基于ADAMS槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真

宋國(guó)亞，　王　暉*，　趙俊鵬，　常笑鵬

(1.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院， 吉林 長(zhǎng)春　130012;

2.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院， 吉林 長(zhǎng)春　130012)

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基于ADAMS槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真

宋國(guó)亞1，王暉1*，趙俊鵬1，常笑鵬2

(1.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院， 吉林 長(zhǎng)春130012;

2.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院， 吉林 長(zhǎng)春130012)

摘要：首先對(duì)常規(guī)槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行理論和仿真分析，在此基礎(chǔ)上建立了具有大轉(zhuǎn)停比槽輪機(jī)構(gòu)的三維模型，并對(duì)其運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，結(jié)合ADAMS對(duì)大轉(zhuǎn)停比槽輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力和運(yùn)動(dòng)仿真分析。

關(guān)鍵詞：槽輪機(jī)構(gòu)； 轉(zhuǎn)停比； ADAMS仿真計(jì)算

0引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，在過(guò)去的20年里，我國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)呈現(xiàn)了高速發(fā)展和擴(kuò)張的態(tài)勢(shì)，對(duì)于醫(yī)藥制品，全球的市場(chǎng)需求量平均每年增長(zhǎng)率在10%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GDP的增長(zhǎng)速度。眾所周知，在眾多的醫(yī)藥制品中，用安瓿針劑瓶包裝的藥用針劑占據(jù)了很大的比例，安瓿針劑自動(dòng)上料設(shè)備是制藥企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，然而目前的安瓿針劑自動(dòng)上料設(shè)備由于其關(guān)鍵傳動(dòng)件槽輪機(jī)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)大的轉(zhuǎn)停比，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)槽輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)研究。

文獻(xiàn)[1]研究了槽輪機(jī)構(gòu)存在的一系列固有缺陷，比如其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角也不能太小。文獻(xiàn)[2]指出了槽輪機(jī)構(gòu)在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇問(wèn)題。為了克服槽輪機(jī)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)缺陷，文獻(xiàn)[3]提出了一種改進(jìn)措施，其通過(guò)與其他機(jī)構(gòu)，如連桿、凸輪、齒輪機(jī)構(gòu)組合來(lái)改善槽輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性。組合機(jī)構(gòu)雖然在不同程度上改善了槽輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性，但由于組合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因而增加了設(shè)計(jì)的難度。由于構(gòu)件數(shù)目的增多，機(jī)構(gòu)占用的空間也有所增大，同時(shí)也增大了積累誤差，從而影響了定位精度，因此其具體應(yīng)用價(jià)值較低。文獻(xiàn)[4]對(duì)槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，將直線(xiàn)導(dǎo)軌槽輪機(jī)構(gòu)改成帶有曲線(xiàn)弧度的導(dǎo)軌，以減少運(yùn)行時(shí)的沖擊。文中針對(duì)目前常規(guī)的槽輪機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)停比這一情況，在研究了常見(jiàn)槽輪機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)大轉(zhuǎn)停比的新型槽輪機(jī)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，以實(shí)現(xiàn)安瓿針劑的自動(dòng)上料。

1多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和ADAMS軟件介紹

多體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)的分析和仿真是伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷完善的。多體系統(tǒng)是由多個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)副連接下形成比較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。使用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能對(duì)較復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和仿真是多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析的主要目的。在多體系統(tǒng)中對(duì)物體進(jìn)行分析時(shí)可以將系統(tǒng)中剛體的微變形量忽略不計(jì)，并可作為剛體來(lái)處理，該類(lèi)型的系統(tǒng)一般處于低速度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而多柔性體系統(tǒng)是系統(tǒng)在行使動(dòng)作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多物體在較大區(qū)域運(yùn)動(dòng)并與物體的彈性變形發(fā)生耦合，所以需要將物體作為柔性體。通過(guò)以上對(duì)多體系統(tǒng)的了解和認(rèn)識(shí)，可知文中涉及到的大轉(zhuǎn)停比槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)屬于多體系統(tǒng)的范圍之內(nèi)。

