基于UG的四连杆机构的运动分析仿真1.docx
《基于UG的四连杆机构的运动分析仿真1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于UG的四连杆机构的运动分析仿真1.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
基于UG的四连杆机构的运动分析仿真1
第
24卷第
4期
轻工机械
Vol.24,No.4.
2006年
12月
LightIndustryMachinery
Dec.,2006
[研究·设计
]
基于
UG的四连杆机构的运动分析仿真
沈庆云
沈自林
（图章注释
新建图章sun
2008-9-2717:
58:
05
空白）
（佛山科学技术学院
广东佛山
528000）
0 引 言
机构的运动分析,就是对机构
的位移、轨迹、速度、加速度进行分
析,根据原动件的运动规律
求解出
从动件的运动规律。
由于机构的复
杂性
用传统的方法分析机构的运
动非常费时
且精度低。
本文以世界
著名的
CAD.CAE.CAM系统
Unigraphics（简称
UG）软件为工
具,用计算机模型代替机构的实际
模型
通过求解计算机模型
获得精
确的机构运动参数
用图形和动画
来模拟机构的实际运动过程
这是
传统的分析方法所不能比拟的。
在
UG的机构仿真模块
（UGScenario
forMotion）中嵌入求解器
ADAMS
Kinematics,可以对二、三维机构进
收稿日期
:
2005210231
行复杂的运动学、动力学分析及设
计仿真
分析产品的临界位置、反作
用力、速度及加速度。
摘 要
:
利用基于
UG的机构运动分析模块
详细介绍了一套完整的四连杆机构的参数化建模设计、运动副的创建与运
动仿真。
关 键 词
:
参数化建模
;连杆机构
;运动仿真
中图分类号
:
TH122 文献标志码
:
A 文章编号
:
100522895（2006）0420074202
1 四连杆参数化建模与装配
在这里预先设定四连杆的长度
数据及几何造型如表
1所示。
将表
1
各组件装配
即可形成
1个四连杆
机构
（如图
1）。
在计算机中创建连杆
机构
将连杆
1、连杆
2、连杆
3和机
架分别创建成连杆。
图
1 四连杆机构
表
1 四连杆基本参数
2 创建运动副
（Joints）
考虑到所有连杆均作旋转运
动,将建立
4个旋转副
其中有
2个
旋转副与地固定
（只要将机架设成
与地固定即可实现
）。
为了使
4个连
杆的运动有连贯性
必须在创建运
动副时
在各连杆之间建立联系
（旋
转副
2受连杆
1约束
旋转副
3受连
作者简介
:
沈庆云
（1964-）,男,安徽芜湖人
博士
副教授。
主要从事数字化设计与制造的教学和科研。
StudyonVersionManagementofThree-dismensionDrawingforPDMSystem
LIAOZhi2jiang,HUANGXiao2wen
（SchoolofMechantronicEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China）
Abstract:
ThefileisregardedasthekeyofthemanagementobjectofthecurrentProductDataManagement
whichmanagesallkindsofdata,containsCADmodels,documentsandsoon.Versionmanagementisaimedat
two2dismensiondrawingusually.ThispaperanalysesthecharacteristicsofversiondatainPDM,andsuggestsa
newVersionManagementstrategyforthethree2dismensiondrawingaccordingtotheirintegration.Thisstrategy
hasbeenimplementedinaPDMsystemandusedbysmallandmedium2sizedcompanies.Thefeedbackfromusers
indicatesthatthestrategyiseffective.
Keywords:
PDM;workflow;versionmanagement;integration
.1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
[研究·设计
] 沈庆云
等 基于
UG的四连杆机构的运动分析仿真
·75·
杆
2约束
）,使各部件运动结成一个
整体
如图
2所示。
图
3 曲柄连杆重合
3 定义运动驱动（MotionDriver）
为了进行运动分析,将驱动设
四连杆运动副创建图
2
成恒定驱动
（ConstantDriver）,每
秒10°,分72步,作360°的运动分析。
图4 曲柄连杆共线
我们知道
连杆上转动副为周
转副的条件是
:
最短杆长度
+最长杆长度≤其
余
2杆长度之和
;组成该周转副的
2
杆中必有
1杆为最短杆。
分析
:
如表
1所示数据
连杆
1
长度
+机架长度≤其余
2杆之和
所以转动副
A为周转副
连杆
1应
为曲柄
图
1所示机构应为一个曲
柄摇杆机构。
点击运动仿真
使连杆
1（原动件
）以
10°.s
的速度转动
可
以看到连杆
1正如分析一样周转起
来,确实是一个曲柄。
3.1 急回运动
如图
1所示曲柄
AB（连杆
1）为
原动件
在其转动一周后
有2次与连
杆2共线
状态如图
3、图4所示。
图
5 摆杆运动状态
所示。
通过
UG中的
Analysis→
Angle功能可测得
C1D与
C2D
之间的夹角
（称为摆角
<）为
70147463204109°以等
;当曲柄
AB
角速度
（X）=10°.s
顺时针转动一
周时
摇杆将由位置
C1D摆到
C2D
（图
3所示位置
）,再由位置
C2D回
到C1D（图4所示位置
）,而且较明显
地看到从
C2D到
C1D的过程比从
C1D到C2D的过程要用的时间长
这是摇杆急回运动的性质。
3.2 摆杆角速度变化
为了用
UG定量地说明摇杆的
急回特性
可以利用
Motion中的
Graphing功能
选定连杆
2与连杆
3
这时摇杆
CD分别处于
C1D和
构成的旋转副
Y轴属性选择速度
C2D这
2个称为极位的位置
如图
5（Velocity）,值
（Value）选择角度
即表示角速度
接着点击
“OK”输出
图表
即可得出如图
6所示图表。
从
图表可以知道
从C2D到C1D需要
40步,而C1D到C2D仅需
32步,明
显地后者需要时间短一些
从数量
上说明了摆杆的急回特性。
图
6 摆杆角速度变化曲线
4 死 点
如图
1所示
当以摇杆为主动
件进行运动分析时
在图示
3与图
示4的2个位置
UG分析器提示卡
死
（ADAMSsolverlockup）,即出
现了不能使构件
AB转动的“顶死”
现象
机构的这种位置称为死点。
在
一些运动中我们应尽量避免这种现
象的出现
为了使机构能顺利地通
过死点而正常运转
可以采取组合
机构或者采用安装飞轮加大惯性的
方法
借惯性作用使机构闯过死点。
参考文献
:
[1] 孙 桓
.机械原理
[M].北京
:
高等教育
出版社
2001.
[2] 胡小康
.UGNX2运动分析培训教程
[M].北京
:
清华大学出版社
2005.
[3] 纪名刚
.机械设计
[M].北京
:
高等教育
出版社
2001.
[4] 吕守祥
.基于
Unigraphics凸轮机构动力
学仿真
[J].轻工机械
2004（3）:
46-48.
[5] 杨金堂
孙亮波
孙建益
等.基于
ê级杆
组的连杆机构构成及运动仿真研究
[J].
轻工机械
2006,24
（1）:
65-68.
TheAnalysisSimulationforMovementofFour-link-lever
MechanismBasedonUG
SHENQing2yun,SHENZi2lin
（FoshanUniversity,Foshan528000,China）
Abstract:
WiththehelpofthemoduleformechanicalmovementanalysisbasedonUG,parametricmodeling,
settingupofjointsandmovementsimulationofacompletesetoflinklevelhavebeenpresentedindetail.
Keywords:
parametricmodeling;linklevelmechanism;movementsimulation
.1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
升级会员 