基于ADAMS得周转轮系得运动学分析.docxVIP

机械原理课程虚拟样机仿真实验报告题目：基于ADAMS的周转轮系的运动学分析姓名：龙玉学号级：1207172013年6月4日基于ADAMS的周转轮系的运动学分龙玉北京航空航天大学机械工程及自动化学院摘要本仿真实验主要是针对标准齿轮的周转轮系，结合Adams分析了周转轮系各齿轮的角速度、线速度以及角加速度的变化规律，同时利用该软件对轮系进行模拟仿真，得到了它们的变化曲线。通过仿真结果与理论分析的比较，验证了理论分析的正确性。最后通过已知条件，把相应的传动比计算了出来。关键词：ADAMS;周转轮系；运动学分析题目要求如下图所示的周转轮系，图a含有冗余约束，图b不含冗余.（1试计算传动比i3H；（2试用书中给出的一种方法（包括图解法、解析法、复数法以及运动影响系数法等）写出：该机构各输出构件的位置、速度和加速度方程；（3利用ADAMS软件对以上结果进行仿真验证；（4判断该机构是否具有急回特性；（5该类机构的应用。注：由于不含冗余约束的机构是含冗余约束的一种特殊情况，所以在用ADAMS做仿真的时候只做了含有冗余约束的。如此也可以类推不含冗余约束的情况。机构（角）速度及其加速度的求解2.1运动描述本机构中齿轮1是固定在机架上的，三个齿轮2分别绕着齿轮1以大小相同的角速度和角加速度匀速转动，在仿真模拟中以齿轮2作为主动轮，内齿轮3也随之做匀速转动。所以，齿轮2和3的角速度、角加速度、线速度等大小不变，方向时刻改变的运动。对于不含冗余约束的b机构，齿轮2仍然为主动轮，齿轮2和3仍然做匀速转动。而含冗余约束和不含冗余约束的两个机构都是一自由度机构。2.2尺寸综合设计理论分析2.2.1同心条件对于渐开线标准圆柱齿轮传动，有2.2.2装配条件设行星轮的个数为k个，则有假设其中N为整数，由此可得2.2.3邻接条件两行星轮之间不发生碰撞，则应满足其中是两齿轮2轮心之距。此可以得出邻接条件综合可以得出如下结论：由此可以算出只要选定和k，就可以确定其他的参数。由此从理论上判定邻接条件是否正确，并做好为与仿真比较的准备。2.2.4传动比的计算由单排行星轮系可以得出所以可以得出题目所求的2.2.5各齿轮之间线速度，角速度，角加速度的关系假设主动齿轮2的分度圆角速度大小为，齿轮2的分度圆半径为r，齿轮3的分度圆的半径为R。则齿轮2的分度圆的线速度大小为对应的法向角加速度为易知齿轮3的线速度大小也为，则其角速度大小为对应的法向角加速度为ADAMS软件仿真模型的简历和结果的分析3.1仿真模型的建立令各齿轮的模数均为1，齿厚均为6cm，齿轮1的轮数为20.进而可以确定其他齿轮的参数。如下图为在ADAMS里仿真出来的效果：3.2运动结果的分析验证3.2.1齿轮设计验证在给定后，可以确定，带入中后得所以按照上述参数进行啮合并添加转动副，移动副及其他的运动约束，并给主动齿轮2一定的角速度后，机构可以顺利转动起来。所以仿真模拟的结果和理论分析的结果是一致的。3.2.2传动比根据上述给定的参数得知，又由得3.2.3速度仿真验证给定主动齿轮2一个初速度大小，则其变化如下图所示：则引起的三脚架H的对应速度的变化为如下图所示：以及齿轮3的速度大小的图像，下图所示：由速度图像可知，各运动构建均以恒定的速度大小转动，故其速度大小的图像为一条直线，而方向则相切于圆形轮廓并指向其运动方向。不含冗余约束的机构也同样满足。单排行星轮系的应用简介实现大传动比的减速传动下图所示的行星齿轮系中，给定各齿轮的齿轮数，根据需要行星齿轮系可获得很大的传动比，从而达到减速传动的效果。2.实现结构紧凑的大功率传动行星齿轮系可以采用几个均匀分布的行星轮同时传递运动和动力（见下图）。这些行星轮因公转而产生的离心惯性力和齿廓间反作用力的径向分力可互相平衡，故主轴受力小，传递功率大。另外由于它采用内啮合齿轮，充分利用了传动的空间，且输入输出轴在一条直线上，所以整个轮系的空间尺寸要比相同条件下的普通定轴齿轮系小得多。这种轮系特别适合于飞行器3.实现运动的合成运动的合成是将两个输入运动合为一个输出运动。差动轮系的自由度等于2，当给定任意两个构件的确定运动后，另一构件的运动才能确定。利用差动轮系的这一特点可以实现运动的合成。最简单的运动合成轮系如下图所示，行星架H的转速是轮1与轮3转速的合成。因此这种轮系可用作加法机构。当行星架H、太阳轮1或3为原动件时，该轮系又可用作减法机构。差动轮系可进行运动合成的这种特性被广泛应用于机床、计算机构及补偿调整装置中。4.实现运动的分解差动轮系还可以将一个原动构件的转动分解为另外两个从动基本构件的不同转动。左图所示为汽车后桥差速器简图，图中构件5、4组成定轴轮系，轮4固连着行星架H，H上装有行星轮2和2’。齿轮1、2、2’、3及行星架H组成一差动轮系