adams約束介紹

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1、*,Click to edit Master title style,-,Chapter 3,研究生教程,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,第3章,ADAMS/View,的約束,約束是用來(lái)限制和定義,ADAMS,中各零件的位置和運(yùn)動(dòng)，模擬機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行狀況，組成完整的機(jī)械系統(tǒng)為后續(xù)分析作準(zhǔn)備。在建立好零件的幾何模型后，接下來(lái)就要定義約束。,ADAMS/View,的約束可以分為四類：,運(yùn)動(dòng)副約束（,Joints）,基本約束（,Joint Primitives）,運(yùn)動(dòng)約束（,Motion Generators）,高副約束（,Higher Pair Constraints）,

2、1,約束工具,打開(kāi)方式：,主工具箱的連接工具集包含大部分常用的約束命令，而由,Build,菜單獲得的連接對(duì)話框含有所有約束命令。也可在連接工具集中點(diǎn)擊圖標(biāo) ，進(jìn)入連接對(duì)話框。,2,約束,分類,3:,接點(diǎn)介紹,-,有,4,大類的約束,.,運(yùn)動(dòng)副約束,基本約束,運(yùn)動(dòng)約束,高副約束,Add-on(,復(fù)雜,),約束,.,3,3.1、,運(yùn)動(dòng)副約束,（,Joints）,ADAMS/View,總共有11種運(yùn)動(dòng)副，通過(guò)運(yùn)動(dòng)副來(lái)實(shí)現(xiàn)約束，運(yùn)動(dòng)副在現(xiàn)實(shí)中都能找到與其對(duì)應(yīng)的物理模型，如鉸接副、移動(dòng)副等。每施加一個(gè)運(yùn)動(dòng)副可把兩個(gè)零件聯(lián)系起來(lái)，被連接的零件可以是剛體、柔性體和點(diǎn)質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)副可以放置在模型中的任何位置。這

3、11種運(yùn)動(dòng)副中,Gear,和,Coupler,又稱為復(fù)雜運(yùn)動(dòng)副，其余為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)副，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)副通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)副的組合間接的把零件連接起來(lái)。,4,運(yùn)動(dòng)副約束,5,6,名 稱,圖標(biāo),說(shuō) 明,鉸接副,Revolute,允許2個(gè)零件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，去除2個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)移動(dòng)自由度,移動(dòng)副,Translational,允許2個(gè)零件相對(duì)移動(dòng)，去除3個(gè)旋轉(zhuǎn)和2個(gè)移動(dòng)自由度,圓柱副,Cylindrical,允許2個(gè)零件相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，去除2個(gè)旋轉(zhuǎn)和2個(gè)移動(dòng)自由度,球副,Spherical,允許2個(gè)零件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，去除3個(gè)移動(dòng)自由度,平面副,Planar,允許2件在一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，去除2個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)移動(dòng)自由度,運(yùn)動(dòng)副約束,7,

4、名 稱,圖標(biāo),說(shuō) 明,恒速副,Constant Velocity,限定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等速，去除1個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)移動(dòng)自由度,萬(wàn)向節(jié),Hooke,/Universal,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)零件間傳遞，去除1個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)移動(dòng)自由度,螺旋副,Screw,允許一個(gè)零件相對(duì)于另一個(gè)零件的軸線旋轉(zhuǎn)，并且有軸向移動(dòng)。需定義螺距值。正螺距值創(chuàng)建右手螺紋。去除2個(gè)旋轉(zhuǎn)和3個(gè)移動(dòng)自由度,齒輪副,Gear,復(fù)雜運(yùn)動(dòng)副，把3個(gè)零件和2個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)副連接起來(lái)形成齒輪運(yùn)動(dòng)和其它類型的運(yùn)動(dòng),關(guān)聯(lián)副,Coupler,把2個(gè)或3個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)副連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或能量的傳遞,固定副,Fixed,把2個(gè)零件固連在一起,運(yùn)動(dòng)副約束,8,三種連接構(gòu)件方

