中國科大研究生ADAMS教程機械系統(tǒng)的建模和結(jié)構(gòu)分析ppt課件

1、機械系統(tǒng)的建模和構(gòu)造分析機械系統(tǒng)的建模和構(gòu)造分析主要內(nèi)容主要內(nèi)容機械系統(tǒng)的組成機械系統(tǒng)的組成參考機架參考機架坐標(biāo)系坐標(biāo)系機械系統(tǒng)的自在度機械系統(tǒng)的自在度速度、加速度和角加速度速度、加速度和角加速度機械系統(tǒng)的組成機械系統(tǒng)的組成機械系統(tǒng)是機器和機構(gòu)的總稱，由構(gòu)件和零件組成。機械系統(tǒng)是機器和機構(gòu)的總稱，由構(gòu)件和零件組成。機構(gòu)由兩個以上具有相對運動的構(gòu)件組成，用于傳送運動機構(gòu)由兩個以上具有相對運動的構(gòu)件組成，用于傳送運動或改動運動方式。或改動運動方式。機器是由假設(shè)干機構(gòu)組成的系統(tǒng)。機器是由假設(shè)干機構(gòu)組成的系統(tǒng)。機構(gòu)的構(gòu)件既堅持接觸，又有一定的相對運動。機構(gòu)的構(gòu)件既堅持接觸，又有一定的相對運動。運動副：

2、兩構(gòu)件既堅持接觸，又有一定的相對運動的銜接。運動副：兩構(gòu)件既堅持接觸，又有一定的相對運動的銜接。參考機架參考機架參考機架：計算速度、加速度的參考坐標(biāo)系參考機架：計算速度、加速度的參考坐標(biāo)系地面參考機架：為獨立的慣性參考坐標(biāo)系地面參考機架：為獨立的慣性參考坐標(biāo)系構(gòu)件參考機架：對每一個剛體都有一個參考機架，構(gòu)件參考機架：對每一個剛體都有一個參考機架，剛體上各點相對于該構(gòu)件參考機架是靜止的。剛體上各點相對于該構(gòu)件參考機架是靜止的。坐標(biāo)系坐標(biāo)系地面坐標(biāo)系：固定坐標(biāo)系。地面坐標(biāo)系：固定坐標(biāo)系。構(gòu)件機架坐標(biāo)系：固定在構(gòu)件上隨構(gòu)件運動，構(gòu)件機架坐標(biāo)系：固定在構(gòu)件上隨構(gòu)件運動， 它相對地面坐標(biāo)系的位置和方向確

3、定構(gòu)件的位置和它相對地面坐標(biāo)系的位置和方向確定構(gòu)件的位置和方向。方向。標(biāo)志坐標(biāo)系：也稱標(biāo)志。標(biāo)志坐標(biāo)系：也稱標(biāo)志。 固定標(biāo)志：固定在構(gòu)件上，用于確定構(gòu)件的外形、固定標(biāo)志：固定在構(gòu)件上，用于確定構(gòu)件的外形、質(zhì)心、力的作用點和構(gòu)件的銜接位置。質(zhì)心、力的作用點和構(gòu)件的銜接位置。 浮動標(biāo)志：相對構(gòu)件運動，有的力和運動要用它定浮動標(biāo)志：相對構(gòu)件運動，有的力和運動要用它定位。位。坐標(biāo)系坐標(biāo)系xzyxzyxzy固定坐標(biāo)系固定坐標(biāo)系標(biāo)志坐標(biāo)系標(biāo)志坐標(biāo)系構(gòu)件坐標(biāo)系構(gòu)件坐標(biāo)系確定坐標(biāo)系的位置和方向確定坐標(biāo)系的位置和方向歐拉角法：坐標(biāo)系原點在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐歐拉角法：坐標(biāo)系原點在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，標(biāo)，三點法：三點

