【正文】 :玩具飛機的車胎能夠轉(zhuǎn)動 ,但飛機在地面上無法前進。 玩具 飛機里的 Stick1 和 ConnectingRod 之間的關(guān)系是： Stick1 在ConnectingRod 中往復(fù)運動，可能接觸也可能不接觸，此時只能通過碰撞約束來定義。 轉(zhuǎn)動副的創(chuàng)建方式與固定副類似：單擊上圖中的轉(zhuǎn)動副按鈕，選擇要創(chuàng)建的零件，由前面的分析可知地板繞著飛機下半身轉(zhuǎn)動，連桿與地板的相對運動仍然為轉(zhuǎn)動。 圖（ 27） a 圖（ 27） b 玩具飛機里面需要添加固定副的零件非常多，例如：手輪和第一根棒之間加固定副 時 ， 點擊固定副按鈕，選 Nomal To Grid 模式，依次選擇兩個Bodies 和一個 Location，在選擇 Location 時盡量選擇其交點處，依此方法添加所有的固定副。所有的約束都限制系統(tǒng)的平動或轉(zhuǎn)動自由度，限制的自由度數(shù)目和類型取決于使用的約束類型 . 使用 Adams 2022 最大的不同是其界面， Adams 里的工具欄修改的與 2022版完全不同，它的絕大部分命令你都可以在前窗口調(diào)出，更加人性化，使用起來更加快捷。 玩具飛機中各零件的中英文名對照表如 下 表： 中文名 英文名 1 齒輪箱 RackBox 2 地面 NewGr 3 兩齒齒輪 Gear 4 手輪 HangLun 5 手輪短桿 Stick1 6 車胎桿 StickSmall 7 連桿 ConnectingRod 8 車胎 Tyre 9 底板 BaseBoard 10 飛機上半身 UpperPart 11 飛機下半身 LowerPart 12 翅膀 CutSwing 13 頭部小薄片 1 SmallSlice1 14 頭部小薄片 2 SmallSlice2 15 機翼薄片 1 LeftLeft 16 機翼薄片 2 LeftRight 17 機翼薄片 3 MiddleLeft 18 機翼薄片 4 MiddleRight 19 機翼薄片 5 RightLeft 20 機翼薄片 6 RightRight 表 1 模型中約束的添加 約束是用來限制和定義 ADAMS 中各零件的位置和運動，模擬機械的實際運行狀況，組成完整的機械系統(tǒng)為后續(xù)分析作準備。 在 Solidworks 中的裝配圖如下所示： 圖（ 21） 裝配 完成后對相應(yīng)的零件進行上色處理，得到的效果圖后實際圖比較接近，唯一的不足是飛機窗戶的分離，由于能力有限，不規(guī)則曲面上難以得到理想的效果，窗戶我采用的是 Solidworks 上色， ADAMS 中還是和機身一起著色處理。 下半部分裝配圖如下： 圖（ 20） 接下來裝配上半部分， 在上半部分的裝配過程中，最難得地方是翅膀的裝配，由于為了上色美觀，我的飛機翅膀進行了多次挖切和拉伸，并且全部成為了不同的零件，在創(chuàng)建的過程中，由于在草圖中使用了樣條曲線，所以插入新零件配合約束時很不方便，需要提前進行過濾器濾去點的操作。 插入零件順序 LowerPart?RackBox?Stick1?StickSmall?BaseBoard ?ConnectingRod?Gear?HandLun?Tyre，在下半部分的裝配中用到了，相切，重合，距離，同軸等約束命令。一般情況下，選取的第一個對象的位置和形式會保持不變，另外一個對象相對于前一個已配合好的部件為基準進行配合 。在整個裝配過程中 主要 運用了接觸、 相切，重合，同軸對齊等約束關(guān)系。 裝配時采用自底向上裝配的方式，先將 the lower part of the body 裝好，并約束在坐標(biāo)原點，然后通過 ? ? 的方式， 依次裝配其他零部件。 混合裝配 顧名思義就是應(yīng)該建模的過程中考慮裝配問題，裝配中考慮建模問題，它指的 是將自頂向下裝配和自底向上裝配 結(jié) 合在一起的裝配方法。 根據(jù)裝配體和零件之間的裝配關(guān)系，可以 采用 自底向上裝配 ， 也可以采用混合裝配。 