對(duì)于多體系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析需要借助強(qiáng)大的動(dòng)力學(xué)分析軟件，目前，世界上使用范圍最廣泛的通用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件是美國(guó)MDI公司開(kāi)發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)的自動(dòng)動(dòng)力分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System， ADAMS)、LMS-CADSI 公司開(kāi)發(fā)的動(dòng)力學(xué)分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)(Dynamic Analysis and Design System， DADS)以及德國(guó)INTEC 公司開(kāi)發(fā)的SIMPACK 等[5-7]。ADAMS是當(dāng)今世界上最具有權(quán)威的多體動(dòng)力學(xué)模擬樣機(jī)模型軟件，用戶(hù)可以通過(guò)完善的人機(jī)交互圖形環(huán)境來(lái)創(chuàng)建物體的幾何模型，通過(guò)多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方法建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基本方程，可對(duì)虛擬的系統(tǒng)進(jìn)行靜力、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析，并輸出系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)零件的位移變化、速度和加速度曲線(xiàn)和作用力變化曲線(xiàn)，ADAMS軟件可用于評(píng)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)的范圍、檢測(cè)碰撞力度、峰值載荷量以及計(jì)算輸入載荷等。

2大轉(zhuǎn)停比槽輪機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

槽輪機(jī)構(gòu)如圖1所示。

圖1　 槽輪機(jī)構(gòu)

通過(guò)分析圖1的外槽輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)1轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)槽輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)所需時(shí)間t2與主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間t1之比稱(chēng)為槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)，用k來(lái)表示，即：

(1)

因?yàn)橹鲃?dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)一般為勻速回轉(zhuǎn)，所以時(shí)間之比可以通過(guò)撥盤(pán)轉(zhuǎn)角的比來(lái)表示。通過(guò)圖1所示的單圓銷(xiāo)的槽輪機(jī)構(gòu)，時(shí)間t2和t1所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角分別是2α1和2π，標(biāo)準(zhǔn)的槽輪機(jī)構(gòu)為了避免剛性沖擊，圓柱銷(xiāo)從開(kāi)始進(jìn)入到脫離徑向直槽的瞬間，圓柱銷(xiāo)線(xiàn)速度的方向與徑向直槽中心線(xiàn)重合，假設(shè)槽輪有z個(gè)均布槽，則2φ2=2π/z，將上述關(guān)系代入式(1)中，得外槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)為：

(2)

如在撥盤(pán)上等角度分布n個(gè)圓柱銷(xiāo)，則當(dāng)撥盤(pán)等速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，槽輪會(huì)被圓柱銷(xiāo)撥動(dòng)n次，故機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷(xiāo)的n倍，即

(3)

又因k值應(yīng)小于或等于1，即

(4)

由式(4)可得到槽數(shù)與圓柱銷(xiāo)的關(guān)系見(jiàn)表1。

表1　槽數(shù)與圓柱銷(xiāo)數(shù)量關(guān)系

根據(jù)對(duì)安瓿針劑自動(dòng)給料設(shè)備翻盤(pán)機(jī)構(gòu)中槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)停時(shí)間的分析，確定了該槽輪機(jī)構(gòu)為運(yùn)動(dòng)系數(shù)K=1/12的單銷(xiāo)四槽均勻分布的外槽輪機(jī)構(gòu)，由于設(shè)計(jì)過(guò)程較為繁瑣，設(shè)計(jì)過(guò)程沒(méi)有一一列出，具體尺寸見(jiàn)表2。

表2　尺寸列表

3槽輪機(jī)構(gòu)接觸動(dòng)力學(xué)方程

因?yàn)橥獠圯啓C(jī)構(gòu)中徑向槽的型面屬于直線(xiàn)型，根據(jù)齒輪嚙合成形理論分析，槽輪徑向槽的線(xiàn)型不在共軛曲面范疇中，如果把槽輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)槽輪和主轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪的接觸看成一對(duì)互相嚙合的共軛曲面，這樣可以將齒輪嚙合原理應(yīng)用到主動(dòng)輪和從動(dòng)槽輪的相互作用上，并通過(guò)嚙合模型對(duì)其進(jìn)行分析，用n個(gè)廣義坐標(biāo)q表示從動(dòng)槽輪的運(yùn)動(dòng)，建立的動(dòng)力學(xué)方程為[8]：

(5)

式中：g----接觸作用點(diǎn)的距離；

Fn----接觸力的法向分力，一般可以通過(guò)方向接觸約束的懲罰函數(shù)求得。

通過(guò)引入不穿透接觸的單邊約束來(lái)表示槽輪與撥輪之間接觸的過(guò)程：

(6)