5、法的選擇,（1）1個(gè)位置（1,location),(2)2,個(gè)構(gòu)件1個(gè)位置（2,bodies-1location),(3)2,個(gè)構(gòu)件2個(gè)位置（2,bodies-2location),兩種連接方向的選擇,（1）柵格方向（,Normal to Grid）,（2）,選取方向（,Pick Feature）,一般連接約束副的創(chuàng)建方式(,JOINT_1),（,1）,點(diǎn)選所需的連接約束圖標(biāo)；,（2）確定連接構(gòu)件的方法和選擇連接方向；,（3）依次選擇相互連接的構(gòu)件1、構(gòu)件2、連接位置、連接方向。,舉例,施加齒輪副,齒輪副由,兩個(gè)齒輪、一個(gè)連接支架和兩個(gè)連接副,組成。在兩齒輪的嚙,合點(diǎn)上設(shè)置,速度標(biāo)記,（坐標(biāo)系

6、標(biāo)記），齒輪副中的連接副可以是鉸接接,棱柱副、圓柱副，模擬圓柱齒輪、斜齒輪、行星齒輪、錐齒輪和齒條。,連接方法：,9,齒輪副創(chuàng)建方法：,（1）設(shè)置個(gè)齒輪的連接副；,（2）設(shè)置數(shù)度標(biāo)記；,a,計(jì)算齒輪嚙合點(diǎn)的坐標(biāo)，,b,點(diǎn)擊圖標(biāo) ，點(diǎn)擊嚙合點(diǎn)。,c,修改速度標(biāo)記的坐標(biāo)和方向，,Z,軸方,向應(yīng)指向齒輪嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。,（3）選擇齒輪副 ，出現(xiàn)對(duì)話框：在 后面輸入兩個(gè)齒輪,連接副的名稱，兩名稱中間用“，”連接。也可右擊輸入框，在出現(xiàn)的,浮動(dòng)菜單中選擇,Joint、Pick,（,在模型中選擇連接副），,或選擇,Browse，,在數(shù)據(jù)導(dǎo),航對(duì)話框中選擇連接副,在速度標(biāo)記命令,后面輸入速度標(biāo)記名稱。,也

7、可以右擊輸入框，選擇,10,Marker,Pick,或,Browse,選擇速度標(biāo)記名稱。,點(diǎn)擊 ，完成齒輪副的創(chuàng)建。,舉例,施加關(guān)聯(lián)副,對(duì)于皮帶輪、鏈輪和滑輪可用關(guān)聯(lián)副進(jìn),行仿真。,（1）建立各輪的連接副；,（2）點(diǎn)擊帶輪工具圖標(biāo) ；,（3）先選擇主動(dòng)輪，再選擇從動(dòng)輪；,（4）若有三個(gè)皮帶輪，啟動(dòng)修改皮帶輪對(duì)話框，進(jìn)行修改。,11,3.2、,基本約束,（,Joint Primitives）,ADAMS/View,提供了5個(gè)基本約束，基本約束對(duì)零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了限定，如限定兩個(gè)零件必須平行運(yùn)動(dòng)，或者是限定它們的運(yùn)動(dòng)路線相互垂直等。基本約束在現(xiàn)實(shí)中沒(méi)有物理原型，通過(guò)基本約束的組合可以產(chǎn)生定義與運(yùn)

8、動(dòng)副約束相同的約束，也可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)副約束無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜約束。,12,名 稱,圖標(biāo),說(shuō) 明,平行約束,Parallel Axes,約束構(gòu)件1的連接點(diǎn)，只能沿著構(gòu)件2連接點(diǎn)標(biāo)記的,Z,軸運(yùn)動(dòng)。去除2個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度,垂直約束,Perpendicular,約束構(gòu)件1的,Z,軸始終垂直于構(gòu)件2的,Z,軸，即：約束構(gòu)件1只能繞構(gòu)件2的二個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。去除1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度,方向約束,Orientation,限定兩個(gè)零件的零件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸同向，不能相對(duì)旋轉(zhuǎn)，去除3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度,點(diǎn)面約束,Inplane,限定一個(gè)零件在另一個(gè)零件的某個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)，去除1個(gè)移動(dòng)自由度,點(diǎn)線約束,Inline,限定第一個(gè)零件沿第二個(gè)零件上的某

