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曲柄滑块机构

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曲柄AC以角速度60rad/s匀速绕C点旋转,销A在半径为90mm的圆上移动。轴向带深孔的连杆OA绕O点转动,同时与销A相连的滑杆AO在其孔内往复运动,当在β=30°时,试确定滑杆AO的轴向速度和加速度以及连杆OA 的角速度和角加速度。

一、启动ADAMS/View

1 启动ADAMS/View

2 选择Create a new model。

3 在Gravity选项栏中选择Earth Normal(-Global Y)。

4 确认Unit文本框设定为MMKS-mm,kg,N,s,deg。

5 选择OK。

二、设定建模环境

1、设置工作栅格大小及间距

选择setting-working grid,在size文本框中,X,Y均输入300mm,在spacing 文本框中,X,Y均输入5mm。

2、单击OK

三、创建曲柄AC

1、单击,在主工具箱的选项栏中选择new part选项。

2、选中length选项,在其文本框中输入90mm,指定连杆长度为90mm。

3、在建模视窗中选择点(0,0,0),然后再在原点右侧横坐标轴上选择一点,定义连杆的方向,这样就创建了曲柄。

四、创建连杆OA

1、在几何模型工具库中,单击旋转实体工具图标。

2、在主工具箱的选项栏中选择New Part选项。

3、在建模视窗中选择点(0,0,0)和(-210,0,0)定义创建柱体的轴线。

4、在建模视窗中选择下列点(0,5,0),(0,10,0),(-210,10,0),(-210,5,0),(0,5,0)创建连杆OA截面轮廓。

如果自动捕捉特殊点,按ctrl键可以选择任意位置。

5、右击鼠标,完成连杆的创建,如图

五、创建滑杆AO

1、在几何模型工具箱中,单击圆柱体工具图标。

2、在主工具箱的选项栏中选择New Part。

3、选中length选项,并在其文本框中输入210mm,设定滑杆长度。

4、选中radius选项,并在其文本框中输入5mm,设定滑杆半径。

5、在建模视窗中选择点(0,0,0)和横坐标负方向上的一点,创建滑杆AO。

六、创建转动副

1、在运动副工具库中,选择旋转运动副工具图标

2、在Construction选项框中选择1 Location和Normal to grid选项。

3、在建模视窗中选择点(90,0,0),即曲柄的右端点,在该位置创建转动副。重复步骤1,2,选择点(-210,0,0),即在连杆OA左端点处创建转动副。

将步骤2中的选项改为2 Location和Normal to grid,然后依次选择曲柄、滑杆AO和点(0,0,0),在曲柄和滑块AO之间创建转动副。

七、创建移动副

1、在运动副工具库中,选择移动副工具图标

2、在Construction选项框中选择2 Bod-1 Loc和Pick Feature。

3、选择滑杆AO和连杆OA,作为移动副所连接的两个零件。

4、选择连杆OA质心,作为运动副位置。

5、移动鼠标使箭头水平,单击鼠标,生成移动副。

至此,曲柄滑块机构的虚拟模型创建完毕,如图

八、设定曲柄AC的初速度

所有零件已被建立并加上约束。下一步给转动副施加转动,指定曲柄每秒转动一周。

1、在工具箱中,选择旋转运动工具图标。

2、在Speed文本框中输入60r,定义转动速度为60rad/s。

3、选择曲柄右边转动副,创建该运动如图

九、模型仿真

1、单击交互式仿真分析工具图标

2、选择end time,并在其文本框输入0.3。

3、选择Steps,并在其文本框输入150。

4、单击,开始仿真分析。

十、测定曲柄角度

因为该实例需要求曲柄与-x轴的夹角为β=30°时的位移、速度和加速度,所以首先可以绘制角度-时间的曲线图,找出模拟中曲柄的角度为30°的位置。

绘制交角的角度-时间曲线图的步骤如下:

1、在Build菜单中,将鼠标依次指向Measure和Angle,然后选择New…,显示角度测量对话框如图

2、在Measure Name文本框中输入beta。

3、在first marker文本框中输入连杆OA左端的标记点名称,在Middle Marker 和Last Marker文本框中,分别输入曲柄的右端标记点和左端标记点名称。

4、选中Create Script Chart选项

5、单击OK按钮,生成夹角的角度-时间曲线,如图

十一、测定滑杆AO轴向速度.

r和加速度

..

r

1、在滑杆AO上右击鼠标,在弹出菜单中选择Measure,显示物体测量对话框。

2、在Measure Name文本框中输入r_dot。

在Characterristic选项栏中选择CM velocity选项

在Component选项区选择X选项

在Represent coordinate in文本框中右击,选择Marker-Pick,选择连杆OA的左端的标记点

3、单击Apply按钮,创建滑杆AO的轴向速度曲线图,如图

4、在Measure Name中输入r_double_dot

在Characterristic选项栏中选择CM acceleration选项

在Component选项区选择X选项

在Represent coordinate in文本框中右击,选择Marker-Pick,选择连杆OA的左端的标记点

在Do time derivatives in文本框中右击,选择Marker-Pick,选择连杆OA的左端的标记点

5、单击OK按钮,创建滑杆AO轴向加速度曲线图

十二、测定连杆OA的角速度.

θ和角加速度..

θ

1、在连杆OA上右击鼠标,选择Measure,显示物体测量对话框。

2、在Measure Name中输入theta_dot

在Characterristic选项栏中选择CM angle velocity选项

在Component选项区选择z选项

3、单击Apply选项,创建连杆OA的角速度曲线图

4、在Measure Name中输入theta_double_dot

在Characterristic选项栏中选择CM angle acceleration选项

在Component选项区选择z选项

5、单击Apply选项,创建连杆OA的角加速度曲线图,如图

至此,该实例的模型建立及部分数据处理准备工作已经完成,输出该模型的命令文件,文件名为crank_slider.cmd。

十三、分析曲线图,求解.

r,

..

r,

.

θ,

..

θ

方法一:

1、通过夹角的角度-时间曲线,找出β=30°的时间t 。

2、通过滑杆AO轴向速度.

r曲线图、滑杆AO轴向加速度

..

r曲线图、连杆

OA的加速度曲线图.

θ,和角加速度曲线图..

θ,分别找出t时刻的.

r,

..

r,

.θ,

..

θ值

方法二:

1、单击图标或按F8 键,进入专用后处理模块

(ADAMS/Postprocessor)。

2、分别绘制.

r-β,

..

r-β,

.

θ-β,

..

θ-β曲线图。

3、分别找出β=30°时的.

r,

..

r,

.

θ,

..

θ值。

ADAMS分析结果:.

r=3.56m/s,

..

r=318m/s2,

.

θ=17.82rad/s,

..

θ=1498.2/ s2。

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