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基于UG7.5四连杆运动仿真模拟j及分析


UG7.5 环境下四连杆运动仿真 一、 概述: 四连杆机构是最常见的连杆机构,其中的曲柄摇杆形式最常见,下面以曲柄摇杆机构 为例在 UG7.5 环境下做运动仿真。 二、 建模: 1. 根据曲柄摇杆的杆长条件随意给出四个杆长如下: (1) 杆 1(曲柄)长度:280mm (2) 杆 2(摇杆)长度:500mm (3) 杆 3(中间连杆)长度:520mm (4) 杆 4(机架)长度:720mm 2. 打开 UG7.5,分别在建模环境下创建上述四个连杆,为方便区分,在建模首选项中 将每个连杆的颜色属性设置为不同,为了下一步装配,杆 1 和杆 2 两端有伸出销 轴,杆 3 和杆 4 两端有销轴孔: 三、 装配: 新建一个装配文件,将第二部建立的四个杆添加,逐个装配,如下图: 四、 1. 2. 运动仿真: 进入运动仿真环境,新建一个仿真文件,并设为工作状态。 新建四个连杆(分别与装配图中相对应,曲柄、摇杆、中间连杆和机架分别对应四 个连杆),其中 gan4(机架要设为接地杆,如下图:) 3. 建立运动副: 不难看出,整个四杆机构有四个铰点,所以有四个旋转副,其中曲柄与机架之间 的旋转副要加驱动;中间连杆两端的两个旋转副要咬合对应的连杆,摇杆与机架之间 的旋转副为自由旋转副,详细步骤如下: (1) 建立曲柄与机架之间的旋转副 J001,选择曲柄为连杆,铰点中心为原点,X 轴为 方位,并在驱动属性中添加速度为 20 的恒定驱动,如下图: (2) 建立曲柄与中间连杆之间的旋转副 J002,选择中间连杆作为连杆,中间连杆与曲 柄处铰点中心为原点,选择 X 轴向为方位,选择曲柄为咬合连杆,咬合连杆的原点 与方位与中间连杆相同,如下图: (3) 建立摇杆与机架之间的旋转副 J003,选择摇杆为连杆,铰点中心为原点,X 轴为 方位,如下图: (4) 图: 建立中间连杆与摇杆之间的旋转副 J004,选择连杆为中间连杆,铰 点中心为原点,X 轴为方位,选择摇杆为咬合连杆,原点和方位与连杆相同,如下 4.检查: 此时查看运动仿真器,在运动仿真 motion_1 下面,连杆(Link)下面有四个连 杆,并且一中一个为接地杆。运动副(Joints)下面有 J001-J004 四个旋转副和一 个自动生成的接地运动副 J005,如下图: 5.新建解算方案: 以上内容检查无误后,在 motion_1 节点右键新建解算方案,解算方案类型选 择常规驱动,分析类型选择动力/动态,时间设置为 20,步数设置为 500(注意步数 不应该设置过大, 负责会增加计算负担, 严重的话容易卡死), 勾选通过按”确定” 进行解算选项卡后确定,系统自动解算,如下图: 6.观看动画: 解算成功后进入动画选项,既可以观看动画,如下图: 7.输出动画: 为了保存动画信息,可以选择导出动画,在文件→导出→MPEG 格式选项中导 出动画,如下图:(提示:UG 自动导出的动画图像模糊,如果想看清晰动画,建议 使用第三方屏幕录制软件录制) 8.角速度分析: UG 动画仿真的最有价值的功能就是对运动过程力、速度、加速度等进行分析, 现在以曲柄和中间连杆之间的旋转副角速度为例进行分析, 在运动导航器中的结果 (Results)→XY 图表(XY Graphing)中新建一个图表,选择 J002 为例,请求选项为 速度,组件选择为角速度值,选择参考为绝对,点击 Y 轴定义中的+,添加 Y 轴记 录曲线,确定,如下图: 在运动仿真器中的图标选项里, 双击新建的角速度图表既可以观看在

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