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UG三維模型中機械設計論文

2022-04-13

下面是小編為大家整理的《UG三維模型中機械設計論文(精選3篇)》僅供參考,大家一起來看看吧。摘要:在機械設計中,常見的三維機械設計軟件品種繁多,各有側重,如SoildWorks、ProE、Catia、UG等,設計人員應根據自身設計領域、設計要求合理選擇適宜的設計軟件。

UG三維模型中機械設計論文 篇1:

機械設計中三維設計軟件的應用

摘要:機械設計是根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。運用三維設計軟件,將零部件建立成三維模型進行分析,使設計目標更立體化、更形象化、更直觀、更準確地展現在人們面前,極大地提高了設計的效率和設計質量。

關鍵詞:機械設計;三維模型;SolidWorks;有限元分析;優化設計

在機械設計中,三維設計軟件的運用,能夠使設計目標以完全三維模型的形式展現,而設計者即可以根據該三維模型,對零件或者設計元素的相互運動關系進行分析,這不僅促進了總體設計框架結構的合理把握,而且能夠處理一些細微存在的不足之處,通過三維設計軟件有限元分析技術的應用,可以有效地尋找出設計過程中存在的不足之處,并予以相應的優化設計,才能盡可能地保證產品的質量,同時省時省力地進行設計。

1 機械設計中三維軟件的選擇

在機械設計過程中,常用的三維設計軟件有AutoCAD、SolidWorks、pro/e、UG等等。AutoCAD軟件主要針對的是二維的設計方面,在三維上也涉及到一部分,在三維建模上比SolidWorks、pro/e、UG等稍微差一點,但是相對一些比較有規則的物體,AutoCAD的功能會顯得比SolidWorks、pro/e、UG等更加具有優勢,相對比較穩定,軟件運行也較快。三維設計制作中, SolidWorks、pro/e、UG均有強大的機械設計功能,擁有針對于機械零件的設計模塊,可以根據所設計的零件不同,進行不同方法的改進,隨時對設計中的零件進行評估分析。通過對其的應用,能夠將一些相對復雜的零件進行繪制,而且還能夠便于3D圖和2D圖間的轉換,同時還能夠根據立體圖形轉成2D三視投影圖。隨著SolidWorks、pro/e、UG等版本的不斷提高、性能的不斷增強以及功能的不斷完善,基本能滿足現代企業機械設計的要求,并已廣泛應用于機械設計和機械制造的各個行業。設計人員可根據平時學習的習慣或擅長來選擇適合自己熟練使用的三維軟件。

2 機械設計中,三維設計軟件的具體應用

在機械設計中運用三維設計軟件,首先是對所設計的產品進行初步建模,做好機械設計前期的準備工作,其次是對產品建立好的模型組裝成整體,將產品的整體模型進行詳細解析,對所設計的產品整體有大致的了解,并且通過設計軟件特有的功能,對產品設計過程中存在的細節或者是一些沒有考慮到的問題進行詳細分析,對產品設計的工作流程和設計的合理程度進行檢驗,并由給出的分析結果,可做相應的調整及優化設計,將不正確的地方予以改正,最后設計出成品。

以SolidWorks軟件為例,其設計過程我們可以分為三步來實現:首先是根據設計目標的各項要求初步建立三維模型;其次是對初步建立的三維模型進行模擬組裝運行;最后利用軟件對設計目標進行模擬分析及合理性檢測,從而達到最終的設計要求。它主要包括機械零件設計、裝配設計、動畫和渲染、有限元分析技術、設計優化及鈑金制作等模塊,基本滿足各種機械設計的需求。此軟件采用參數化設計思路,各工具欄命令之間具有相應的設計關聯性,對零件的設計修改具有快捷、準確、可靠的特點,對零件的尺寸修改和相似零件的結構設計具有獨到的技術優勢。在零件設計模塊中所做的更改可以自動、快速、準確地反映到裝配、工程圖等相應關聯模塊中去,同樣,在裝配模型和工程圖樣中,更大程度地減少設計的出錯率,提高了設計工作的效率。目前,諸如此類的三維設計軟件在機械設計中得到了廣泛的運用。