由于頭部是一個圓面，使用 Solidworks 內(nèi)的 （圓頂）命令，連續(xù)兩次，即可得到兩個小薄片，如下圖所示： 圖（ 18） 玩具飛機的零件裝配 當(dāng)把零件模型完成后，便可將零件進行裝配起來，單擊【新建】按鈕即彈出下圖界面，新建一個裝配模型。 3) 在飛機的頭部建立一個基準面，分別向內(nèi)拉伸切除，得到兩個曲面，以便于添加顏色。下面具體講解窗戶 的繪制方法： 1) 如下半身一樣，對飛機上半身進行抽殼操作，厚度為 1mm，在飛機的最高處建立一個基準面，建立草圖對上半身進行挖切得出操作室的模樣 。 圖 (13)飛機殼體草圖 圖 (14)飛機下半身 玩具飛機上半身模型是一個比較復(fù)雜模型。 4) 然后使用工具欄中的 ?插入 ?切除 ?使用曲面命令，保留下半部分 。 2) 使用樣條曲線繪制四條導(dǎo)引線，目的是為了使飛機的身體盡量逼真 。從而實現(xiàn)飛機的前進和翻轉(zhuǎn)復(fù)合運動。玩具飛機的整體圖如下： 圖 (4) 玩具飛機 的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖 (5) 運動分析 :首先手輪給整個裝置提供一個原動力 ,由于發(fā)條箱內(nèi)部的齒輪機構(gòu)和彈片裝置使得有兩個動力輸出 ,位于尾部的零件車輪軸帶動兩個車胎轉(zhuǎn)動 ,位于飛機頭部的零件手輪軸帶動傳動輪轉(zhuǎn)動 ,又由于傳動輪的轉(zhuǎn)動 ,帶動連桿沿著其中間的槽一起往前移動 ,連桿的移動 ,拉動著底板沿著飛機下半身的圓弧槽轉(zhuǎn)動 ,底板的轉(zhuǎn)動會給地面一個向下的力 ,由于力的作用是相互的 ,反作用力會給飛機一個反向的支撐力 ,使得飛機翻轉(zhuǎn)。用戶不僅可以 通過 采用通用模塊對一般的機械系統(tǒng)進行仿真，而且 還 可以 通過 采用專用模塊針對特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進行快速有效的建模與仿真分析。通過對作用曲線的分析，我們可以找出最大碰撞點，最大受力點，以及相應(yīng)的最小值，從而發(fā)現(xiàn)問題并作出相應(yīng)的解決方案。 而 根據(jù) 早在 1999 年機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料， ADAMS 軟件銷售總額近八千萬美元，這樣數(shù)據(jù)實在是非?？捎^，幾乎 占據(jù)了一半以上 的 銷售 份額。 ADAMS 軟件 簡介 圖 (3) ADAMS機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析 ， 英文名 為： Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，這款 軟件是 由 美國 MDI 公司 全稱Mechanical Dynamics 分析軟件。根據(jù)建立特征的經(jīng)驗 ， 我們可以把一個零件的建模過程劃分成如下五個基本的步驟來完成 ： 首先我們要 進入 Solidworks 的零件 創(chuàng)建界面。 通過產(chǎn)品研制開發(fā)的三個基本的階段 ， SolidWorks 軟件 向我們 提供了兩種 非常重要的建模技術(shù)，一 種 是基于設(shè)計過程的建模技術(shù)， 我們稱為自頂向下建模；另一種則是根據(jù)實際應(yīng)用情況而建立的一種技術(shù)，我們稱其為 自底向上 的 建模 技術(shù) 。 Solidworks 特征 指 的是 可以用參數(shù)驅(qū)動的實體模型，是 構(gòu)成 一個實體或者零件的 基本要素之一 ，具有 典型的工程上 意義； 而在使用中我們不可避免的會運用到 參數(shù)化 的設(shè)計，參數(shù)化指的是對零件上各種特征分別進行各種準確的 約束， 而對于 各個特征的形狀和尺寸大小 ，我們使 用參數(shù) 變量 來表示，這樣做的結(jié)果是修改起來非常方便，能批量生產(chǎn) ； 還能達到一個更高的效果，如果一個特征的 參數(shù) 變量 發(fā)生 了 變化，則 與 這個零件 發(fā)生關(guān)系的這一個特征的 尺寸大小將發(fā)生變化， 這樣就能達到形狀改變的結(jié)果 ， 這樣操作使用戶不需要自己修改，帶來了極大的便利 打開 SolidWorks 軟件 ，我們就能非常方便的發(fā)現(xiàn)，他包括三個主要的模塊，零件、裝配體、工程圖 ， 當(dāng)然由于設(shè)計理念基本上差別不大，因此Solidworks 和其他 三維 CAD 有很多相似之處 ，就是 首先進行 三維模型 的建立 。