【正文】 擇設(shè)計(jì)變量的當(dāng)前特性。 3) 根據(jù)需要修改設(shè)計(jì)變量的有關(guān)特性。 4) 選擇 OK按鈕，完成修改。 如果在修改過程中，修改了設(shè)計(jì)變量的值， ADAMS／View將立即更新所有引用設(shè)計(jì)變量的對(duì)象的有關(guān)參數(shù)值。 1．使用修改設(shè)計(jì)變量對(duì)話框 1) 在 Too1s菜單，選擇 Table Editor命令，顯示表格編輯器窗口。 2) 在表格編輯器窗口底部的類型選擇區(qū)，選擇 Variable選項(xiàng)，顯示樣機(jī)模型中所有的設(shè)計(jì)變量，關(guān)于表格編輯器的操作可以參見 9． 3節(jié)。 3)根據(jù)需要修改設(shè)計(jì)變量的有關(guān)參數(shù)。 4)選擇 0K按鈕，完成修改。 在默認(rèn)條件下， ADAMS/View僅顯示樣機(jī)模型中的實(shí)數(shù)變量，如果要顯示其他變量和參數(shù)，可以使用 Filters按鈕，選擇和設(shè)置表格編輯器顯示的標(biāo)題。 2．使用表格編輯器 設(shè)計(jì)示例 (上機(jī)作業(yè)） 厚度 t＝ 50mm，質(zhì)量 Q＝ 65kg， 慣性矩 Ixx＝ m2， Iyy＝ 6． 80 kg m2： Izz＝ 6． 91 kgm2，滑塊 3長(zhǎng)度 L＝ 400mm， 高度 h＝ 300mm，厚度 t＝ 300mm，材料為黃銅。 建立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)樣機(jī)模型 .已知：圓盤 1的半徑 R＝ 350mm， 厚度 t＝ 100mm，材料密度為 103kg／ cm3； 連桿 2長(zhǎng)度 L=1100mm，寬度 b＝ 150mm， 第七章 約束機(jī)構(gòu)與施加載荷 7． 1 概述 7． 2 約束類型與約束工具 7． 3 施加約束的方法和基本步驟 7． 4 定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 7． 5 *高副約束與凸輪機(jī)構(gòu) 7． 6 力約束與施加載荷 7． 7 *柔性連接 7． 8 *接觸力 7． 9運(yùn)動(dòng)和力的表達(dá)式 7． 10 約束機(jī)構(gòu)的技巧 7． 11 施加約束和力示例 7． 1 概述 為了獲得正確的 虛擬樣機(jī)分析模型 ，首先需要將構(gòu)件的幾何模型 正確地裝配 起來(lái)，然后 施加運(yùn)動(dòng)和載荷，才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題的求解 。 約束機(jī)構(gòu) 是將 構(gòu)件放置 在正確的幾何位置，通過各種 約束工具 連接起來(lái)，組成一個(gè) 給定自由度的機(jī)械系統(tǒng) 。 為了形成逼真的仿真系統(tǒng)，虛擬樣機(jī)構(gòu)件之間需要采用多種形式 的連接。 ADAMS／ View提供多種約束工具。 機(jī)構(gòu)構(gòu)件的放置 對(duì)于平面機(jī)構(gòu)，所有構(gòu)件繪制在 同一平面上 ，如 Global XY、 Global XZ，建模時(shí)利用基本構(gòu)件上可以自動(dòng)識(shí)別的標(biāo)記坐標(biāo)精確定位構(gòu)件的連接位置，用約束工具 依次將繪制的構(gòu)件連接 起來(lái)，形成虛擬樣機(jī)幾何模型。 對(duì)于空間機(jī)構(gòu)，構(gòu)件需要繪制在 不同的平面 上，利用改變 Grid平面（工作平面）繪制基本構(gòu)件，用約束工具 依次將繪制的構(gòu)件連接 起來(lái)，形成虛擬樣機(jī)幾何模型。 另一種建模裝配方法是通過 事先設(shè)置若干三維空間的點(diǎn) ，確定不同構(gòu)件的連接點(diǎn)和位置，然后，繪制構(gòu)件。這時(shí)構(gòu)件與那些點(diǎn)自動(dòng)建立關(guān)聯(lián)，移動(dòng)點(diǎn)的位置可以改變構(gòu)件的形狀、位置和尺寸。 7． 2 約束類型與約束工具 根據(jù) ADAMS／ View提供的約束建模的工具不同，約束可分為以下 4種類型： 1) 常用理想運(yùn)動(dòng)副 (Joints)約束 2) 基本約束（ Joint Primitives） 3) 接觸 (Contacts)約束 （ ,) 4) 運(yùn)動(dòng)約束 (Motion Generators) () 1) 常用理想運(yùn)動(dòng)副 (Joints)約束 l 2種 常用理想運(yùn)動(dòng)副工具，每一種工具定義了一種約束模型，如表 7— 1所示。 通過這些運(yùn)動(dòng)副，可以快速地將 兩個(gè)構(gòu)件連接 起來(lái)形成指定自由度的連接。 被連接的構(gòu)件可以是 剛體構(gòu)件 、 柔性構(gòu)件 或者是 點(diǎn)質(zhì)量 。在施加運(yùn)動(dòng)副的過程中，提示要求依次選擇被連接 構(gòu)件 A和構(gòu)件 B， ADAMS／ View將在構(gòu)件 A、 B上分別設(shè)置 坐標(biāo)標(biāo)記 I、 J， 它們的位置和方向必須與約束模型的要求一致 。