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2.4 滚珠丝杠的ADAMS建模本小节将具体介绍建模的过程。首先是进入ADAMS时的选择,在gravity中选择重力模式,因为本文的机构是在有重力下工作的,所以选择普通的重力模式。在units中选择如图的单位标准。建立螺母和丝杠杆:然后进入ADAMS,在左侧的图标中选择第一排的第二个按键中的圆柱来作为滚动丝杠的杆。设置长度为700mm。由于本文分析的是滚珠丝杠整体的动力学,所以将螺母也用圆柱表示。将螺母的长度设为60mm,并与丝杠杆共轴然后选择如图第六行第三个按键使得螺母的半径减去丝杠杆的半径成为一个刚好套住丝杠杆的空心圆柱。然后在约束副中选择第四行的螺纹副,施加对象为丝杠杆和螺母并在选中螺纹副鼠标右键modify选项中的pitch中设置螺距为10mm。建立转动副: 在约束副选项中选择第一个旋转副,由于杆件的转动是相对地面的,并且主动件是丝杠杆所以施加对象设置为ground和丝杠杆。在设置完转动副后,由于本文研究的主要对象是滚珠丝杠,所以只需要画出滚珠丝杠杆。但缺少了动力源,所以我们在转动副上加一个转动的驱动。驱动的添加是在图标中添加。值得注意的是转动副的初始设定是绕z轴转动,但我们要使得丝杠杆转动需要设定转动是绕x轴转动就需要对转动副的方向做一个调整。具体过程为鼠标右键选择转动副点击modify按键在图标中点击图标中的y方格就可以使得转动副的方向转动为绕x轴的转动 。建立圆柱副:由于单独的在螺母和丝杠杆间建立螺纹副,只能使得螺母在丝杠杆的带动下转动而不能变成直线运动。所以要在螺母和丝杠杆之间加一个圆柱副保证他们能有水平方向的相对移动。在约束副选项中选择第三行的第一个圆柱副,施加对象就定为螺母和丝杠杆。在选择对象前先在圆柱副的下拉选项中选择如下的设置,这是因为本文作者在实践中做的一个优化的选择,因为如果不选择normal to grid这个选项会出现让你在选择完两个对象后选择运动的方向,而如果你的方向选择错误则不能仿真。而圆柱副作为一个带动螺母的副,它本身的运动方向是由丝杠杆决定的,而丝杠杆的运动方向是转动副和驱动力决定的,因为螺母是从动件所以没必要设置运动方向。如果设置了反倒容易出现错误所以本文作者就采取不设置方向的方法。圆柱副其实和移动副是同样的效果,在网上也有人提出用移动副,甚至用设置驱动力的方法来实现螺母的水平移动。所以不见得一定要用圆柱副,但圆柱副的实现比较容易也比较易懂,所以本文采取此方法。建立固定杆:在建立的以上的各种构件和约束后,模型初具规模。此时仿真会发现在丝杠杆带动下螺母确实是有水平的运动,但不单是水平的运动,它还饶x轴转动。这就不符合我们仿真的初衷,因为在机床上螺母一般是固连一个载物台,但螺母的转动就意味着工作台不能正常工作。所以我们要固定住螺母让它不再转动。本文作者的做法是用一根半径短但较长的圆柱作为固定杆去约束螺母的转动。具体做法和建立螺母的做法一样。首先建立一个细长的圆柱穿过螺母的上部分的实心处,再用图标将螺母和细长圆柱的重合部分变成空心的,且正好细长圆柱和螺母帖住,使得螺母在工作状态下上下不至于有过大的震动。图标的作用其实就是减去两物体的重合部分。光有这跟细长圆柱是没有用处的,因为如果不固定细长圆柱,那么就会变长螺母带动它一起转动。所以我们要把细长圆柱和大地固定、锁定住。在约束副选项中选择图标对象设置成细长圆柱和ground。此时在仿真螺母就只会做水平移动而不会转动。小结:本小节粗略的描述了模型的建立过程,在ADAMS中约束的建立是非常重要的,而本文研究的对象是滚珠丝杠进给机构这个整体,所以完全可以只用两根圆柱代表螺母和丝杠杆,而滚珠就不用刻意的去刻画。从而简化了画图,如果对细节有刻画的必要,可以考虑用其他画图软件画图导入ADAMS中分析的方法。因为ADAMS画图功能相对不强画起来也非常不方便。在导入后添加约束的方法就如本文所述。在建立滚珠丝杠中最难的部分是对螺纹副的建立,关键在于方法的选择和理解,很多人都不太会用螺纹副。本文作者也在网上参考了不少别人的方法和建议,在独自实践中确定了本文的方法。
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