基于ADAMS的唧筒抽水機(jī)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真

武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信學(xué)院 王 濤 崔群鳳

ADAMS是一款比較優(yōu)秀的三維設(shè)計(jì)與仿真軟件，通過它，我們可以非常簡單地得到需要大量計(jì)算才能夠得到的東西，這對(duì)于設(shè)計(jì)者來說非常有利，不僅大大地縮短了設(shè)計(jì)周期，也使得設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度也大大地降低了。

本文就唧筒抽水機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)，利用ADAMS軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，詳細(xì)介紹應(yīng)用 ADAMS軟件的一般操作步驟，直觀再現(xiàn)唧筒抽水機(jī)的工作過程，利用動(dòng)態(tài)仿真驗(yàn)證所建模性的正確性，同時(shí)分析唧筒抽水機(jī)各從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1 唧筒抽水機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡圖

唧筒抽水機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1 唧筒抽水機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖

唧筒抽水機(jī)的工作原理就是在連桿1上施加力F,其中 F=100*sin（time）然后帶動(dòng)連桿2上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)活塞3上下運(yùn)動(dòng)完成取水動(dòng)作。

2 唧筒抽水機(jī)的虛擬樣機(jī)建模

（1）啟動(dòng) ADAMS/View。選擇新建模型，并將系統(tǒng)的長度單位設(shè)置為cm。

（2）設(shè)置工作柵格。單擊菜單【settings】→【W(wǎng)orking Grid】后，在彈出的設(shè)置工作柵格對(duì)話框中，將 Size設(shè)置為X(750),Y(500)，Spacing設(shè)置為X(10)，Y(10).

（3）設(shè)置圖標(biāo)。單擊菜單【Settings】→【Icon】，彈出圖標(biāo)設(shè)置對(duì)話框，在NewSize輸入框中輸入10.

（4）打開坐標(biāo)窗口。按下 F4鍵，或則單擊菜單【View】→【CoordinateWindow】后，打開坐標(biāo)窗口，當(dāng)鼠標(biāo)在圖形區(qū)移動(dòng)時(shí)，在坐標(biāo)窗口中顯示了當(dāng)前鼠標(biāo)所在位置的坐標(biāo)值。

圖2 唧筒抽水機(jī)的仿真模型

3 添加約束與主運(yùn)動(dòng)

圖3

在活塞與圓筒移動(dòng)約束加上一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)，將驅(qū)動(dòng)方程修改為：100*SIN(time)。

4 動(dòng)態(tài)仿真分析

（1）以活塞的質(zhì)心作為分析對(duì)象進(jìn)行分析，分析其在Y軸方向上的各參數(shù)隨時(shí)間的變化。

活塞Y方向位移變化如圖4所示

圖4

活塞Y方向速度變化如圖5所示

圖5

活塞Y方向加速度變化如圖6所示

圖6

通過活塞在Y方向的位移，速度，加速度變化曲線，可以很清楚地看出機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中位移、速度和加速度的變化情況，有利于進(jìn)一步掌握機(jī)構(gòu)的性能。同時(shí)簡化設(shè)計(jì)過程，因?yàn)槟Ｐ椭蠰1的主運(yùn)動(dòng)是可以改變力的大小的，而且其他各構(gòu)件的尺寸也是可以改變的，這樣很容易就得到相關(guān)的結(jié)果。簡化了設(shè)計(jì)過程，并得到更精確的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

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