在法兰盘的下端，之后克服了法兰支撑活塞的约束力，并绕上支点转动，从而实现夯锤不要更换刀片即可改变切割方向。

二．^

三．机构的运动简图及自由度

机构的运动简图如图2、图3所示：

图2 机构的运动简图

图3 机构的三维渲染运动简图

自由度的计算：DOF=∑--i i n

n )1(6=2

四．大致确定其运动尺寸

机构的运动尺寸如图4所示：

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图4 转位机构的大致尺寸

四．分析目的

分析机构能否达到题目中描述的运动要求，即夯锤可否绕设计点旋转, 实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。

五．模型描述

图5 机构分析图

1机构的构建

该机构构件数量少，主要由夯锤、中间法兰盘组成，且各组成构件结构简单，利用adams 建模即可完成，无需通过专业CAD建模。

（1）夯锤的建立夯锤结构简单，有多种方法建立，首先建立三个marker点，分别为marker19、marker15、marker2。然后先去工具箱中拉伸命令，设置如图6所示，用点来创建，并选择close，表示选取曲线闭合，之后分别点取marker19、marker15、marker2，点

击鼠标右键，第一个构件建立完毕。之后利用建立六面体命令，尺寸选取如图7所示，在marker19下方建立夯锤止动块，之后进行布尔加运算，合并建立的两个构件，夯锤建立完毕。

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（2）中间法兰盘建立 法兰盘结构简单，与夯锤类似，故建立方法和夯锤一样，也是选取marker 点作为基准，利用拉伸命令得到，此处不做过多赘述。

2.约束的建模

《 - 图6

图7

下面来分析此机构中约束的建立理由：

1）首先，中间法兰盘需绕上支点旋转，故在上支点处建立旋转副。

2）然后，中间法兰盘在下支点附近存在法兰支撑活塞，用柔性连接代替，建立中间法兰与大地之间的弹簧联接，阻尼和刚度用默认即可，弹簧平行于水平面。

3）由于夯锤开始旋转时需绕下支点旋转，故建立旋转副，设置为用两个物体一个旋转点，从而建立夯锤在下支点绕中间法兰盘的旋转副。

4）夯锤运动后，其止动块需要与中间法兰盘接触，并带动中间法兰盘转动，故建立夯锤与中间法兰盘的接触约束。

5）对于夯锤的刀片处，建立于地面联接的弹簧约束，用于模拟切割平面。

3.驱动的建立

在夯锤的上端建立向下的作用力，用于模拟切割力。切割力运行方向设置为Pick feature、 Body Moving，即为力的方向为手动选择，物体运动时，方向相对于物体不变。由机构功能选取里的方向为竖直向下。力定义为常量，大小为40N。

六．输出结果的确定

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本机构实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。故其输出结果即为观察刀片的运动轨迹。

在切割力作用下，夯锤开始绕下支点旋转，当夯锤的止动块与中间法兰盘接触后，带动法兰盘克服了支撑活塞的约束力，使夯锤绕着上支点转动。

七．输出结果的整理

通过模拟仿真，观察到夯锤开始时先绕下支点转动，当止动块与中间法兰盘接触后，夯锤开始绕上支点转动。图8中白线描述出夯锤刀片的运动轨迹曲线。

图8 夯锤刀片运动轨迹曲线

八．]

九．分析结果的合理性判断

本机构实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。故需要夯锤开始时先绕下支点转动，当止动块与中间法兰盘接触后，夯锤开始绕上支点转动。

观察夯锤刀片的运动轨迹曲线，发现该曲线分为两段，第一段即为夯锤绕下支点转动产生曲线，此时实现用方形刀片切割平板。第二段为止动块与中间法兰盘接触后，夯锤绕上支点转动产生曲线，此时实现斜向刀片对平板实现斜向切割。

由以上的分析结果可知，该机构基本满足其功能要求，但通过曲线可以看出第一段曲线比较短，即夯锤绕下支点转动时间较短。

分析结果有差距的原因主要是机构的具体尺寸不确定造成的。主要因素为建立的夯锤止推块距离中间法兰盘下端较近，夯锤与中间法兰盘之间角度不确定。

十．机构的改进建议

机构中法兰盘支撑活塞上的力为一个定值，为了变换刀片的切割方位，需要切割力大于某一值，这就产生局限性。切割力只能大于某一值，使机构应用范围变小。

应该实现法兰盘支撑活塞阻力可变，从而在多种切割力下实现机构的换刀，扩大了机构应用领域。

十一．改进的工作

在机构设计时，可以在法兰盘后端与切割机机架上多建几个槽，根据工况不同，安装不同数量的法兰盘支撑活塞，实现法兰盘支撑活塞阻力可变。

十二．，

十三．课程学习体会和建议

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