表中的 圖例 清楚地反映了約束模型的標(biāo)記坐標(biāo)的位置和方向。 1. Revolute 和 Translational Joints 2 1. Cylindrical and Spherical Joints 3. 4. Constant Velocity Joints and Screw Joints 5. ConstantVelocity Joints 6. Screw Joints Hooke Joint and Universal Joints 8. Universal Joint 7. Hooke Joint 齒輪副 齒輪副建立 三個(gè)構(gòu)件與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副（ Joints） 之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系， 在連接支架（ Carrier）上設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)標(biāo)記，稱為 速度標(biāo)記 ，速度標(biāo)記到兩個(gè)連接點(diǎn)的距離決定了齒輪的 傳動(dòng)比 ，速度標(biāo)記的 z軸 定義了齒輪嚙合點(diǎn)的速度和嚙合力的方向。 關(guān)聯(lián)副 運(yùn)用關(guān)聯(lián)副，可以將 2個(gè)或 3個(gè)運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)起來(lái)。對(duì)于帶輪連接、鏈輪連接和滑輪仿真等均可以使用關(guān)聯(lián)副。用戶可以使用多個(gè)關(guān)聯(lián)副將許多運(yùn)動(dòng)副相互聯(lián)系起來(lái)，組成一個(gè)復(fù)雜的帶輪系統(tǒng)。 2) 基本約束（ Joint Primitives） ADAMS／ View提供了 5種 常用的基本約束工具，如表 7— 2所示。用戶可以靈活應(yīng)用這些約束工具，組成不同的約束。例如：可以采用不同的約束組合自定義一些新的運(yùn)動(dòng)副，或者組合不同的運(yùn)動(dòng)副，以 構(gòu)成更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)約束 。 Inline and Inplane 約束工具 說(shuō)明 示例 Inline 約束構(gòu)件 1的連接點(diǎn) ，只能沿著構(gòu)件 2連接點(diǎn)標(biāo)記坐標(biāo)的 Z軸運(yùn)動(dòng) 。限制了構(gòu)件 1沿構(gòu)件 2的 X、 Y軸方向的移動(dòng)自由度 。 Inplane 約束構(gòu)件 1的連接點(diǎn)只能在構(gòu)件 2的平面上運(yùn)動(dòng) 。 構(gòu)件 1的連接點(diǎn)必須在構(gòu)件 2標(biāo)記坐標(biāo)的XY平面上 。 限制了構(gòu)件 1沿構(gòu)件 2的 Z軸方向的自由度 。 Orientation 約束構(gòu)件 1和構(gòu)件 2的坐標(biāo)方向保持相同 ， 約束了兩個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 。 Parallel axes 約束構(gòu)件 1的 Z軸始終平行于構(gòu)件 2的 Z軸 ， 即：構(gòu)件 1只能繞構(gòu)件 2的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn) 。 Perpendicular axes 約束構(gòu)件 1的 Z軸始終垂直于構(gòu)件 2的 Z軸 ， 即：構(gòu)件 1只能繞構(gòu)件 2的二個(gè)軸旋轉(zhuǎn) 。 Orientation,Paralle axes and Perpendicular axes 7． 3 施加約束的方法和基本步驟 1) 點(diǎn)擊合適的連接工具，彈出對(duì)應(yīng)的 連接設(shè)置對(duì)話框 . 2) 在設(shè)置對(duì)話框中選擇 連接構(gòu)件的方法 3) 根據(jù)屏幕底部狀態(tài)欄的提示， 依次選擇 相互連接的 構(gòu)件 構(gòu)件 連接位置和方向等。 4) 確定 連接點(diǎn) 的位置 。 5) 如果選擇了采用 特征方向 ， 用鼠標(biāo)環(huán)繞對(duì)象移動(dòng) ，當(dāng)顯示合適的方向箭頭時(shí) ， 按鼠標(biāo)左鍵 ， 完成指定約束設(shè)置 。 產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)副時(shí)， ADAMS／ View自動(dòng)為運(yùn)動(dòng)副設(shè)置一個(gè)名稱， 運(yùn)動(dòng)副取名為 “ JOINT_”+“序號(hào) ” ，例如：JOINT_1. 7． 