該集團提供 的系統(tǒng)非常豐富， 涵蓋 了 整個 產(chǎn)品生命周期 的系統(tǒng)， 其中 包括設(shè)計、工程、制造和 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 等各個 方面 中的最 優(yōu)的 軟件系統(tǒng) ，著名的CATIAV5 就 是由該公司提供的 ， 目前位居世界前列的 CAD 產(chǎn)品仍然是由達索公司提供的 。 經(jīng)過仔細考察 ,最終我選擇玩具飛機 作為研究對象，其 研究 方案流程圖 如下 : 圖 (1)方案流程圖 Solidworks 軟件簡介 SolidWorks 是 達索系統(tǒng)（ Dassault Systemes ） 名義 下的子公司 ，主要 負責(zé) 的是 研發(fā) 和 銷售機械設(shè)計 軟件 的視窗產(chǎn)品 。 5. 裝配圖和零件圖畫好后，保存好特定 Parasolid 格 式，導(dǎo)入到 ADAMS，并進行軌道，動力系統(tǒng)的合理設(shè)計，對其進行仿真，發(fā)現(xiàn)問題，收集數(shù)據(jù)，觀察其運動規(guī)律，若發(fā)現(xiàn)有可以優(yōu)化的地方，還可借助相關(guān)軟件進行合理的優(yōu)化。 3. 在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)所確定的原理方案，確定并繪出具體的機構(gòu)簡圖，以體現(xiàn)所要求的功能。研究的具體過程主要包括： 1. 根據(jù)任務(wù)書的要求，查閱國內(nèi)外相關(guān)資料，對實物進行測繪，對玩具飛機外型及機械系統(tǒng)進行分析。 玩具產(chǎn)業(yè) 在中國乃至世界會 是一個永遠年輕、充滿話力的產(chǎn)業(yè)， 如果能夠有 更多 的人愿意 關(guān)注 和參與進來 ， 那么我國的玩具產(chǎn)業(yè)必一定會取得 質(zhì)的飛躍。統(tǒng)計在全國 8000 多家生產(chǎn)玩具的企業(yè)中發(fā)現(xiàn)， 3000 多家企業(yè)都獲得了出口許可證，聽起來似乎是非常不錯的，但其中出口的 70%以上玩具都屬于來料加工或者說是來樣加工，通俗的講，就是為國外在打造品牌。在中國研發(fā)玩具方面非常缺乏開發(fā)人才，同時還缺乏品牌效應(yīng)。因此很有必要盡快研制出具有本國特色的玩具。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，娛樂、教育、裝飾這三種類型的玩具比例分別占到了 40%、 35%和 20%之和最高。在美國，很早的時候就有專門進行玩具生產(chǎn)的企業(yè)，在這些企業(yè)生產(chǎn)的玩具中有 40%以上的玩具都是專門為成人設(shè)計制造出來的。 目前在國外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，非常多的企業(yè)內(nèi)部都設(shè)有專門研發(fā)設(shè)計玩具的部門。從玩具市場類別來看，雖然全球玩具的銷售仍以傳統(tǒng)玩具為主 ,市場占有率將近 80%,但已出現(xiàn)了逐年衰退的態(tài)勢 , 如 1997 年傳統(tǒng)玩具的 市場銷售額為 541 億美元 ,到 1999 年下降為 535 億美元。目前， 全球玩具業(yè)已形成這樣一個穩(wěn)定的局勢：中國是最大的生產(chǎn)玩具的國際，美國是消費玩具最大的國家，香港是最大的玩具供應(yīng)國。 