宋開(kāi)功

（山東協(xié)和學(xué)院，山東 濟(jì)南 250107）

基于和面機(jī)三維建模的動(dòng)力學(xué)分析

宋開(kāi)功

（山東協(xié)和學(xué)院，山東 濟(jì)南 250107）

文章主要針對(duì)和面機(jī)這一常用炊具機(jī)械，從實(shí)際工作需求分析著手，基于現(xiàn)有產(chǎn)品中機(jī)體笨重，振動(dòng)噪音過(guò)大等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，依托三維建模、仿真及虛擬技術(shù)，進(jìn)行二次虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì)以及動(dòng)力學(xué)分析，旨在滿足市場(chǎng)需求，推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新步伐。

和面機(jī)；動(dòng)力學(xué)分析；市場(chǎng)需求

1 引言

作為虛擬樣機(jī)研究軟件，ADAMS軟件具有強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)分析功能，但它的實(shí)體建模功能相對(duì)薄弱，文章用Pro/E建立了和面機(jī)工作裝置和整機(jī)的三維實(shí)體模型，在ADAMS環(huán)境下對(duì)和面機(jī)工作裝置進(jìn)行性能測(cè)試，這就需要將和面機(jī)的Pro/E模型轉(zhuǎn)換到ADAMS環(huán)境下。

其具體操作步驟如下：①在Pro/E中打開(kāi)和面機(jī)三維實(shí)體模型的裝配圖；②在MECH/Pro的下拉菜單中依次選擇Set Up Mechanism命令；③在Set Up Mechanism下的Rigid Bodies→Create→Automatic命令，定義模型的剛體數(shù)量；④然后在MECH/Pro的下拉菜單中，選擇Interface命令 ，在Interface下選擇Adams/View；⑤在A/VIEW INTERFACE下設(shè)置Geometry Quality，在命令輸入窗口中要“Enter geometry Quality”，值在0～10之間，一般輸入10；系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)Adams/View，并同時(shí)在Adams/View中生成模型。

2 和面機(jī)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)分析

由于生產(chǎn)實(shí)況復(fù)雜多變，加之計(jì)算機(jī)處理速度受限，在保證模擬現(xiàn)實(shí)誤差的許可范圍內(nèi)，對(duì)和面機(jī)動(dòng)力學(xué)模型作如下簡(jiǎn)化處理：①針對(duì)整機(jī)與齒輪傳動(dòng)進(jìn)行二次仿真分析；②對(duì)于整機(jī)分析，在保證二級(jí)傳動(dòng)傳動(dòng)比不變的前提下，暫時(shí)忽略齒輪傳動(dòng)嚙合力對(duì)攪拌軸與整機(jī)分析的影響。

（1）初始條件。和面機(jī)虛擬樣機(jī)仿真分析條件如表1所示。

表1 和面機(jī)虛擬樣機(jī)仿真分析條件

（2）數(shù)據(jù)處理及仿真結(jié)果分析。①攪拌軸攪拌過(guò)程中的震動(dòng)性分析。如圖1是HMJ_model_C型攪拌軸在仿真時(shí)間t=5s，step=50步，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速為1440d/min的C型攪拌軸在工作時(shí)間內(nèi)Contact得到的力學(xué)曲線。②攪拌軸工作過(guò)程中的平穩(wěn)性分析。圖2是HMJ_model_C型攪拌軸在仿真時(shí)間t=5s，step=50步，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速為1440d/min的C型攪拌軸在x方向的角速度圖。在圖2中C型軸在獲得轉(zhuǎn)速后的一段時(shí)間內(nèi)（1.5～5.0s），轉(zhuǎn)動(dòng)速度不平穩(wěn)。

圖1 力學(xué)分析曲線

圖2 C型攪拌軸在x方向的角速度圖

通過(guò)圖1可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在Contact_1還是Contact_2的總力和總力矩整體上突變是很少的，然而在分析Contact_1和Contact_2在某個(gè)方向上的分力效果時(shí)，可以明顯地發(fā)現(xiàn)：如在x方向上，Contact_1和Contact_2的力產(chǎn)生相當(dāng)大的突變，兩端受力不均衡，即兩固定點(diǎn)的約束力不相一致，換句話說(shuō)，和面機(jī)在工作時(shí)固定點(diǎn)的力發(fā)生突變，力的不斷突變使整機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)。

［1］濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［2］吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版［M］.北京：高等教育出版社，1999.

Dynam ic Analysis Based on 3D M odeling of Facade M achine

SONG Kai-gong
（Shandong Xiehe University，Jinan，Shandong 250107，China）

This paper mainly focuses on the common cooking equipment，which is based on the analysis of the actual work demand.Based on the key technical problems such as bulky and excessive vibration noise in the existing products，the paper focuses on second virtual optimization design and dynamic analysis relying on the three-dimensional modeling，simulation and virtual technology，designed to meet market demand and to promote the pace of enterprise innovation.

surface machine；dynamic analysis；market demand

TS972.21

A

2095-980X（2017）06-0096-01

2016-05-14

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（201613324069）。

宋開(kāi)功（1982-），男，山東章丘人，主要研究方向：機(jī)電。