ADAMS耦合副的說明及使用
耦合副的說明及使用
本篇文章主要說明耦合副如何使用以及通過狀態函數來模擬耦合的功能。
1.舉例說明耦合副的使用方法
首先,耦合副主要作用對象是約束副(主要作用對象為移動副、旋轉副、圓柱副),通過設定一定的比例關系,來控制不同約束副間的相對運動。
A.旋轉副之間的耦合
比如對兩個的旋轉副來說,添加耦合副相對于在旋轉副之間建立相應的傳動關系,如下圖,在兩個旋轉副之間建立一定比例的耦合副,其中一個作為驅動,另一個按比例耦合:
耦合副的比例關系如下式所示:
當Scale=-1和1時,兩個旋轉副轉動的角度一樣:
當出現三個旋轉副通過一個耦合副連在一起時,如下圖:首先,由于驅動副在joint_1上,所以joint_1的旋轉角度是一定的,當Scale分別為-1(驅動)、1(從動)、2(從動)時,實際上Joint_2和Joint_3以1:2的比例旋轉一定角度,并且兩者旋轉的角度和等于Joint_1旋轉的角度。
后處理結果中,Joint1的旋轉角度為450°,Joint_2的角度為90°,Joint_3的角度為180°,符合上文分析規律。
一個耦合副,控制三個旋轉副時,除作為驅動的旋轉副外,剩余兩個存在一定的比例關系,且受驅動旋轉副的約束,為了避免這種約束,可以建立兩個耦合副,這樣就可以實現三個旋轉副以任意比例旋轉了,如下圖:
B.旋轉副與移動副之間的耦合
旋轉副與移動副之間的耦合類似于渦輪蝸桿的作用,由旋轉變為平動,同時傳動關系也是滿足上文中的公式,但是這種傳動關系中,旋轉角度為弧度單位。
從下圖可以看出,轉動的弧度和移動的距離一樣(Scale是-1和1):
2.用狀態變量模擬不同傳動比的運動
除了用耦合副模擬約束副之間的傳動關系,還可以用狀態變量來模擬運動關系。首先建立旋轉件,并加上驅動(默認值即可)。
然后建立關于左邊第一個件旋轉角度的狀態變量函數:
然后修改右邊驅動副,將驅動函數設置為0.5*VARVAL(VARIABLE_1),其中VARVAL表示讀取狀態變量的值,不同的傳動比可以在函數前面加相應的系數:
完成后,如下圖所示,通過該方法設置驅動,左邊的旋轉速度是右邊的2倍:
在實際應用中,可以用這兩種方法模擬傳動系統的運動關系,如齒輪系統、轉向系統等。
END
文章來源: ADAMS及ANSYS等機械仿真
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