玩具 設(shè)計 的國際 研究現(xiàn)狀 世界玩具制造業(yè)前后經(jīng)歷了兩次轉(zhuǎn)移過程，第一次是從歐美國家向香港、臺灣、日本轉(zhuǎn)移，隨著中國改革開放的進行，又從香港、臺灣、日本轉(zhuǎn)移到了中國的浙江，江蘇等沿海地區(qū)。在中國的香港地區(qū) ，在這一點上就已經(jīng)嶄露頭角，創(chuàng)造出了自己的品牌，開發(fā)出了國內(nèi)外的銷售市場，為我們提供了典范。要振興中國的玩具，首先就要從設(shè)備、技術(shù)、管理以及資金和人才培養(yǎng)等方面著手，縮短與先進國家的差距。業(yè)內(nèi)人士普遍看好中國玩具市場，預(yù)測近 幾年中國玩具市場將以每年 40%的速度增長。如果中國玩具消費 能 達到亞洲平均水平，市場規(guī)模預(yù)計將突破 300 億元人民幣。很多家長極其關(guān)心的問題是， 對于國內(nèi)生產(chǎn)的琳瑯滿目的益智類玩具是否 都具有益智功能和作用！ 因此我國兒童益智類玩具 行業(yè) 要想取得 當(dāng)前 市場除了在宣傳推 廣上注重方法外， 更重要的是應(yīng)該在玩具的設(shè)計中 注重遵循 科學(xué) 原理、 創(chuàng)新性、 安全性和突出功能性的原則， 真正的為消費者著想， 讓兒童益智類玩具能夠起到益智的作用，從而更好的把握當(dāng)前的消費群體。在這大量 的益智玩具產(chǎn)品中，中國傳統(tǒng)的益智類玩具和一味模仿 國外 的 產(chǎn)品比較多，產(chǎn)品 的 質(zhì)量 更是 參差不齊，在設(shè)計上鮮有創(chuàng)新， 幾年來很少更新，缺乏新意，缺乏本土的品牌和統(tǒng)一的標(biāo)準， 而這 些 都成為制約我國益智玩具的發(fā)展障礙。我國玩具行業(yè) 起步 的比較晚， 從 20 世紀80年代后發(fā)展起來 的 ， 70%以上 的企業(yè) 還是來料加工和來樣加工，自主研發(fā)和創(chuàng)新的能力遠遠不足， 必然導(dǎo)致 能夠以自創(chuàng)品牌出口的更是 為數(shù)不多， 同時 依附式的 發(fā)展 模式 導(dǎo)致我國玩具業(yè)利潤低， 一直以來 基本處于該行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈最低端。 玩具 的 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 玩具設(shè)計 的國 內(nèi) 研究現(xiàn)狀 玩具工業(yè) 作為我國的 一個龐大 產(chǎn)品制造業(yè)， 目前 國模已達到 上萬家企業(yè)， 企業(yè)遍布 國內(nèi) 31個省、市， 同時 由于美國、歐洲、 德國、 日本等國家銷售的玩具 絕大多 數(shù) 都是 在我國 進行 加工、制造 的 ， 這 使 得 我國玩具工業(yè)總產(chǎn)值己超過 1000億元以上，出口創(chuàng)匯 接 近 130億美元， 這 在世界玩具貿(mào)易額中占有 非常巨大 的份額， 早已成為 名副其實的玩具制造 大國 。 選題意義 隨著改革開放及我國的 進一步發(fā)展 ， 在這段歷程中 ,玩具業(yè)迎來了 很多 機遇并 且 得到了 飛速的發(fā)展， 當(dāng)然 如此同時，中國的玩具業(yè)也面臨著越來越多 的挑戰(zhàn)，特別是 爆發(fā) 的金融危機 導(dǎo)致了國際消費市場的萎縮， 這樣造成的結(jié)果是 國際玩具市場的門檻越來越高， 還有生產(chǎn)玩具的原材料成本和勞動力成本不斷上升 ,人民幣 也緊跟著 升值，再加上我國玩具企業(yè)大多規(guī)模 很 小，設(shè)備 也很 不先進，技術(shù)研發(fā)能力 較 弱等等，使得我國玩具企業(yè)要 想 真正 的走出國門，在國際市場上站穩(wěn) 腳跟，還需要克服很多困難。 而我 也正是因為 由于對市場的調(diào)研，對目 前市場需求，教育需求狀況的了解，