3 三維設計軟件在機械設計中的優勢

三維設計軟件具有出圖準確、設計方便、效率高、功能強大、簡單易學等眾多優勢。設計者可自由選擇相應的設計工具和命令,采用最合適的設計方法,直觀、方便、高效、快捷地完成設計任務。

在機械設計中,三維設計軟件的有限元分析模塊是設計者最好的設計助手之一。下面簡單介紹SolidWorks軟件有限元分析模塊?;赟olidWorks COSMOS Works有限元分析軟件的特點及強大功能,對產品結構中進行靜態分析,并為產品結構的優化設計提供可靠依據。COSMOS Works是一套強大的有限元分析軟件,早期的有限元技術高高在上,只有一些國家的部門如宇航、軍事部門可以使用,只有少數專業人員才能有機會接觸,普通的工程師可望而不可及。然而自COSMOS Works出現后,有限元分析的大門終于向普通工程師敞開了,把高高在上的有限元技術平民化,它易學易用、簡潔直觀,能夠在普通的電腦上運行,不需要專業的有限元經驗。普通的工程師都可以進行工程分析,迅速得到分析結果,從而最大限度地縮短設計周期,降低測試成本,提高產品質量,加大利潤空間。傳統的方法在分析裝配體時是先把零件拆散,然后一個個分別處理,耗時耗力,又存在計算結果不精確的缺點。COSMOS Works提供了多場/多組件的復雜裝配分析,從而大大簡化工程師的勞動,使得分析能夠更好地模擬真實情況,結果也就更精確。

有限元分析過程中幾乎所有的設計量,如厚度、長度、半徑等幾何尺寸、材料特性、載荷位置與大小等都可以用變量參數表示,只要改變這些變量參數的賦值就能獲得不同的設計方案的分析過程。

經軟件COSMOS Works優化設計后,頂面加厚,底面加強筋加厚及加高,應力分布均勻,離屈服點更遠,如圖2所示,優化后的中心底面應力擴散,變形量減小,均在<1mm的范圍內,可以滿足使用要求。

三維設計軟件還包含鈑金、焊接、管道設計、模具、數控編程等多個模塊,機械設計工作者通過學習使用,為機械設計帶來方便,提高了工作效率。

4 結語

在現今機械設計的過程中,運用三維設計軟件已經成為現代機械設計發展的關鍵因素之一,在時間、人力的耗費上都有了很大程度的改善作用,為設計人員創造新的產品提供了有效的作用,在產品設計過程中,根據設計者自身的特點以及設計模型的要求,對適合該模型建立的軟件進行合理的選擇,再通過后續的加工制造將設計過程變得更加合理,能對產品生產之前進行模擬操作,同時可以及時發現產品之中所出現的問題,能夠在第一時間里將問題解決,大大降低產品的設計以及人工操作所消耗的時間,促進工廠效率的提升。在機械設計中,合理地運用三維設計軟件,不僅僅能夠對產品的大致結構有一定的了解,還能夠適當地激發起設計人員的思維能力以及創新能力,將問題第一時間解決的同時,又為產品提供了更多有效的優化方案,這對于工廠或者所設計的產品來說,在其效益上、質量上以及實用性上都有了很大的提升,根據三維模型,展現出所設計的產品具體的結構特點,使得產品整體更為清晰明了地展現在設計人員面前。三維軟件在機械設計中的應用推廣,加快了當今機械工業的發展步伐。

參考文獻

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作者簡介:劉國利(1972-),男,河南信陽人,東莞宏威數碼機械有限公司工程師,研究方向:機械設計制造。

作者:劉國利?姜勛祥?李亮生

UG三維模型中機械設計論文 篇2:

機械設計中UG軟件應用研究

摘要:在機械設計中,常見的三維機械設計軟件品種繁多,各有側重,如SoildWorks、ProE、Catia、UG等,設計人員應根據自身設計領域、設計要求合理選擇適宜的設計軟件。UG軟件是三維設計軟件中的優秀產品,在汽車制造、模具設計、機械設計等領域應用廣泛,其造型靈活方便,曲面功能強大,集成了CAD、CAE、CAM等強大套件,可精確描述機械設計中各零件設計參數、運動仿真等參數。本文深入分析了UG軟件各模塊功能,并以壓鑄機取料手結構設計為例,詳細分析零件建模、虛擬裝配、運動仿真等過程,以期為機械設計研究提供有益參考。

關鍵詞:機械設計;UG軟件;CAD;CAE;CAM

UG軟件(Unigraphics NX)是Siemens PLM Software公司出品的產品設計解決方案,可為用戶產品設計和加工過程提供數字化造型和驗證手段,可滿足用戶虛擬化產品設計、工藝設計需求及各種工業化需求。由于UG軟件是一種交互式計算機輔助設計(CAD)/計算機輔助制造(CAM)系統,其功能強大,可實現各種復雜實體和造型建構,能夠為CNC加工、模具設計、二次開發設計等提供有效的設計平臺。如基于UG軟件刀具庫選擇初加工、半精加工、精加工等參數標準化,實現刀具軌跡延伸、縮短、修改等設計,并實現機械加工制造中按需設計。本文在研究UG軟件設計內容和特點的基礎上,研究了機械設計中UG軟件CAD模塊、CAM模塊和CAE模塊功能,并結合齒輪減速器設計分析了UG軟件設計流程和設計內容,以期為機械設計中UG軟件應用提供有益參考。

1 UG軟件概述及特點

1.1 UG軟件概述

UG軟件是美國UGS公司研制的三維立體設計軟件,是當前機械設計領域廣泛應用的輔助設計、研究、制造軟件。在機械設計領域中,UG軟件可按需生成三三維模型,并可在機械設計中實現有限元分析,從而顯著提高在機械設計的可靠性,為機械設計和數控機床加工、生產提供有力支持。同時,UG軟件可面向多個領域提供多類型開發模塊,支持多級用戶開發。借助UG軟件三維展示與設計,可實現產品造型設計、裝配式仿真、運動仿真干預檢查、運動軌跡干預檢查等,可及時發現機械設計中的錯誤,確保機械產品設計精確。此外,借助有限元分析,可對機械零件設計是否滿足設計要求進行判斷,當設計滿足設計要求時,可對產品設計進行二維設計和加工仿真驗證,經驗證合格后直接用以機械設備加工生產。當產品設計不滿足設計要求時,可根據設計反饋信息修改設計方案調整后后進行有限元分析。通過UG軟件應用,有效改善了傳統的機械設計中僅能出具二維圖紙或二維裝配圖且無法準確預測機械機構運行中各零件是否存在干涉、驅動力是否滿足、運動部件行程是否達到要求等細節問題,防止機械設計中存在各種隱患和漏洞,提高機械設計的可靠性、準確性。

1.2 UG軟件特點

UG軟件具有顯著的特點,主要體現在(1)設計界面交互,改善了其他設計方法的局限性,提高了機械設計效率;(2)軟件操作界面可根據實際需求或個人偏好定制;(3)軟件可需求自由定制工具條;(4)UG軟件操作遵循動態交互原則,可通過簡單操作設計對象實現機械設計;(5)實際設計中,設計人員點擊操作次數顯著減少,有利于提高設計速度和設計效率;(6)智能化操作效率高,可快速完成目標選擇任務,節省大量設計時間。