4、法：X-Z點法：點法：歐拉角法：歐拉角法：坐標(biāo)系原點在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)坐標(biāo)系原點在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x0,y0,z0坐標(biāo)系相對基準(zhǔn)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)角度和旋坐標(biāo)系相對基準(zhǔn)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)順序。轉(zhuǎn)順序。常用為常用為3-1-3旋轉(zhuǎn)法那么：旋轉(zhuǎn)法那么：1、2、3代表代表x 、y、z軸，軸， 3-1-3表示先繞基準(zhǔn)坐標(biāo)系的表示先繞基準(zhǔn)坐標(biāo)系的z軸旋轉(zhuǎn)，再軸旋轉(zhuǎn)，再繞基準(zhǔn)坐標(biāo)系的繞基準(zhǔn)坐標(biāo)系的x軸旋轉(zhuǎn)，最后再繞基準(zhǔn)坐標(biāo)系軸旋轉(zhuǎn)，最后再繞基準(zhǔn)坐標(biāo)系的的z軸旋轉(zhuǎn)。軸旋轉(zhuǎn)。共有共有24種組合，代表不同的旋轉(zhuǎn)方式。不能延種組合，代表不同的旋轉(zhuǎn)方式。不能延續(xù)對基準(zhǔn)坐標(biāo)系的同一軸旋轉(zhuǎn)。續(xù)對基準(zhǔn)坐標(biāo)

5、系的同一軸旋轉(zhuǎn)。三點法：三點法：不在同不斷線上的三點不在同不斷線上的三點A,B,C在定位坐標(biāo)系的在定位坐標(biāo)系的坐標(biāo)值；坐標(biāo)值；A,B,C， 3點在基準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值；點在基準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值；X-ZX-Z點法：點法：定位坐標(biāo)系原點定位坐標(biāo)系原點O在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x0,y0,z0定位坐標(biāo)系定位坐標(biāo)系x或或z軸上一點軸上一點A的坐標(biāo)的坐標(biāo)x-z平面上另一點平面上另一點B的坐標(biāo)的坐標(biāo), B 點與點與O, A不共不共線。線。機械系統(tǒng)的自在度機械系統(tǒng)的自在度自在度：機械系統(tǒng)中各構(gòu)件相對地面構(gòu)架的自在度：機械系統(tǒng)中各構(gòu)件相對地面構(gòu)架的獨立運動數(shù)。獨立運動數(shù)。n 活動構(gòu)件數(shù)，活動構(gòu)件數(shù)

6、， m 運動副總數(shù)運動副總數(shù)Pi - 第第I個運動副的約束條件數(shù)個運動副的約束條件數(shù)Qj -第第I個原動機的驅(qū)動約束條件數(shù)個原動機的驅(qū)動約束條件數(shù)S - 原動機總數(shù)原動機總數(shù)Rk 其它約束條件數(shù)其它約束條件數(shù)ksjjmiiRQPnF116系統(tǒng)的自在度系統(tǒng)的自在度 例例系統(tǒng)自在度系統(tǒng)自在度 F 0, 且且Qj= 0，系統(tǒng)蛻化為，系統(tǒng)蛻化為剛體系統(tǒng)。剛體系統(tǒng)。系統(tǒng)自在度系統(tǒng)自在度 F 0, 且且 Qj 0，闡明原動機，闡明原動機將不能驅(qū)動系統(tǒng)，或系統(tǒng)在薄弱環(huán)節(jié)將損壞。將不能驅(qū)動系統(tǒng)，或系統(tǒng)在薄弱環(huán)節(jié)將損壞。當(dāng)當(dāng)F = 0, 且且Qj 0，機械系統(tǒng)有確定運動。，機械系統(tǒng)有確定運動。當(dāng)當(dāng)F 0, 機械系統(tǒng)沒有確定的相對運動。機械系統(tǒng)沒有確定的相對運動。系統(tǒng)自在度的計算系統(tǒng)自在度的計算復(fù)合鉸鏈：復(fù)合鉸鏈：m個構(gòu)件在一處以鉸鏈聯(lián)接個構(gòu)件在一處以鉸鏈聯(lián)接部分自在度：與構(gòu)件運動無關(guān)的自在度部分自在度：與構(gòu)件運動無關(guān)的自在度虛反復(fù)約束：虛反復(fù)約束：軌跡重合軌跡重合轉(zhuǎn)動副軸線重合轉(zhuǎn)動副軸線重合挪動副導(dǎo)軌平行挪動副導(dǎo)軌平行其它反復(fù)約束其它反復(fù)約束(m-1)虛約束對剛體無影響，對柔性體可添加剛虛約束對剛體無影