9、條直線運(yùn)動(dòng)，去除兩個(gè)移動(dòng)自由度,13,基本約束,(cont,),3:,接點(diǎn)介紹,-,先、后關(guān)系,!,注意,Description,DOF removed,InLine,一,個(gè)點(diǎn),只能沿,著直線移動(dòng),2,Translationa,l,InPlane,一,個(gè)點(diǎn),只能沿,著,指定的平面,移動(dòng),1,Translational,Orientation,一個(gè)坐標(biāo),系不能,旋轉(zhuǎn),Parallel Axis,一個(gè)坐標(biāo),系可以,對(duì)一個(gè)軸旋轉(zhuǎn),3,Rotational,2,Rotational,Graphic,First part,Second part,First part,Second part,First

10、part,Second part,First part,Second part,Perpendicular,一個(gè)坐標(biāo),系可以,對(duì)兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn),1,Rotational,Second part,First,part,i,j,14,基本,約束,方法,（1）在,Bulid,菜單中選擇,Joints，,顯示連接對(duì)話框，選擇有關(guān)約束工具；,（2）在設(shè)置欄中選擇連接構(gòu)件的方法（3種，,New,add,ground）；,（3）選擇連接方向（2種，柵格方向,或,選取方向）；,（4）選擇1個(gè)或2個(gè)構(gòu)件；,（5）確定連接點(diǎn)的位置；,（6）選取連接方向,15,3.3、,運(yùn)動(dòng)約束,運(yùn)動(dòng)約束通過(guò)對(duì)模型施加運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)模型

11、的約束，一旦定義好運(yùn)動(dòng)后，模型就會(huì)按照所定義的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而不考慮實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)需要多大的力或力矩。,ADAMS/View,定義了兩種類型的運(yùn)動(dòng)約束：運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)和點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。,運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)是在已有運(yùn)動(dòng)副（鉸接副、移動(dòng)副、圓柱副）上進(jìn)行添加，有移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩種，帶動(dòng)零件作相應(yīng)的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，每施加一個(gè)運(yùn)動(dòng)約束模型去除一個(gè)自由度。,點(diǎn)運(yùn)動(dòng)有單向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和一般點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。前者可定義兩個(gè)零件沿著一個(gè)軸移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，后者可定義兩個(gè)零件沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，擁有全自由度。,16,ADAMS,的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器,4:,物體運(yùn)動(dòng)行為與負(fù)載,-,ADAMS/View,提供兩種運(yùn)動(dòng)方式,.,接點(diǎn)運(yùn)動(dòng),.,使用接點(diǎn)位置定義相對(duì)運(yùn)動(dòng)

12、的方向,刪除一個(gè),DOF,具有兩種方式,.,平移,(Translational),接點(diǎn)運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn),(Rotational),接點(diǎn)運(yùn)動(dòng),一般,(Point)Marker-Based,運(yùn)動(dòng),.,使用,CSMs,的位置與座標(biāo)系去定義相對(duì)運(yùn)動(dòng),刪除,1,到,6,個(gè),DOF(rot.and/or trans.),Motion,產(chǎn)生器需為,位移、速度、加速度,之時(shí)間函數(shù),如,M(t)=360d*time,17,1。,運(yùn)動(dòng)的類型和定義值,（1）連接運(yùn)動(dòng)：,定義鉸接副、棱柱副和圓柱副中的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，每一個(gè)連接運(yùn)動(dòng)約束一個(gè)自由度。,（2）點(diǎn)運(yùn)動(dòng)：,定義兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)。如圓柱副、球副等。,2。,約束連接的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