2 UG軟件在機械設計中的應用研究

在機械設計中,UG軟件可根據其功能模塊劃分為CAD模塊、CAM模塊、CAE模塊等。

2.1 CAD模塊

CAD模塊可實現設計文件的基本操作,包括文件的打開、查看、存儲、著色、擴大、縮放、測量、分析、布局等操作。由于機械設計中零件設計具有一定的差異性,各零件設計方法、構造存在顯著差異,但由于UG軟件具有簡單易學的阿特點,設計人員可根據實際需求選擇工具欄內工具或命令完成不同零件的參數化操作。同時,由于參數化設計與對應命令之間存在一定的關聯性,可快速、精準完成設計修改,并在設計修改后無需再調整關聯設計即可自動調整,減少了關聯調整步驟和操作,有效避免了因遺漏其他操作而造成機械零件設計錯誤,為設計人員集中精力進行零件設計提供了良好的條件,提高了機械零件設計的先進性和可靠性。

2.2 CAM模塊

CAM模塊主要面向機械設計提供多種功能加工模塊,該模塊可在一定條件下滿足各級用戶觀察需求,觀察內容包括刀具移動、圖形編輯、圖形修改等內容。同時,該模塊包括多種加工和設計任務等程序,可實現的任務類型包括鉆孔、攻絲等,功能菜單可根據用戶實際需求修改或自定義菜單,可提高用戶設計中零件粗、精加工操作,并為參數標準化提供支持。

2.3 CAE模塊

CAE模塊是一種高度集成化的實用工具模塊,可在短時間內完成零件有限元處理,完成設計階段零件設計有限元分析任務,并可通過設計優化得到高品質的設計產品,能夠在保證產品設計質量的基礎上進一步縮短機械零件設計時間。CAE模塊可將零件設計模型轉換為可用于有限元分析的工具,不僅可在設計模型上完成網格劃分,還能夠在特定條件下實現交互式劃分,能夠根據設計人員設計需求提供基本定義功能。在前后置處理完成后,CAE模塊可將在有限元分析結果輸出至以有限元為核心的解算器中并完成后續計算內容,在計算完成后以圖形或動畫形式輸出設計結果,并可根據形式要求輸出云圖、等值線圖等形式,可滿足機械設計人員多元化需求。

3 基于UG軟件的壓鑄機取料手結構設計

以某壓鑄機取料手結構設計為例,其設計過程為UG零件建模、虛擬裝配、運動仿真等

3.1 零件建模

由于UG軟件具有良好的實體建模功能,設計人員可根據零件外形繪制草圖,添加零件尺寸約束,并通過拉伸、旋轉、掃面、放樣、切分、倒角、布爾運算、抽殼等命令完成各零件設計(如圖1所示),并在零件裝配中及時發現零件設計中尺寸參數存在的沖突問題并予以修改。在取料手結構設計中,機械零件裝置包括旋轉裝置、水平移動裝置、豎直移動裝置等,涉及的裝置運動方式是電機驅動、齒輪齒條轉動、皮帶輪傳動、氣缸驅動等,需建模零件涉及機架、電機、氣缸、齒輪、齒條、卡爪、直線導軌等,經繪制完成后放入取料手結構設計文件夾內(如圖2所示)。