4 定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)約束是以構(gòu)件的 連接約束為基礎(chǔ) 的。它是對(duì)連接約束后機(jī)構(gòu)自由度的進(jìn)一步的約束，使機(jī)構(gòu)遵循一定的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 因此，一般先定義連接約束，后增加運(yùn)動(dòng)約束。運(yùn)動(dòng)約束的類型必須與連接約束的類型一致，且運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，也就是說(shuō)，運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的方向與施加連接約束時(shí)的選擇構(gòu)件順序有關(guān)。 7． 4． 1 運(yùn)動(dòng)的類型和定義值 7． 4． 2 約束連接運(yùn)動(dòng) 7． 4． 3 修改運(yùn)動(dòng)副及其運(yùn)動(dòng) 7． 4． 4 約束點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) 7． 4． 1 運(yùn)動(dòng)的類型和定義值 ADAMS／ View提供兩種類型的 運(yùn)動(dòng) 定義模型 ： (1)連接運(yùn)動(dòng) (Joint Motion） 連接運(yùn)動(dòng)定義鉸接副 、棱柱副和圓柱副中的 移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) ， 每一個(gè)連接運(yùn)動(dòng)約束了一個(gè)自由度 。 對(duì)于移動(dòng) ， 約束構(gòu)件 l沿構(gòu)件 2的 Z軸 的移動(dòng) 。 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng) ， 約束構(gòu)件 1按 右手規(guī)則 繞構(gòu)件 2的 Z軸旋轉(zhuǎn) ， 要求構(gòu)件 1的 Z軸必須始終同構(gòu)件 2的 Z軸保持平行 。 (2)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) (Point Motion) 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)定義兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ，它 可以應(yīng)用于 任何典型的運(yùn)動(dòng)副 ，例如：圓柱副、球形副等等。通過定義點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，可以在不增加額外約束或構(gòu)件的情況下， 構(gòu)造復(fù)雜的運(yùn)動(dòng) 。 7． 4． 2 約束連接運(yùn)動(dòng) 約束連接運(yùn)動(dòng)的方法如下： 1)點(diǎn)擊工具圖標(biāo) 2)定義運(yùn)動(dòng)參數(shù) 3) 按提示選擇要定義運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，完成連接運(yùn)動(dòng)設(shè)置。 移動(dòng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置 定義運(yùn)動(dòng) 參數(shù) 運(yùn)動(dòng) 是與時(shí)間有關(guān)的位移、速度和加速度。在默認(rèn)狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)的速度定義為常數(shù)，用戶可以通過以下 3種方法自定義運(yùn)動(dòng)值： 1)在設(shè)置欄 ， 輸入速度值 。 默認(rèn)值 ：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為 30176。 ／ s， 移動(dòng)運(yùn)動(dòng)為 10mm／ s。 2)使用函數(shù)表達(dá)式 3)輸入自編子程序 若用函數(shù)表達(dá)式或自編子程序表示運(yùn)動(dòng)，將鼠標(biāo)放在 speed輸入欄，按鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇 Parameterize項(xiàng)，再選擇 Expression Builder命令，此時(shí)顯示函數(shù)輸入對(duì)話框，利用函數(shù)輸入對(duì)話框可以輸入各種函數(shù)。 7． 4． 3 修改運(yùn)動(dòng)副及其運(yùn)動(dòng) 方法一 右擊鼠標(biāo)顯示彈出式菜單， 選擇有關(guān)運(yùn)動(dòng)副 ，再選擇 Modify命令，可以顯示 修改運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框 。 