式中∈Rn----分別表示動(dòng)力系統(tǒng)的位移、速度和加速度矢量；

λ∈Rm----拉格朗日微分算子；

t∈R----時(shí)間陣；

M∈Rn×n----系統(tǒng)的廣義質(zhì)量矩陣；

Φq∈Rm×n----約束方程的雅克比陣；

Q∈Rn----廣義力的矩陣；

Φ∈Rm----位置約束方程。

當(dāng)作用的兩齒面彼此穿透時(shí)，通過(guò)函數(shù)的懲罰因子將接觸力表示成為懲罰量的狀態(tài)函數(shù)，即接觸變形函數(shù)。

在槽輪動(dòng)力學(xué)公式中引入接觸約束條件后，就得到含有接觸的槽輪動(dòng)力學(xué)方程：

(7)

4槽輪動(dòng)態(tài)嚙合接觸計(jì)算模型

根據(jù)經(jīng)典接觸力學(xué)理論，可以將槽輪機(jī)構(gòu)中圓柱銷(xiāo)與徑向槽相互作用的法向接觸力用彈簧阻尼模型來(lái)等效。該模型的廣義表達(dá)式為[9]：

(8)

式中：K----嚙合面齒廓的等效接觸剛度；

δ----接觸作用點(diǎn)的法向變形量；

n----非線(xiàn)性彈性力冪指數(shù)，n≥1；

c(δ)----嚙合作用過(guò)程中的阻尼因素；

根據(jù)赫茲接觸的理論模型，可導(dǎo)出兩物體接觸剛度的計(jì)算公式如下:

(9)

式中----兩齒廓的表面在嚙合作用點(diǎn)的綜合曲率半徑;

μ----材料的泊松比。

兩物體作用中的阻尼計(jì)算可采用蘭卡拉尼和尼克瓦斯的基于能量損耗提出的法向方向形變量的非線(xiàn)性滯后阻尼模型：

(10)

式中：c----法向方向變形量的阻尼系數(shù);

e----碰撞物體的恢復(fù)系數(shù);

v----齒面碰撞的速度;

a----非線(xiàn)性阻尼力冪指數(shù)。

在槽輪受力轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，曲柄和輪槽之間是相對(duì)滑動(dòng)的狀態(tài)。所以，將接觸力的切向分力定義為庫(kù)倫摩擦模型，表達(dá)式為：

(11)

式中：Ff----嚙合作用點(diǎn)的滑動(dòng)摩擦力;

μd----動(dòng)摩擦因數(shù);

5ADAMS模型建立流程

通過(guò)上述對(duì)槽輪機(jī)構(gòu)接觸過(guò)程中的狀態(tài)分析，需要建立其嚙合時(shí)候的碰撞模型、圓柱銷(xiāo)與槽輪接觸時(shí)的接觸模型，以及兩者之間由于存在摩擦而建立的庫(kù)侖摩擦模型，通過(guò)ADAMS軟件，根據(jù)上述需要去設(shè)置模型并加載模型中的各個(gè)參數(shù)，就可以簡(jiǎn)單方便地建立起整個(gè)過(guò)程中所需要的任何模型，節(jié)省了科研人員大量的時(shí)間和精力。

在ADAMS中建立槽輪剛體模型所需要的參數(shù)主要包括：主動(dòng)撥盤(pán)和從動(dòng)槽輪的外形結(jié)構(gòu)尺寸、彈性模量、材料屬性、碰撞系數(shù)、連接副、撥輪初始速度、接觸中滑動(dòng)摩擦系數(shù)等。通過(guò)上述對(duì)槽輪機(jī)構(gòu)幾何尺寸的設(shè)計(jì)和對(duì)其整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)力學(xué)模型和接觸計(jì)算模型的分析，仿真所需的參數(shù)數(shù)值都已經(jīng)確定并輸入到了ADAMS軟件中。

首先，通過(guò)ADAMS菜單欄中的Setting將建模坐標(biāo)系設(shè)置為笛卡爾坐標(biāo)系，單位制設(shè)置為MKS模式，并將工作柵格的尺寸調(diào)成10 mm×10 mm的規(guī)格，重力加速度設(shè)置成9.8 N/kg。

然后，通過(guò)ADAMS/View操作模塊中Maintools中的幾何建模功能按照設(shè)計(jì)好的槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸建立模型，并通過(guò)調(diào)色功能將撥輪的顏色設(shè)置為紅色，槽輪的顏色設(shè)置為粉色，建立好的模型如圖2所示。

1.槽輪； 2.撥輪

在軟件中將槽輪機(jī)構(gòu)的實(shí)體模型建立好后，將零件part1、part2、part3分別命名為撥輪、槽輪、圓柱銷(xiāo)，并通過(guò)鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊屬性對(duì)話(huà)框設(shè)置材料的相關(guān)屬性，材料屬性主要包括材料的型號(hào)、密度、楊氏模量和泊松比，設(shè)置好的參數(shù)如圖3和圖4所示。

