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      基于ADAMS的滾柱軋路機虛擬樣機設(shè)計與動態(tài)仿真

      2010-03-17 12:25:52華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院李旭榮
      湖北農(nóng)機化 2010年3期
      關(guān)鍵詞:滾柱輪子樣機

      華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 李旭榮 黃 丹

      現(xiàn)代社會建設(shè)離不開道路建設(shè)?!耙敫?,先開路”的口號一直被人們倡導(dǎo),可見路是中國人民通向富裕、中國社會通向繁榮、中華民族通向復(fù)興的橋梁。修路就離不開軋路機。這里設(shè)計的軋路機是滾柱式,后四輪驅(qū)動整機運行,前輪導(dǎo)向作用,行駛時速度緩慢,軋力大,其中前面的滾柱為主要接觸部件,質(zhì)量大從而實現(xiàn)有效壓緊路面,屬大型機械,可應(yīng)用于土木工程建設(shè)。Admas可以對已經(jīng)設(shè)計好的軋路機進行虛擬樣機建模,并分析該軋路機的運動特性等,從而驗證該設(shè)計是否正確。

      1 軋路機工作原理圖

      圖1 工作原理圖

      圖2 軋路機虛擬樣機模型

      軋路機工作原理是驅(qū)動輪1、驅(qū)動輪2分別由電機驅(qū)動做旋轉(zhuǎn)運動,通過連桿1、連桿2傳動到推桿,推桿做平移運動,從而實現(xiàn)滾柱的平動;同時車身與推桿相對移動。車身相對大地也做平移運動。

      2 軋路機虛擬樣機建模

      2.1 軋路機建模

      該軋路機整個虛擬樣機由車身、滾筒、車輪、連動部分和地板5部分組成,分別各個建模,步驟如下:

      (1)啟動Adams/view,在歡迎對話中選擇新建模型,模型名字輸入框中輸入yaluji。

      (2)設(shè)置環(huán)境:單擊菜單【settings】-[working gird],在工作柵格設(shè)置對話框中,將工作柵格的X和Y尺寸設(shè)置為10m,間距【spacing】為0.125m。調(diào)整視圖,點擊View菜單,選擇CoordinatewindowF4,打開坐標窗口。

      (6)連續(xù)點擊布爾運算,車身合為一體。

      (7)滾筒:改變環(huán)境,單擊菜單【settings】-[working gird],在工作柵格設(shè)置對話框中,將方向setorientation設(shè)置為 globalXZ。點擊圖標,選 newpart,分別設(shè)置length為2.5m,radius為0.8m,選擇相應(yīng)點進行定位。

      最后建立的模型如圖2所示。

      2.2 添加約束和驅(qū)動

      分別將建立的模型之間添加上正確的約束和驅(qū)動。車身與車輪之間用旋轉(zhuǎn)副連;車身相對于大地為移動,用移動副連接;底板與軌道與大地固定,車身與修飾,用固定副連;導(dǎo)向車輪要求與底板接觸,采用接觸副。

      3 動態(tài)仿真與運動分析

      為了驗證所建模型的正確性,我們要分析它的運動規(guī)律。

      3.1 滾筒質(zhì)心沿X軸運動速度見圖3。滾筒質(zhì)心繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角速度見圖4。

      圖3 滾筒質(zhì)心沿x方向運動速度

      圖4 滾筒質(zhì)心繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角速度

      從這兩個圖可以看出,說明滾筒的運動是沿地面直線運動的同時自身圍著質(zhì)心旋轉(zhuǎn)運動,運動符合設(shè)計要求。

      3.2 中間連接在車身上輪子的輪心沿X軸速度曲線見圖5

      由圖5知在運動過程中火車的運動速度是恒定的,它的大小與所加驅(qū)動有關(guān)。同時中間輪心的運動是隨著車身的運動而拖動的,所以保持恒定速度。

      圖5 連接在車身上輪子的輪心沿x軸速度

      圖6 輪子與連桿接觸點沿x軸速度

      3.3 輪子與連桿接觸點沿x軸速度見圖6

      圖6說明接觸點的運動是周期性的,運動平穩(wěn),符合設(shè)計前的構(gòu)想。

      3.4 聯(lián)動構(gòu)件位置分析

      推桿的位置由輪子的轉(zhuǎn)動和連桿的傳動實現(xiàn),從而推動滾柱前行。圖7所示為剛啟動時聯(lián)動桿件的位置,行駛到半個周期時連桿位置如圖8所示。整個運動中沒有干涉現(xiàn)象出現(xiàn)。充分說明了該設(shè)計的正確性和可行性。

      圖7

      圖8

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