汽车cad论文-基于adams的牛头刨床的的仿真分析

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1、基于ADAMS的牛头刨床的的仿真分析殷权车辆1201班0121218380601摘要：牛头刨床是在摆动导杆机构的基础上设计而成的，可以通过ADAMS对摆动导杆机构进行建模仿真，分析其各个构件的位移，线速度，角速度，线加速度，和角加速度以及各个构件的受力情况，来了解分析牛头刨床的急回特性，压力角，行程速比系数等特性，为牛头刨床机构的工作参数和结构设计参数的确定提供理论依据。关键字：牛头刨床；ADAMS；急回特性；压力角1前言牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种，主要用于单件小批量生产中刨削中小型工件上的平面、成型面和沟槽等

2、。仿真中所采用的牛头刨床是基于摆动导杆机构设计而成的（图一）。工作原理是当曲柄BC匀速转动时，摇杆AD左右摆动，使牛头刨床的刨刀E沿着固定的轨迹FG做直线运动，通过曲柄转动转动驱动刨刀做往复运动。牛头刨床机构具有急回特性，即在工作行程中刨刀的运动速度比较缓慢，达到工作平稳，受力均匀的目的。在空回行程，由于刨刀不处于工作状态，所以可以以较快的速度做直线运动，达到节省时间，提高工作效率的目的。并且为了改善传力性质和机械效率，要求机构的最大压力角尽可能小。为此，通过ADAMS对牛头刨床进行仿真分析，了解牛头刨床的各种工作参数，

3、在建立物理样机之前直观的分析其系能，提高设计效率和质量，节省时间和成本。2理论分析首先计算机构自由度，判断其是否有确定运动。由图一可知，该机构中活动构件数n=5，低副Pl=7，高副Ph=0.根据机构自由度计算公式可得F=3n-2Pl-Ph=3*5-2*7-0=1。原动件为曲柄BC，自由度数与原动件个数相等，机构具有确定的运动。图一中AD=600mm，BC=100mm，A、B在同一条竖直线上，且AB=250mm。2.1急回运动特性和行程速比系数Ｋ　　　　对于原动件曲柄ＢＣ做顺时针匀速圆周运动，做往复摆动的从动件ＡＤ和刨刀Ｅ

4、在往返两个行程中的平均速度是不同的。通常慢速行程作为工作行程，快速行程作为返回行程，把机构的这一特性称为急回运动。急回程度用行程速度变化系数Ｋ衡量。Ｋ＝输出构件回程的平均速度／输出构件工作行程的平均速度（＞＝１）在主动曲柄ＢＣ转动一周的过程中，有两次与ＡＤ杆垂直。曲柄ＢＣ两次位置的夹角（锐角）为摆角，用φ表示。可知刨刀在往复运动的两次行程中，运动的距离相等，但是对应的ＢＣ转过的角度不同，分别为１８０°＋φ和１８０°－φ。而ＢＣ做匀速圆周运动，故通过两个角度时间不相等，造成刨刀往复运动的速度不相等，形成急回运动。其行程速比

5、系数为：Ｋ＝１８０°＋φ／１８０°－φ。Ｋ值得大小取决于φ的大小。Φ越大，Ｋ值越大，机构具有的急回特性越显著；反之，Ｋ值越小；Ｋ＝１时，机构无急回特性。2.2压力角和传动角压力角α：原动件曲柄通过连杆作用于从动件摇杆的力Ｆ的方向与作用点的绝对速度之间所夹的锐角称为压力角。传动角γ：与压力角互为余角。在图一中，ＡＤ杆绕Ａ点为圆心做摆动运动，Ｄ点的速度方向始终垂直于ＡＤ杆，而刨刀ＦＥＧ在水平线上做直线往复运动，所以其压力角为α，传动角为γ。显然，压力角α越小，传动角γ越大，，有效分力就越大，有害分力就越小，对机构的传动越有利

6、。所以压力角α、传动角γ的大小反应机构对力的有效利用程度，用来衡量机构的传动质量。因此，在设计牛头刨床时，我们希望机构能够有较大的传动角和较小的压力角，来获得较好的传动效果。因此和在建立物理模型之前通过ＡＤＡＭＳ建立模型仿真分析，通过不断修改，获得最佳参数。3ＡＤＡＭＳ建模与仿真3.1ADAMS简介ADMAS，即机械系统动力学分析（AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems）,是一种虚拟样机分析软件，用户可以运用该软件非常方便的对虚拟机械系统进行静力学，运动学和动力学分析，同时

7、，它还是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序机构和多种接口可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能，运动范围，碰撞检测，峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等，故其应用非常广泛。3.2ADAMS的建模过程设计时各构件满足以下要求：AD=600mm，BC=100mm，A、B在同一条竖直线上，且AB=250mm，原动件ＢＣ的转速为，换算后得角速度为。3.21根据简图在ADAMS中创建牛头刨床模型根据所给数据，建立曲柄、连杆BC、AD，滑块C、D和刨刀E模型。3.

8、22创建运动副原动件BC与大地之间为旋转副连接，连杆AD与大地之间为旋转副连接，原动件BC与滑块C之间为旋转副连接，连杆AD与滑块D之间为旋转副连接，滑块C与连杆AD之间为移动副连接，滑块D与刨刀之间为移动副连接。选用BOX代替机架，并将其与大地之间用固定副连接，刨刀与机架之间用移动副连接。3.23添加驱动在原动件B