白亞瓊

摘要：針對高職《機械設計基礎》平面連桿機構中急回特性教學中，學生難以理解、學習興趣不高且效果差的狀況，提出采用ADAMS軟件為手段，以開槽機為例進行機構的運動仿真分析，分析開槽機機構的傳動角、死點位置和急回特性。借此說明，將ADAMS軟件應用高職《機械設計基礎》于教學中，能增強學生的感性認識，提高學生學習興趣，取得較好的教學效果。

關鍵詞：ADAMS;急回特性;運動仿真;開槽機

0 ?引言

高職學生對《機械設計基礎》這門課中的平面連桿機構急回特性的理解，停留在機構急回特性工作行程的速度比回程過程的速度慢。雖然我們使用了Flash動畫、視頻等多媒體方式展示其動畫過程，在一定程度上提高學生的自主學習積極性，但這些方法并未在本質(zhì)上對機械原理教學難以理解內(nèi)容做改進。而學生在學習過程中更是不會應用其它計算機輔助軟件學習機械原理中的“運動”，也就無從談及創(chuàng)新設計了。本文借助于ADAMS軟件為手段，以開槽機為例進行機構的運動仿真分析，分析開槽機機構的傳動角、死點位置和急回特性，利用ADAMS快速將頭腦中的構思以運動形式形象的表達出來，在Adams/View中的建立模型，在Adams/Postprocessor中得到機構的運動分析曲線，可形象清晰地將機構的運動狀態(tài)、傳動角變化、死點位置及急回特性展示在學生面前。

1 ?開槽機機構的建模與運動分析

如圖1所示開槽機機構，原動件BC勻速轉動，角速度？棕=2？仔 rad/s。已知a=80mm，b=200mm，lAD=100mm，lDF=400mm，其中原動件BC桿為主曲柄，AC桿為副曲柄。運用軟件 Adams 對開槽機機構進行建模，在 Adams/View 中設定各構件長度，并在連接處進行鉸鏈約束，其中在B點處為BC桿與機架的連接處定義一個伺服電動機，電動機轉速設置為 360deg/sec，運轉時間為3s。見圖2所示開槽機機構仿真模型。

從圖3中可以看出DF桿的擺角大約為29.5°，范圍從-12°至17.5°之間。從圖5、圖6可以看出在-12°或17.5°時DF桿與滑塊之間的夾角最大，也就是壓力角最大，滑塊的速度也是最大，DF桿對滑塊所受的力最大，而傳動角最小。從圖3、圖4可以看出DF桿的擺角在0°時，DF桿恰好與滑塊有兩次共線，這時滑塊的速度最小趨向于零。假如原動件不是曲柄BC桿，而是滑塊，這時就會出現(xiàn)兩個死點位置。從圖3、圖4中還可以看出DF桿的速度、加速度在工作過程或回程中變化很明顯，呈現(xiàn)出一慢一快的急回特性。

從圖7中可以看出滑塊的工作行程時間大約為0.7s，速度變化呈開口向下拋物線狀，最大值大約為480mm/s;加速度呈緩慢增加趨勢?；爻虝r間大約為0.3s，速度變化也呈開口向下拋物線狀，最大值大約為1100mm/s，可以很明顯看出滑塊的一慢一快的急回特性。而圖8中加速度在工作行程時先下降后上升呈開口向上拋物線狀，在回程起始時迅速急劇上升達到最大值8000mm/s2后短暫急劇下降和上升至加速度最大值，而后繼續(xù)急劇下降，周而復始。因此學生可以直觀的看出滑塊的速度、加速度的變化曲線，機構的急回運動的特性。

2 ?結束語

采用ADAMS對開槽機進行運動仿真，讓學生直觀的看到“運動”的機構，可形象清晰地將機構的運動狀態(tài)、傳動角變化、死點位置及急回特性展示在學生面前，使學生獲得對機構急回特性的感性認識。

參考文獻：

[1]嚴小黑.Pro/E軟件在機械原理課程教學中的應用[J].中國教育技術準備，2017（10）：50-51.

[2]劉雪揚，吳海濤，劉泓濱.基于ADAMS的擺動導桿間歇急回機構的參數(shù)化建模分析[J].新技術新工藝，2011（6）：24-26.

[3]芮執(zhí)元，魏興春，馮瑞成.基于ADAMS的虛擬樣機技術及其在機構設計中的應用[J].科學技術與工程，2006，19（6）：3111-3114.

[4]孫桓，陳作模.機械原理[M].六版.北京：高等教育出版社，2001.

[5]李增剛.ADAMS入門與實例[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006.