3.2 零件虛擬裝配

UG軟件提供了3種虛擬裝配方法,包括自底而上的裝配、自頂而下的裝配、混合裝配。

采用自底而上的裝配方式時,先創建部件幾何模型,再依次組合完成各零件裝配,最后生成裝配部件,完成整體裝配。該方法是機械設計中最為常見的設計方法;采用自上而下的裝配方式時,可在裝配層上建立零件模型,并在建立其他零件設計的同時完成裝配,即再裝配文件中創建零件模型;采用混合式裝配方式時,可根據裝配設計需求靈活選擇自底而上裝配或自頂而下的裝配方式。在該零件設計中采用混合式裝配方式,在裝置裝配完成后對每個零件進行著色。以齒輪為例。齒輪裝配方式包括面結合、對齊、定向三種約束條件,當約束條件不具備時無法完成齒輪嚙合,需要在嚙合齒輪上建立參考平面。建立參考平面時,先選中齒輪漸開線分度圓上一點,通過該點建立參考平面使其垂直于齒輪,即齒輪輪廓法線方向。并按相同方法在另一齒輪上設計參考平面,在兩個參考平面上建立相對關系,即可實現齒輪的嚙合。在虛擬裝配過程中,如發現零件設計存在干涉或配合關系不合理的情況,應返回三維零部件狀態修改,修改完成后繼續進行虛擬裝配,通過不斷設計、裝配、修改和完善,直至整個裝配過程完成。

3.3 裝置運動仿真

零件裝配為系統后,需對裝置運動軌跡進行分析,檢查各零件運動軌跡和運動干涉情況,并通過三維動態仿真模擬真實的機構運動。動態仿真前,可對每個零件進行編號處理,并將每個零件按序設置為運動最小單元和副定義單元間運動,零件間的運動副主要包括旋轉副、移動副、圓柱副、齒輪副等,完成運動副定義后可點擊UG軟件動畫按鈕觀察零件運動軌跡,并借助Interference功能檢查裝置運動干涉,并可借助Aninmation選項獲得運動過程速度、加速度等參數。在該裝置運動仿真中,創建相對運動部件集合共計7個連桿,包括固定機架部分、水平橫移部分、豎直部分、機械手水平旋轉部分、機械手豎直旋轉部分和卡爪開團部分,并按需加載模型材料特性,包括材料力學特性、彈性模量、泊松比、密度等參數,并根據裝置機構動作設置運動副,包括滑動副、旋轉副、齒輪副、齒輪條副,設置每個運動副時間函數,設計每個周期內完成所有運動參數。

3.4 添加機構載荷

在機構運動仿真后,為確保裝置設計與真是的工程狀態相符,可通過向機構添加一定的外載荷使其運動狀態與真實狀態相吻合。在取料手結構設計中,可在機構兩連桿、運動副或連桿與機架之間添加機構載荷,用于模擬兩個零件之間的彈性連接、模擬彈簧和阻尼狀態,并對機構傳動力、原動力等多零件之間的相互作用進行檢查。

3.5 運動驅動、關鍵運動與運動仿真

運動驅動是裝置產生運動的原動力。根據運動驅動形式可分為恒定驅動、 簡諧運動驅動、運動函數、關節運動驅動等。取料手機構為低速機構,設計齒輪轉速速率為10r/min即可滿足裝置功能需求。在設置運動驅動、關節運動和運動仿真時,需要設定的運動時間和解算步數越多,其分析結果越準確,但其花費的時間也越多。

3.6 仿真結果輸出

運動仿真分析時,仿真結果輸出生成一組數據表,可記錄整個仿真過程中各零件位移、速度、加速度、受力等參數信息,仿真結果可以表格或圖形形式輸出,設計人員咋可根據輸出結果分析裝置設計成果。

4 結論

在機械設計中,虛擬設計是一種全新的設計理念,是當前技術革新的重要標志,UG軟件高度集成了CAD、CAM、CAE等模塊,具有強大的建模分析能力,可利用其裝配功能可實現實現模擬裝配、干涉檢查、機構仿真等功能,能夠及時發現機械設計中存在的錯誤,減少因設計錯誤造成的各種問題,縮短機械產品研發周期,并通過有限元分析、運動分析、運動仿真等功能對機械產品設計進行可靠性研究,對機械產品在質量和性能具有積極的促進作用。

參考文獻:

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[3]孫燕燕.UG軟件在農業機械裝置設計中的應用[J].農業科技與裝備,2017(02):26-28.

[4]朱小川.UG軟件在建立機械電子產品三維設計平臺中的運用[J].科技風,2015(05):104.

