基于ADAMS的模切机双肘杆机构的运动学仿真分析.pdf

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1、精密制造与自动化2012年第3期基于ADAMS的模切机双肘杆机构的运动学仿真分析高丽丽(上海理工大学上海200093)摘要以模切机双肘杆机构为研究对象，对其进行了运动学分析。采用传统的方法来分析机构运动学时计算量大，直观性较差。为了提高模切机设计的效率和可靠性，介绍了采用虚拟仿真技术对模切机双肘杆机构进行仿真研究。将在Pro／E~建好的模型导~ADAMS对其进行机构运动学分析，从而得出了运动学曲线，为以后的机构动态静力分析和参数优化提供准确的计算依据。关键词模切机双肘杆ADAMS运动学模切机是印刷包装行业压制纸盒、纸箱等纸制模切机的工作原理是通过上、下平台接触对压品的专用设备，是

2、印刷包装行业中重要的表面装饰完成模切工作。模切机的上平台固定不动，下活动加工设备。而肘杆机构是压模烫印部分的核心部模切平台由双肘杆机构带动上下运动。在模切机整件，其性能的优劣直接影响印刷品的模切精度和个运动周期中，由于双肘杆机构各构件之间由铰链整机速度。由于肘杆机构是一个既有转动副又有移相连，与之相连的动平台不是直上直下的往复运动副的复杂的十杆机构，其运动特性分析起来比较动，而是“左右摇摆，上下起伏”地完成一个循环复杂。采用计算机仿真的手段来分析机构的位移、运动。可见，双肘杆机构工作性能和运动规律的优速度和加速度，为肘杆机构的设计提供必要的数据劣，对模切机的速度、精度及其稳定性都

3、有较大影和参考。对双肘杆机构的运动分析，主要有图解法响。双肘杆机构简图如图2所示。和解析法等。图解法需要反复作图，较直观、方便，但是精度不高，而解析法人工计算工作量大，容易出错。ADAMS软件是虚拟样机技术典型的应用软件，应用ADAMS软件对模切机双肘机构进行运动仿真，与传统的平面机构运动分析方法如图解法和解析法相比，用ADAMS求解平面机构运动学具有精度高、速度快等特点。机构运动分析的本质为求解机构的输入构件与输出构件之间的位置、速度和加速度的映射关系。1建立模切机双肘杆机构及模切原理图2双肘杆机构简图在Pro／E中建立双肘杆机构的三维模型如图1所示。由图2可知模切机双肘杆是由

4、曲柄EOF、连杆J[)用I口CE、上肘杆CG和J[)、下肘杆C和D以及动平台6曰组成，各杆的长度(单位：inlD．)分别为LEF=52，LcE=LDF=228，LAc=LBD=200，LcG=LoH=200，hi=hoM=200，h2=LslvF280，h3=Lox=331．5，曲柄转速w=9．376rad／S。2模切机双肘杆机构的仿真图1双肘杆机构的三维模型为了对双肘杆机构的运动规律和动态特性有更25精密制造与自动化2012年第3期多的了解，需要得到模压活动平台以及各个杆的速加工精度的重要因素之一。同时，在图5中还可以看度、加速度数据，在此应用ADAMS导入的双肘杆机构的虚拟样

5、机模型，进行运动仿真。在ADAMS虚拟仿真环境中ADAMS根据系统导入的模型自动建立拉格朗日运动方程，对每个刚体列出6个广义坐标带乘子的拉格朗日方程及相关的约束方程：图4动平台倾斜转角曲线()广一+∑嚣弓0(i=1，2，⋯m)式中k为动能；q，为描述系统的广义坐标；为在广义坐标上的广义力；为m×1的拉格朗日乘子列阵；严0为系统约束方程。首先在Pro／E中建立双肘杆机构的模型，另存图5动平台滑动位移曲线为xt格式的文件，然后导入到ADAMS中进行仿真，首先选取适当的坐标系与单位，调整视图到其运动的范围及极限位置，为安装和调试带来了的位置，应用工具箱添加各个约束和驱动，其中曲便利。通

6、过仿真，可以分析其运动的一些特性，这种柄为主动件，在其上添加运动，设定速度。模压活手段不需要工程人员掌握复杂的解析法或数值分析动平台与滑块间采用滑移副j约束，其余杆件采等方法去分析其运动，也不需要多少仿真知识就可用旋转副约束。在曲柄与地连接的转动副上添加以轻易地对其运动作精确的定性和定量分析，从而驱动囝

7、l，设定旋转速度为曲柄转速o9=9．376rad／S。指导机构的设计工作，十分便捷，提高了双肘杆机创建完成后的双肘杆机构仿真模型如图3所示。曲柄构设计的效率和质量。Ea顿时针旋转，再点击仿真分析命令(simulation)，以下为以肘杆为例绘制的仿真运动曲线，如图设定动画仿真的时

8、问和步数，就可以进行动画仿真了。6、图7、图8分别记录了下肘杆AC和BD的角位移、角速度和角加速度的随时间变化的曲线。博。X／^、{／厂＼60o0s0／《博。／一i，，t，／’，：图3双肘杆机构仿真模型、3仿真结果及图形处理以动平台和下肘杆为例，查看仿真结果曲线，进入ADAMS仿真后处理器点击后处理器中的(blocktracking)可测得任意时间对应的角位移、角速度、角加速度，并能直接取出最大和最小值。图4为动平台倾斜转角曲线，从曲线可以看出动平台左瑟一右摆动的幅度情况，图5为