用ADAMS进行蜗轮蜗杆模拟仿真示例.doc

蜗轮蜗杆的啮合传动蜗轮蜗杆的传动比如右图所表示，设在节点 P 处蜗杆与蜗轮的速度分别为 v1 和 v2 ，由图中可知：v2 v1 tan 1 ，即 r2 2 r1 1 tan 1其中 r1 为蜗杆的分度圆半径， r2 为蜗轮的分度圆半径，1 为蜗杆节圆螺旋线的升角从而，1r2（ 1）i 122 r1 tan 1在本例子中，将介绍怎么在 ADAMS 12.0 中模拟蜗轮蜗杆传动，做出蜗轮蜗杆角速度的关系曲线，并验证与（ 1）式的一致性创建过程⒈ 启动 ADAMS双击桌面上 ADAMS/View 的快捷图标 ,打开 ADAMS/View 在欢迎对话框中选择 “ Create a new model”，在模型名称（ Model name ）栏中输入： woluenwogan ；在重力名称（ Gravity ）栏中选择“ Earth Normal (-Global Y) ”；在单位名称（ Units ）栏中选择“ MMKS –mm,kg,N,s,deg”如图 1-1 所示图 1-1 欢迎对话框⒉ 设置工作环境2.1 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求在 ADAMS/View 菜单栏中，选择设置（Setting）下拉菜单中的工作网格（ Working Grid ）命令。

系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size) 中的 X 和 Y 分别设置成 750mm 和 500mm，间距（ Spacing）中的 X 和 Y 都设置成 50mm 然后点击“ OK ”确定如图 2-1 所表示12.2用鼠标左键点击选择（ Select）图标，控制面板出现在工具箱中2.3用鼠标左键点击动态放大（ Dynamic Zoom ）图标，在模型窗口中，点击鼠标左键并按住不放，移动鼠标进行放大或缩小⒊创建蜗轮3.1 在 ADAMS/View 零件库中选择圆柱体 (Cylinder ) 图标 ，参数选择为“ New Part ”，长度（ Length）选择 100mm，半径（ Radius）选择 200mm( 这里的长度和半径的选择没有特殊要求 ,可以选择不同的数字)如图 3-1 所示图 2-1 设置工作网格对话框图 3-1 设置圆柱体选项3.2 在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择点（ 0，-50， 0） mm(蜗轮的位置可以在任何地方 , 对后面的运动仿真没有影响 )，然后选择点（ 0， 50，0）则一个圆柱体（ PART_2 ）创建出来如图 3-2 所示。

3-2 创建圆柱体 (蜗轮 )3.3 在 ADAMS/View 中位置 / 方向库中选择位置旋转（Position: Rotate ）图标，在角度 (Angle) 一栏中输入 90，表示将对象旋转 90 度如图3-3 所示在 ADAMS/View 窗口中用鼠标左键选择圆柱体，将出来一个白色箭头，移动光标，使白色箭头的位置和指向如图3-4所示然后点击鼠标左键，旋转后的圆柱体如图3-5所示图 3-3 位置旋转选项2图 3-4 圆柱体的位置旋转图 3-5 旋转 90 后的圆柱体⒋创建蜗杆4.1在 ADAMS/View零件库中选择圆柱体 (Cylinder ) 图标，参数选择为“ New Part ”，长度（ Length）选择 500mm，半径（ Radius）选择 50mm(这里蜗杆的长度的选择没有严格要求,大小合理就可以 ,半径的大小应该为蜗轮长度的一半 ,即 50mm)如图 4-1 所示4.2在 ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择点（-250，-250， 0）mm，然后选择点（ 250， -250，0）mm 则一个圆柱体（ PART_3 ）创建出来如图 4-2 所示。

图 4-1 设置圆柱体选项图 4-2 创建圆柱体 (蜗杆 )做到这里 ,我们可以得到 ,蜗轮的分度圆的半径r2 和蜗杆的分度圆的半径r1 的比值为r2504为一定值r1504则蜗轮蜗杆的传动比 i 121r2与 tan 1 成反比在下面的步骤中 ,将创建蜗杆节圆螺旋线的r1 tan21升角 1 ⒌创建旋转副、齿轮副、旋转驱动35.1 选择 ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint: Revolute）图标，参数选择2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid 在ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择蜗轮（PART_2 ），然后选择机架（ ground），接着选择蜗轮上的PART_2.cm ，如图 5-1 所示图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_1 )该旋转副连接机架和蜗轮,使蜗轮能相对机架旋转5.2 再次选择 ADAMS/View 约束库中的旋转副（ Joint:Revolute）图标，参数选择2 Bod-1 Loc 和 Pick Feature 因为在本题中蜗杆的旋转轴与网格面平行,因此不能选择蜗轮上的旋转副图 5-1Normal To Grid , 只能选择 Pick Feature )。