[5]鄧婕.淺談UG軟件在機械設計中的應用與研究[J].露天采礦技術,2012(02):61-63.

[6]王燦.基于UG軟件的機械零件設計研究[J].裝備制造技術,2009(07):35-37.

[7]郝喜海,林益平.UG軟件及其在包裝機械設計中的應用[J].包裝與食品機械,2001(03):26-28.

作者簡介:涂祖蕾 性別:女 年月: 1978年9月 民族:漢族 籍貫:云南昭通 學歷: 碩士研究生,職稱:講師   研究方向:機械制造及自動化

作者:涂祖蕾 高關勝

UG三維模型中機械設計論文 篇3:

運用機械動力學軟件ADAMS進行輔助教學的研究

摘 要: 本文闡述了利用機械動力學軟件ADAMS進行輔助教學的主要過程:在分析機械手抓取機構的工作原理的基礎上,運用理論力學基礎對它做受力分析,得出輸入力和輸出力之間的關系公式。運用專業三維設計軟件UG建立三維模型,通過PARASOLID傳輸標準將三維模型導入專業仿真軟件ADAMS中。對其進行仿真分析,對比仿真實驗數據與理論數據。最后建立合適的變量對模型進行優化處理。

關鍵詞: 機械類課程教學 機械手抓取機構 ADAMS軟件 仿真分析

在機械類課程教學中,往往由于在課堂上沒有機械設備的實物,導致教學缺乏直觀性。由于目前的一線教學條件及場所的限制,各學校也很難在課堂上配備機械設備的實物。鑒于此,我們可以借助現代化多媒體教學手段,充分利用機械設計、仿真等軟件,從而改變現狀。以機械手抓取機構的教學為例,在教學過程中靈活運用機械動力學仿真軟件ADAMS來講解其運動及受力特征,效果很好。

機械手(圖1)是模仿人手工作的機械,它可將工件或工具按預定程序自動地送到所需要的位置。推廣使用機械手,可以提高勞動生產率,保證產品質量。改善工人勞動條件是實現生產自動化的有效途徑之一。抓取機構是機械手的主要部件之一,它直接用來抓取工件或操縱工具[1,2]。

由于工件或工具的形狀、大小、重量等不同,抓取的方式也不同,抓取機構可分為手爪式、真空吸盤式和電磁吸盤式三種類型。本文以手爪式抓取機構作為研究對象,其結構如圖2所示。研究的整體過程可分為力學計算,UG建模、裝配、定義連桿,導入ADAMS,加約束添加驅動,運動仿真及后置處理,優化模型,等等[3]。

1.抓取機構力學分析

整個機構(圖3(a))是沿中心平面對稱的,所以在力學分析過程中取左連桿和左手指為對象(圖3(b))。對左連桿對象而言為二力桿件[4],如圖3(c)所示,沿桿線力平衡,則有公式:

2.仿真分析

2.1 虛擬樣機技術及ADAMS軟件

虛擬樣機技術(Virtual Prototype Technology)是當前設計制造領域的一門新技術,涉及系統動力學、計算方法與軟件工程學等學科。它利用軟件建立機械設計系統的三維實體模型和力學模型,分析和評估系統的性能,從而為物理樣機的設計和制造提供參數依據。

ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)軟件是美國MDI公司開發的機械系統動力學仿真分析軟件,它使用交互式圖形軟件環境和零件庫、約束庫、力庫,創建完全參數化的機械系統幾何模型,對虛擬機械系統進行靜力學、運動學和動力學分析,輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預測機械系統的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷,以及計算有限元的輸入載荷,等等[5,6]。本文的研究載體即為ADAMS軟件。

2.2 模型建立

ADAMS軟件在動力學分析及后置處理有著非常強大的功能,但其造型能力相對較差。對本文機構可采用專業三維設計軟件完成,考慮和ADAMS做聯合仿真時,優先選擇UG軟件。主要是這兩款軟件都支持Parosolid標準,且在UG的運動仿真模塊任何一步驟均可以直接導出ADAMS的.cmd文件,可做到無縫對接。在做兩者聯合建模仿真時最好均采用英文界面,這樣可大大減少錯誤[7]。