圖3　撥輪材料屬性

圖4　槽輪材料屬性

然后為模型添加運(yùn)動(dòng)副，一共建立3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)接觸副，3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別建立在地與撥輪、地與槽輪、圓柱銷(xiāo)與撥輪之間；接觸副建立在撥輪與槽輪之間，接觸副選擇SOLIDE TO SOLIDE類(lèi)型，由于圓柱銷(xiāo)和槽輪在初始接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生碰撞，將Normal Force設(shè)置成 Impact ,并且在兩者作用過(guò)程中會(huì)有切向摩擦力的存在，所以需要設(shè)置庫(kù)侖力的參數(shù)，具體參數(shù)如圖5所示。

圖5　庫(kù)侖力參數(shù)的設(shè)置

將以上撥輪和槽輪之間的運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)參數(shù)都設(shè)置好以后，通過(guò)添加力矩命令在槽輪的軸心處加載一個(gè)阻力矩，設(shè)置該阻力矩的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，加載時(shí)的方向符合右手法則，加載的這個(gè)阻力矩是通過(guò)十字轉(zhuǎn)盤(pán)兩端的重量差計(jì)算得來(lái)為137 N·m，為了方便查看，將撥輪顏色設(shè)置成淺藍(lán)色，槽輪顏色為粉紅色，所加阻力矩為紅色箭頭，如圖6所示。

1.槽輪； 2.撥輪

6仿真結(jié)果

建立好大轉(zhuǎn)停比槽輪的ADAMS模型后，通過(guò)主工具面板在轉(zhuǎn)動(dòng)副JIONT1處添加一電動(dòng)機(jī)，并設(shè)置方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置角速度值為10°/s，通過(guò)添加點(diǎn)命令在槽輪與圓柱銷(xiāo)的接觸表面上建立一MAKER點(diǎn)，最后通過(guò)simulation面板設(shè)置仿真時(shí)間為108 s，步數(shù)設(shè)定為10 800，圓柱銷(xiāo)與槽輪從開(kāi)始接觸到脫離的整個(gè)過(guò)程如圖7～圖10所示。

圖7　過(guò)程1

圖8　過(guò)程2

圖9　過(guò)程3

圖10　過(guò)程4

通過(guò)圖7可以看到，圓柱銷(xiāo)剛與槽輪接觸時(shí)，由于不是標(biāo)準(zhǔn)槽輪機(jī)構(gòu)，所以?xún)烧咦饔昧Φ姆较蚺c槽輪徑向槽的中心線(xiàn)成一定的夾角，并且兩者作用力的方向和大小會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化；通過(guò)圖8可以看到，兩者作用力的方向指向了槽輪徑向槽的另一側(cè)，由于仿真假設(shè)的電動(dòng)機(jī)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器翻盤(pán)過(guò)程中兩端重量不同形成了一個(gè)順時(shí)針的扭矩，這個(gè)扭矩加載在槽輪上，所以在翻盤(pán)過(guò)程中不是撥輪帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而是阻止槽輪過(guò)快轉(zhuǎn)動(dòng)，所以?xún)烧咦饔昧Φ姆较驎?huì)指向另一側(cè)；通過(guò)圖9可以看到，當(dāng)圓柱銷(xiāo)脫離徑向槽時(shí)，槽輪左側(cè)齒與撥輪外凸圓弧發(fā)生碰撞，作用力為兩個(gè)方向，一個(gè)是撥輪外凸圓弧的切線(xiàn)方向，力的數(shù)值小，另一個(gè)方向與第一個(gè)方向垂直，該力的數(shù)值大；通過(guò)圖10可以看到，圓柱銷(xiāo)已經(jīng)完全脫離徑向槽，由于槽輪機(jī)構(gòu)的裝配和加工問(wèn)題會(huì)在撥輪外凸圓弧和槽輪凹弧接觸處留下間隙，所以在圓柱銷(xiāo)進(jìn)入和離開(kāi)徑向槽時(shí)都會(huì)產(chǎn)生輕微的沖擊，并產(chǎn)生一定的持續(xù)的振動(dòng)。