在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择蜗杆（PART_3 ），然后选择机架（ ground），接着选择蜗杆上的PART_3.cm ，就会出现白色的箭头，移动光标，使箭头指向X 轴的正方向后点击鼠标左键，从而在球体（PART_3 ）上成功创建旋转副（ JOINT_2 ），如图 5-2 所示图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_2 )，该旋转副连接机架和蜗杆 ,使蜗杆能相对机架旋转5.3 创建完蜗轮蜗杆上的旋转副后，还要创建蜗轮和蜗轮的啮合点（ MARKER ）根据齿轮副的啮合点（ MARKER）和旋转副必须在一个连杆上，并且啮合点Z 轴的方向与蜗轮蜗杆的传动方向相同所以在本题中，啮合点（MARKER ）必须定义在地面（ ground）上，机架可以看作机架选择 ADAMS/View工具箱的动态选择（Dynamic Pick ）图标，将蜗轮蜗杆的啮合处进行放大，再选择动态旋转图标，进行适当的旋转选择 ADAMS/View 零件库中的标记图 5-2 蜗杆上的旋转副点工具图标 ，参数选择如图 5-3 所示然后按住 Ctrl 键，选择蜗轮和蜗杆啮合处的交点（该交点的坐标为（ 0， -200，0））如图 5-4 、图 5-5 所示，图中显亮的部分就是所创建的蜗轮蜗杆的啮合点（ MARKER_7 ）。

图 5-3 标记点的选项图 5-4 蜗轮蜗杆的啮合点图 5-5 蜗轮蜗杆的啮合点45.4 选择 ADAMS/View 约束库中的齿轮副（ Gear ）图标 ，在弹出的对话框中的 Joint Name 栏中，点击鼠标右键分别选择 JOINT_1 、JOINT_2 如图 5-6 所示在 Common Velocity Marker 栏中，点击鼠标右键选择啮合点（ MARKER_7 ）如图 5-7 所示，然后点击对话框下面的 OK 按钮，蜗轮蜗杆的齿轮副创建出来，如图 5-8 所示图 5-6 齿轮副的创建对话框图 5-7 齿轮副的创建要素图 5-8 蜗轮蜗杆的齿轮副图 5-9 蜗轮上的旋转驱动5.5 在 ADAMS/View 驱动库中选择旋转驱动（ Rotational Joint Motion ）按钮 ，在 Speed 一栏中输入360，360 表示旋转驱动每秒钟旋转 360 度在 ADAMS/View 工作窗口中，用鼠标左键点击蜗轮上的旋转副（ JOINT_1 ），一个旋转驱动创建出来，如图 5-9 所示，图中显亮的部分为旋转驱动6. 进行啮合点（ MARKER_7 ）的坐标轴旋转6.1 首先，介绍一下 ADAMS/View 中如何进行坐标轴旋转（ Euler Angles）。

在 ADAMS/View 中以欧拉（ Euler ）角系统定义物体的旋转方式，同时区分 Body-fixed, Space-fixed，ADAMS/View 默认值为 Body[3,1,3]，其中1 -- X axis，2 -- Y axis，3 -- Z axis 图 6-1 说明如何进行两种旋转方式的设置图 6-2 说明的了两种旋转方式的不同之处图 6-1 两种旋转方式的设置 5图 6-2 两种旋转方式的比较6.2接下来，我们将对啮合点（MARKER_7 ）的坐标轴进行旋转，使其Z 轴的方向与蜗轮蜗杆的传动方向相同，具体一点，就是让Z 轴的方向位于 v1 顺时针旋转到 v2 之间的区域6.3在 ADAMS/View 窗口中，在蜗轮蜗杆啮合处点击鼠标右键，选择 --Maker: MARKER_7 → Modify ，如。