13、,（1）約束移動(dòng)運(yùn)動(dòng),單位：,mm/sec,（2）,約束轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),單位：,deg/sec,3.約束點(diǎn)運(yùn)動(dòng),（1）單點(diǎn)運(yùn)動(dòng)：。,指定兩個(gè)構(gòu)件沿1根周移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),（2）一般點(diǎn)運(yùn)動(dòng)：。,指定兩個(gè)構(gòu)件沿3根周移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),18,在,ADAMS,公式編輯器的使用,公式編輯器,可用于定義,參數(shù),的輸入,。,運(yùn)動(dòng),方程式,的定義為位移,速度,加速度的時(shí)間函數(shù),如下式所示：,STEP(time,0,0,1,1)*20d*sin(2*pi*time),在,ADAMS,中幾乎可以產(chǎn)生任何的方程序 ，包含微分方程序等：,-,語(yǔ)法使用,Fortran 77,表示法,4:,物體運(yùn)動(dòng)行為與負(fù)載,-,19,Function

14、Builder,元件,Function Builder,編輯器,函數(shù)分類,內(nèi)建函數(shù),或,自訂函數(shù),基本算術(shù)運(yùn)算子,4:,物體運(yùn)動(dòng)行為與負(fù)載,-,繪圖,Plot,功能，必須在有設(shè)定,motion,F(time),下才能運(yùn)作。,20,3.4、,高副約束,兩個(gè)構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線的接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副，在,ADAMS/view,中指的是凸輪機(jī)構(gòu)，包括點(diǎn)線凸輪機(jī)構(gòu)和線線凸輪機(jī)構(gòu)。,21,凸輪機(jī)構(gòu),尖底凸輪機(jī)構(gòu)（約束2的移動(dòng)自由度）和曲底凸輪機(jī)構(gòu)（約束3個(gè)位自由度）。,產(chǎn)生凸輪機(jī)構(gòu)的方法：,（1）選擇尖底凸輪工具圖標(biāo) ，或平底凸輪工具圖標(biāo) 。,（2）對(duì)尖底凸輪選擇從動(dòng)輪上的觸點(diǎn)，或?qū)η淄馆嗊x擇從動(dòng)輪上的

15、曲線。,（3）選擇凸輪的,的,輪廓曲線。完成后可利用修改對(duì)話框，修改凸輪的觸點(diǎn)或曲線、,設(shè)置,初始條件。,22,注意：,（1）使用足夠多的點(diǎn)來(lái)定義曲線。,（2）盡可能使用封閉曲線。,（3）曲線應(yīng)包括凸輪運(yùn)動(dòng)的全部范圍。,（4）避免,將,初始觸點(diǎn)定義在曲線的節(jié)點(diǎn)附近。,（5）避免曲底凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)以上的觸點(diǎn)。,（6）可以使用一條曲線定義多個(gè)接觸約束。,23,碰撞限制,-Pin-In-Slot Cams,碰撞限制包含：,Pin-in-slot Cams,Curve-on-curve Cams,移除兩個(gè)DOF,構(gòu)成元件：,兩個(gè)物件 第一個(gè)物件-接觸點(diǎn) 第二個(gè)物件-曲線,一個(gè)接觸點(diǎn),一條曲線,一般應(yīng)

16、用于點(diǎn)對(duì)邊緣接觸或銷對(duì)槽接觸的凸輪設(shè)計(jì)（point-edged cam-follower system and pin-in-slot system),Be careful with open curves!,If point goes off either end,simulation will fail.It is better to use closed curves where possible,Pin-in-slot Cams,3:,接點(diǎn)介紹,-,24,物件的接觸碰撞固定于曲線之間，因此，碰撞點(diǎn) 不會(huì)離開(kāi)曲線。,移除兩個(gè),DOF,構(gòu)成元件,兩個(gè)物件,兩條曲線,一般應(yīng)用于凸輪對(duì)凸輪的系統(tǒng),碰撞限制,-Curve-On-Curve Cams,Curve-on-curve Cams,3:,接點(diǎn)介紹,-,25,可使用 Modify Joint 對(duì)話框 修改接點(diǎn)的特性,對(duì)接點(diǎn)設(shè)定磨擦力,設(shè)定基本特性,設(shè)定動(dòng)作,設(shè)定初始狀況,修改接點(diǎn),3:,接點(diǎn)介紹,-,26,磨擦力只能加諸,revolute,或,translational,接點(diǎn)上,(10,版支援全部類型的接點(diǎn),),所有接點(diǎn)內(nèi)定是沒(méi)有磨