机械系统的建模与仿真

机械系统的建模与仿真

课程作业

题 目： 基于虚拟样机的齿轮机构运动学分析 科 目： ADAMS基础与工程范例教程 姓 名： 孙科 学号： 1108020310 指导老师： 侯红玲 日 期： 2012.9—2013.1

机械系统的建模与仿真课程作业

基于虚拟样机的齿轮机构运动学分析

摘要：根据齿轮的参数，在ug中设计出齿轮机构的模型，在ADAMS中进行运动学分析，检验是否符合设计要求，为齿轮设计提出了一种新的方法。 关键词：虚拟样机；齿轮机构；分析

引言

随着计算机仿真技术的发展，在产品开发初期，设计者可以直接在虚拟环境（计算机环境）中建立产品模型，即虚拟样机，并将其置于虚拟环境中进行试验，以模拟产品的实际结构和功能，使产品还未生产出来之前的缺陷在最初设计阶段就能被及时发现并加以改正，同时也可以研究其运动学和动力学特性，有助于做出前瞻性的决策和优化实施方案，运用虚拟样机技术，改变了传统的设计步骤：物理样机---制造---实验---物理样机，通过物理样机的仿真和优化设计，可以缩短产品的研制周期，节约开发费用，明显提高产品质量。ADAMS是目前世界上应用最广泛、最具权威性的机械系统动力学仿真分析软件 ,已经被广泛应用到航空航天、兵器、汽车、机械制造等各个行业。在各类机械的传动系统中 ,齿轮机构有着广泛的用。

1基于ug的齿轮建模原理

假设齿轮对中,从动轮的齿数ｚ＝２６、ｍ＝３,压力角ａ＝20。主动轮中ｚ＝130、ｍ＝３,压力角ａ＝20。先对从动轮建模。

首先根据齿轮的模数和齿数算出齿轮的齿顶圆,分度圆,和齿根圆的直径.利用齿数和模数还有压力角算出基圆的直径.根据下列表达式在ug中生成齿轮的浙开线.

如下图所示:

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然后再利用拉伸,剪切,圆形陈列一系列的命令,生成齿轮模型。 如下图:

主动轮的建模过程同上.把建立好的模型保存成“.x_t”的形式在Adams中打开

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2加载齿轮约束

完成齿轮机构部件建模并装配导入Adams中, 选择Y轴负方向为重力方向,选择ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint: Revolute）参数选择2 Bod-1 Loc和Normal To Grid。在ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择齿轮（PART_2），然后选择机架（ground），接着选择齿轮上的PART_2.cm，如图所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_1) 该旋转副连接机架和齿轮,使齿轮能相对机架旋转。

同理,可以在从动轮（PART_3）加旋转副,该旋转副连接机架和齿轮,使齿轮能相对机架旋转。

选择ADAMS/View工具箱的动态选择（Dynamic Pick）图标的啮合处进行放大，再选择动态旋转图标

，将两个齿轮

，进行适当的旋转。选择

ADAMS/View零件库中的标记点工具图标，把标记点放在啮合点处。然后对啮合点进行位置移动和方位旋转,使该啮合点位于两齿轮中心线上,并使啮合点的Z轴方向与齿轮旋转方向相同。选择ADAMS/View约束库中的齿轮副（Gear）图标，在弹出的对话框中的Joint Name栏中，点击鼠标右键分别选择JOINT_1、JOINT_2。在Common Velocity Marker栏中，点击鼠标右键选择啮合点。然后点击对话框下面的OK按钮，两个齿轮的齿轮副创建出来。

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在Adams软件View模块中对齿轮机构的仿真结果进行测量 ,取仿真时间t=5步长step=500主动轮的转速为26m/s。由adams运动分析得出来的角速度图形如下:

由ｚ1/ｚ2＝5可知,Adams的运动分析与理论相符合。

从新取仿真时间t=20,步长steps=500,添加受力单元如下图

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0z97.html