方法 二 在 Edit菜單，選擇 Modlfy命令，顯示數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽器，然后選擇有關(guān)運(yùn)動(dòng)副。 顯示 常用運(yùn)動(dòng)副的修改對(duì)話框 圖 75 修改運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框 修改連接運(yùn)動(dòng) 修改 連接 運(yùn)動(dòng) 1)在 Joint 欄 ， 修改約束運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副 ， 此時(shí)運(yùn)動(dòng)類型 Joint Type也隨運(yùn)動(dòng)副的改變而變化 。 2)在 Direction欄 ， 修改約束的運(yùn)動(dòng)方向 3)在 Type欄 ， 選擇定義運(yùn)動(dòng) 參數(shù) 的類型 。 有 位移 ， 速度和加速度 可供選擇 。 4)在 F(time)欄，輸入運(yùn)動(dòng) 函數(shù) 。 圖 76 修改連接運(yùn)動(dòng)對(duì)話框 默認(rèn)狀態(tài)下，位移是時(shí)間的函數(shù)，如30d*time。 速度是常數(shù)。如果選擇速度為運(yùn)動(dòng)值，將出現(xiàn) Displacement Ic欄，用于輸入相對(duì)運(yùn)動(dòng)的初始位移；如果選擇加速度為運(yùn)動(dòng)值，則又增加Velocity Ic欄，供用戶輸入初始速度。運(yùn)動(dòng)仿真過程中，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值計(jì)算構(gòu)件的相對(duì)位置。 7． 4． 4 約束點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) ? 約束點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和約束連接運(yùn)動(dòng)的比較： 約束連接運(yùn)動(dòng)是在兩個(gè)具有連接約束的構(gòu)件之間確定它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 約束點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)則可以在兩個(gè)沒有連接約束的構(gòu)件之間定義它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 ? 有兩種類型的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)， 單點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 和 一般點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 。 單點(diǎn)運(yùn)動(dòng)指定 兩個(gè)構(gòu)件 沿著一個(gè)軸移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，在默認(rèn)條件下為 z軸。它也可以應(yīng)用于兩個(gè)具有連接約束的構(gòu)件上，此時(shí)的作用與約束連接運(yùn)動(dòng)的功能相同。 一般點(diǎn)運(yùn)動(dòng)具有很大的靈活性，可以指定兩個(gè)構(gòu)件在空間分別沿著 3個(gè)軸的移動(dòng)或繞 3個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及它們的任意組合。 ? 約束點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方法與約束連接運(yùn)動(dòng)的基本相同 。 7． 5 高副約束與凸輪機(jī)構(gòu) ADAMS／ View提供了兩種高副約束：點(diǎn) 線 (PointCurve)約束和平面曲線 (2D curve curve)約束。 利用點(diǎn) 線 (PointCurve)約束，可以建立銷 槽機(jī)構(gòu)（ pinin slot mechanism）和簡(jiǎn)單的凸輪機(jī)構(gòu)（ cam follower mechanism）。 7． 6 力約束與施加載荷 力約束是 構(gòu)件之間力的作用關(guān)系 ，它可能是定值，也可能是時(shí)變的；可能是運(yùn)動(dòng)的函數(shù)，也可能是構(gòu)件變形的函數(shù)。 應(yīng)用 力約束 可以構(gòu)建構(gòu)件之間的相互作用模型，如與變形無(wú)關(guān)的作用力、柔性連接和接觸力等。 根據(jù)力的計(jì)算方法和作用方式不同， ADAMS／ View將力分為 4種類型 ：作用力 (Applied Forces)、柔性連接力(Flexible Connections)、特殊力 (Special Forces)和接觸力 (Contact Forces)。 施加載荷 是對(duì)構(gòu)件施加作用力。 作用力 作用力有 5種不同的作用方式： 1） 單方向作用力