根據(jù)仿真效果圖來(lái)看，仿真過(guò)程中圓柱銷(xiāo)與槽輪的受力方向和接觸位置與理論分析的過(guò)程基本吻合，但是由于軟件的穩(wěn)定性和建模精度的影響，所以結(jié)果會(huì)有一定的誤差，將參數(shù)設(shè)置完好后就通過(guò)ADAMS強(qiáng)大的圖像后處理模塊，得出了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中槽輪的角加速度、角速度、正壓力的波動(dòng)曲線(xiàn)，分別如圖11、圖12和圖13所示。

以上各圖都是由ADAMS軟件直接得出，通過(guò)以上各圖顯示可以直觀地看到槽輪在每個(gè)時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的各參數(shù)的變化情況，通過(guò)圖11可以看到在 36.0 s 時(shí)， 即撥銷(xiāo)與槽輪開(kāi)始第2次接觸時(shí)，槽輪的角加速度發(fā)生突變，在 37.0 s時(shí)，槽輪的角加速度出現(xiàn)峰值，兩者第3次接觸的情況與第2次基本相同，通過(guò)比較兩處峰值，作用過(guò)程中角加速度最大值為 2.3°/s；通過(guò)圖12可以看到槽輪的角速度變化情況，36.0 s，撥銷(xiāo)與槽輪開(kāi)始接觸，37.5 s時(shí)第3周期與第2周期基本相同，得出兩者作用過(guò)程中最大角速度值為 14.2°/s；圖13顯示了在槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)過(guò)程中，撥銷(xiāo)對(duì)徑向槽的正壓力的變化，通過(guò)對(duì)比后兩個(gè)周期的峰值可知，37.5 s時(shí)撥銷(xiāo)對(duì)槽輪的正壓力出現(xiàn)峰值，數(shù)值為 4 830 N。將模擬仿真的數(shù)據(jù)與計(jì)算的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后得知，理論計(jì)算的槽輪的角加速度和角速度分別為 2.74°/s和 16.7°/s，均大于模擬仿真的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析可知，理論計(jì)算沒(méi)有考慮撥輪和徑向槽之間的摩擦因素，在 ADAMS 仿真中建立了其接觸的庫(kù)侖力模型，使分析的結(jié)果更接近于實(shí)際；對(duì)比正壓力的數(shù)值可知，理論計(jì)算的正壓力 5 120 N 大于仿真得到的正壓力4 830 N，通過(guò)分析可知，理論計(jì)算中將系統(tǒng)等效在槽輪上的慣性力ML值估計(jì)的太大，導(dǎo)致了理論值偏大。

圖11　角加速度

圖12　角速度

圖13　正壓力

7結(jié)語(yǔ)

針對(duì)安瓿針劑自動(dòng)上料機(jī)中主要的執(zhí)行元件----槽輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，通過(guò)落料的時(shí)間和針劑盒翻轉(zhuǎn)所用的時(shí)間來(lái)確定該槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)，設(shè)計(jì)出該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸并在三維軟件中建模，通過(guò)ADAMS軟件來(lái)模擬其運(yùn)動(dòng)過(guò)程，將運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖與理論運(yùn)動(dòng)對(duì)比，運(yùn)動(dòng)中受力情況基本一致，最后通過(guò)仿真得出了相關(guān)參數(shù)量的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。提出的具有大轉(zhuǎn)停比的槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法為以后對(duì)槽輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)化提供了參考依據(jù)。

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ADAMS based simulation on geneva mechanism dynamics

SONG Guoya1,WANG Hui1*,ZHAO Junpeng1,CHANG Xiaopeng2

(1.School of Mechatronic Engineering, Changchun University of Technology, Changchun 130012， China;2.School of Soft Technology， Changchun University of Technology, Changchun 130012， China)

Abstract：First the mechanism dynamics of the common geneva is analyzed with theory and simulation, and then 3D model of geneva mechanism with big turn/stop is built to study the mechanism characteristics. ADAMS is applied to analyze the stress and motion.

Key words：geneva mechanism; ratio between turn and stop; ADAMS simulation calculating.

中圖分類(lèi)號(hào)：TH 112

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-1374(2016)01-0083-07

DOI:10.15923/j.cnki.cn22-1382/t.2016.1.17

作者簡(jiǎn)介：宋國(guó)亞(1989-)，男，漢族，河南鹿邑人，長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)碩士研究生，主要從事機(jī)電一體化綜合技術(shù)方向研究,E-mail:812197296@qq.com. *通訊作者：王暉(1970-)，女，漢族，吉林長(zhǎng)春人，長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)副教授，主要從事機(jī)電一體化綜合技術(shù)方向研究,E-mail:wanghui@ccut.edu.cn.

收稿日期：2015-12-10