旋轉副
關注創建者：一棵歪脖樹 創建時間：2019-12-30
旋轉副的視頻教程
ADAMS全面學習視頻基礎模塊
1、 定義運動副-低副 固定副、旋轉副、滑移副、圓柱副、球鉸副、胡克副（萬向節）、螺桿副 2、 定義運動副-基本副 平行約束、垂直約束、方向約束、點面約束、點線約束 3、 定義運動副-耦合副（齒輪副、耦合副(皮帶輪、鏈輪、滑輪)） 4、 定義運動副-特殊副（高副）（點-線副、線-線副） 5、 定義運動副-機械手旋轉副（實例） 6、定義運動副-關節球鉸副（實例） 7、 定義運動副-齒輪傳動（實例） 8
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汽車100%正面碰撞流程
課程中包括了底盤的剛性連接的建立、球鉸和旋轉副的建立、接觸的設置和剛性墻的建立，同時包括參數卡片的設置。（各公司的參數設置各有不同，僅供參考）。在此申明本教程僅用于操作教學，不涉及任何的公司的機密。（關于評價標準各公司也會存在出入）。評價標準參考GB11551-2014、GB11557-2011、GB15086-2006內的內容。
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旋轉副的實例教程
新版的19.0增加了在ExplicitDynamic中的接觸副，比如旋轉副，移動副等，之前的版本只能有彈簧單元。之前顯示動力學模塊是不支持子彈沖擊可旋轉物體的，只能將其固定，對于一些旋轉剎車供參考。
需要的話可以下載付費的源文件
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。
展開 最終建立好如下的齒輪組：
（2）建立半軸及齒輪箱
建立半軸的過程主要通過建立圓柱連桿，然后通過布爾操作(半軸與行星輪)及固定約束（齒輪箱與從動輪）：
（3）約束副的建立
如下圖所示：1、5兩個旋轉副為半軸齒輪與地面建立的旋轉副，2、3兩個旋轉副為齒輪箱與行星齒輪建立的旋轉副，4為驅動齒輪與地面建立的旋轉副，6為從動齒輪與右側半軸建立的旋轉副。
2.差速器仿真
如下圖所示，在驅動軸上加驅動，此時兩個半軸所處的環境一樣，兩半軸轉速是相同的。
如下動圖所示：行星齒輪不相對齒輪箱轉動，而兩個半軸齒輪轉速相同，這種情況模擬了車輛理論直行的情況。
在下圖中，左半軸加一定數值的驅動，而右半軸不加，模擬兩輪所示環境不同(轉彎等路面)
通過仿真，動圖如下，這時，兩行星輪開始工作，從而使得兩半軸齒輪的轉速不同。
3.四輪后驅動小車模型建立
建立好的模型如上圖所示，首先左右半軸齒輪兩端建立輪胎模型(輪胎與半軸齒輪通過固定副相連)，上文中建立了兩半軸與地面的旋轉副，在該模型上需要刪除，然后如上圖中間黃色球所示，建立一個車架，并建立兩半軸齒輪與車架的旋轉副，同理，刪除原有驅動軸與地面的旋轉副，建立驅動軸與車架的旋轉副。
展開 本實例在recurdyn中實現牛頭刨床剛柔耦合分析，其中將主動搖桿定義為柔性體，柔性體通過在ANSYS中劃分網格導出CDB文件后將CDB文件導入recurdyn中與其他剛體搖桿和擺件進行約束副施加。(模型尺寸非實際尺寸，僅用于本實例的建模過程講解。)
各部件之間的運動副如下：
1) 主動搖桿與地面（ground）之間為旋轉副（鉸接）；
2) 被動搖桿與地面（ground）之間為旋轉副（鉸接）；
3) 主動搖桿與滑塊1之間為旋轉副（鉸接）；
4) 被動搖桿與滑塊1之間為移動副；
5) 被動搖桿與滑塊2之間為旋轉副（鉸接）；
6) 擺件與滑塊2之間為移動副；
7) 擺件與地面（ground）之間為移動副。
展開 答案：有三種方法，
a) 在裝配時勾選Automatic Sprocket Alignment，能自動旋轉鏈輪以與鏈節想嚙合；
b) 裝配完成后使用Basic Object Control工具旋轉鏈輪，調節鏈輪與鏈節之間的嚙合關系，不要讓輪齒和鏈節之間存在干涉。
c) 我們可以使用平移功能來移動Link。讓Link與鏈輪的分開，因為Link通過Bushing Force連接，一旦仿真開始，Link將移回其初始位置。通過這種方式，可以避免初始穿透。
若兩種方法都無法實現嚙合，說明設計參數有問題，需要修改齒數或者節距。
2. 履帶和鏈輪已經嚙合了，但是仿真一開始還是報錯發生了穿透干涉，是什么原因？
答案：如果先鏈輪上定義旋轉副，再使用Basic Objeat Control對鏈輪進行旋轉，則需要重新定義旋轉副或者單擊Copy Base to Action功能，因為在旋轉鏈輪時，旋轉副的Action marker也會變化，因此在仿真的第一步，鏈輪會在旋轉副的作用下回到原先干涉的位置，所以才會導致仿真失敗，同樣報錯發生穿透。
未完待續...