在UG中的抓取機構的造型如圖4所示,導入ADAMS軟件中的模型如圖5所示。采用在UG中造型后,添加連桿(UG中把運動單元稱為連桿)后導入ADAMS中,再在ADAMS中添加約束完成后續的仿真分析。

2.3 仿真分析

對其施加約束,進行動力學分析。首先在大地和機架之間添加固定副,使大地和機架形成一體。然后再分別添加各連桿之間的運動副:在導桿與機架之間添加移動副,導桿分別與左、右連桿之間添加旋轉副,左連桿與左手指添加旋轉副,右連桿與右手指之間添加旋轉副。同時在左右連桿之間添加一個彈簧,實際物理樣機是不存在這個彈簧,在此虛擬樣機中的目的是測量抓取力量。最后在導桿與機架之間添加的移動副上添加驅動力驅動。暫定驅動力取700N。

在ADAMS的Build菜單建立模型中的兩個角度α+β、α隨時間的變化曲線,如圖6所示。為后續的驗證工作做準備。

(b)角度α隨時間的變化曲線

圖6 角度α+β、α隨時間的變化曲線

在ADAMS的后置處理模塊中生成彈簧力隨時間的變化曲線,如圖7所示,通過曲線查找得彈簧力為1663N。

利用ADAMS的Fuction Buider功能建立式(4)的表達式,并生成公式中f力曲線,如圖8所示。通過曲線查找得彈簧力為1650 N。

通過對比發現,公式計算的輸出力值1650N與虛擬樣機仿真實驗的輸出力1663N基本重合,這其中誤差還包含了樣機的本身重力等影響。由此可見,仿真實驗數據的可靠性很高,完全可用仿真分析來代替繁雜的計算過程,節省大量的設計計算時間。

3.優化

通過更改模型中機構的幾何位置、尺寸等來細化模型。但從該虛擬樣機的三維模型中,可清晰地看到機構左右成對稱,若要對其細化,最好是更改沿其對稱軸線上的幾何關系。鑒于此,選擇更改導桿與左右連桿的旋轉副作用點位置,來細化模型。觀察在不同位置時機構輸出力的變化及跟隨的兩個角度α+β、α的變化。

在虛擬樣機中設置導桿與左右連桿的旋轉副作用點的豎直方向Y坐標為變量DV_1,以此來模型細化處理。分別得到五種不同坐標下的角度變化曲線如圖9所示,彈簧力變化曲線如圖10所示。

通過圖10可以發現,隨著坐標值增大輸出力增大,由此可得出在其他條件不變的情況下,將導桿與左右連桿的旋轉副作用點向上提高即可增大輸出力,具體增大量可參照圖10。

4.結語

機械手在工業生產中的運用非常廣泛,所涉及的專業也相當多。本文僅對其中的一小部分抓取機構作虛擬樣機分析,通過分析其理論力學上輸入力與輸出力的關系,在ADAMS中對其進行分析,發現虛擬樣機實驗中的力關系與理論力關系基本吻合,這樣就對后續的研究分析提供了可靠性。在后續的研究開發過程中可對樣機添加材料特性、慣性矩等,進一步與物理樣機靠近。虛擬樣機技術的應用大大縮短了抓取機構的設計研發周期,降低了產品生產成本,為抓取機構的設計提供了一個高效的開發途徑[8]。

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[8]謝方偉,李柄文.虛擬樣機技術在減速器設計中的運用[J].煤礦機械,2008,(1):166-168.

徐燕(1981-),女,江蘇溧陽人,助理講師,碩士(在研),主要從事金屬切削加工與數控技術的教研工作。

作者:徐燕 申如意 趙錢

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