如需獲得該手冊完整文檔，請在公眾號中發送“履帶糾錯手冊”獲取下載鏈接。
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旋轉副的最新內容
</p><p><strong>Step2 施加關節剛度</strong>：在旋轉副位置施加旋轉襯套力，模擬關節的旋轉剛度與阻尼。。</p><p><strong>Step3 目標牽引</strong>：在末端執行器與目標點之間創建一個6自由度的襯套力。設置該襯套具有極大的平移和旋轉剛度，使其充當一個強力“虛擬彈簧”，將末端執行器拉向目標點；同時設置適當的阻尼系數以吸收能量，消除振蕩，確保系統收斂。
3、定義約束：根據運動關系對關鍵部件添加約束，絲杠（Shaft）與Ground旋轉副，循環器（Return Mechanism）與螺母（Nut）固定副，螺母上端固定裝置固定副，使用Cmotion（G）限制固定裝置的旋轉運動。
4、建立滾道面：為絲杠、循環器、螺母創建接觸面，分別拾取其可能與滾珠接觸的面，創建為FaceSurface1。
</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/d5d937a587402f25fced34cb1d97d08f.png"></p><p>5.2.3 連接副設置</p><p>在連桿左端設置四個接地旋轉副，旋轉副的定義即為保留Z方向的轉動自由度，限制其余自由度，如下圖所示。
變速箱齒輪系統中，主要為各個齒輪添加旋轉副，齒輪和齒輪軸之間添加固定副約束，傳遞齒輪之間建立齒輪副，各個齒輪之間創建接觸力。
從動件的點選擇需要選擇兩個及以上的點，如果有接觸點，可以直接選擇接觸點，沒有接觸點可以選擇從動件上的任意兩個點，但是要在后面的偏置中輸入偏移量，該偏移量的距離為所選點的位置到凸輪外表面的直線距離）
3、創建其它運動副
根據各個部件間的運動關系建立運動副（具體可參考模型文件），在該仿真中一共涉及以下幾個運動副，各個運動副可參考模型文件：
鉸鏈關節（Hinge Joint）：也被稱為旋轉副
答案：如果先鏈輪上定義旋轉副，再使用Basic Objeat Control對鏈輪進行旋轉，則需要重新定義旋轉副或者單擊Copy Base to Action功能，因為在旋轉鏈輪時，旋轉副的Action marker也會變化，因此在仿真的第一步，鏈輪會在旋轉副的作用下回到原先干涉的位置，所以才會導致仿真失敗，同樣報錯發生穿透。
未完待續...
2．2 連接設置
由于此產品需進行運動分析，故設置完模型后需 進行運動副連接設置，根據 ADAMS 軟件運動庫內 容，裝配體主要由旋轉副、移動副、固定副組成，具體 類型及相關構件信息見表 2。
將Degree轉換為Radian的函數
應用于Revolute Joint(旋轉連接副) 等旋轉相關的建模要素時可以使用
輸入 : akispl(time, 0, 1, 0) * DTOR
參考事項 : DTOR
3.
活塞桿端和銷軸使用了直線副，其他銷軸使用了旋轉副，轉動軸承螺栓用襯套模擬，并在履帶與地面及鏟斗與地面設置了接觸，使用腳本進行仿真，進而獲取真實的運動。
根據測試及經驗，團隊確定了兩種載荷工況。一種是轉動-碰撞，能夠產生側向載荷；一種是釋放-抓取，能夠產生縱向載荷。
在基架與地之間添加固定副，在關節1、關節2、關節3、關節4、關節5及關節6添加旋轉副（revolute joint），如圖2所示。在添加運動約束的時候，會產生I-Marker和J-Marker兩個坐標系[1,2]，調整這兩個坐標系的方向，使其符合D-H參數[3]。表1所示為所建模型的D-H參數表。
