圆柱蜗轮减速器计算机辅助设计毕业设计

圆柱蜗轮减速器计算机辅助设计毕业设计内容摘要：

4 基于 ADAMS 的减速器虚拟样机系统性能仿真 ADAMS 软件概述 ADAMS 软件，即机械系统动力学自动分析软件 ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，是美国 MDI 公司 (Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。 目前， ADAMS 己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。 根据1999 年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料， ADAMS 软件销售总额近 8千万美元、占据了 51%的份额。 ADAMS 软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。 ADAMS 软件的仿真可用于预 测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 ADAMS 一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。 另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。 ADAMS 软件有两种操作系统的版本： UNIX 版和 Windows NT/2020版。 本书将以 Windows 2020 版的 为蓝本。 ADAMS 软件由基本模块、扩展模块、接口模块 、专业领域模块及工具箱 5 类模块组成，如表 31 所示。 用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。 表 41 ADAMS 软件模块 基本模块 用户界面模块 ADAMS／ View 求解器模块 ADAMS／ Solver 后处理模块 ADAMS／ PostProcessor 扩展模块 液压系统模块 ADAMS/Hydraulics 振动分析模块 ADAMS/Vibration 线性化分析模块 ADAMS/Linear 高速动画模块 ADAMS/Animation 本科毕业设计说明书 第 20 页 共 38页 试验设计与分析模块 ADAMS/Insight 耐久性分析模块 ADAMS/Durability 数字化装配回放模块 ADAMS/DMU Replay 接口模块 柔性分析模块 ADAMS/Flex 控制模块 ADAMS/Controls 图形接口模块 ADAMS/Exchange CATIA 专业接口模块 CAT/ADAMS Pro/E 接口模块 Mechanical/Pro 专业领域模块 轿车模块 ADAMS/Car 悬架设 计软件包 Suspension Design 概念化悬架模块 CSM 驾驶员模块 ADAMS/Driver 动力传动系统模块 ADAMS/Driveline 轮胎模块 ADAMS/Tire 柔性环轮胎模块 FTire Module 柔性体生成器模块 ADAMS/FBG 经验动力学模型 EDM 发动机设计模块 ADAMS/Engine 配气机构模块 ADAMS/Engine Valvetrain 正时链模块 ADAMS/Engine Chain 附件驱动模块 Accessory Drive Module 铁路车辆模块 ADAMS/Rail FORD 汽车公司专用汽车模块 ADAMS/Pre （ 现 改 名 为Chassis） 工具箱 软件开发工具包 ADAMS/SDK 虚拟试验工具箱 Virtual Test Lab 虚拟试验模态分析工具箱 Virtual Experiment Modal Analysis 钢板弹簧工具箱 Leafspring Toolkit 本科毕业设计说明书 第 21 页 共 38页 飞机起落架工具箱 ADAMS/Landing Gear 履带 /轮胎式车辆工具箱 Tracked/Wheeled Vehicle 齿轮传动工具箱 ADAMS/Gear Tool ADAMS 软件基本模块 用户界面模块（ ADAMS/View） ADAMS/View 是 ADAMS 系列产品的核心模块之一，采用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作、鼠标点取操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、 XY 曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。 ADAMS/View 采用简单的分层方式完成建模工作。 采用 Parasolid 内核进行实体建模，并提供了 丰富的零件几何图形库、约束库和力 /力矩库，并且支持布尔运算、支持FORTRAN/77 和 FORTRAN/90 中的函数。 除此之外，还提供了丰富的位移函数、速度函数、加速度函数、接触函数、样条函数、力 /力矩函数、合力 /力矩函数、数据元函数、若干用户子程序函数以及常量和变量等。 自 版后， ADAMS/View 采用用户熟悉的 Motif界面 (UNIX 系统 )和 Windows 界面 (NT 系统 )，从而大大提高了快速建模能力。 在ADAMS/View 中，用户利用 TABLE EDITOR，可像用 EXCEL 一样方便地编辑模型数据，同时还提供了 PLOT BROWSER 和 FUNCTION BUILDER 工具包。 DS(设计研究 )、 DOE(实验设计 )及 OPTIMIZE(优化 )功能可使用户方便地进行优化工作。 ADAMS/View 有自己的高级编程语言，支持命令行输λ命令和 C++语言，有丰富的宏命令以及快捷方便 的图标、菜单和对话框创建和修改工具包，而且具有在线帮助功能。 ADAMS/View 模块界面如图 41所示。 本科毕业设计说明书 第 22 页 共 38页 图 41 ADAMS/View 模块 ADAMS/View 新版采用了改进的动画 /曲线图窗口，能够在同一窗口内可以同步显示模型的动画和曲线图；具有丰富的二维碰撞副，用户可以对具有摩擦的二维点－曲线、圆－曲线、平面－曲线、以及曲线－曲线、实体－实体等碰撞副自动定义接触力；具有实用的 Parasolid 输入 /输出功能，可以输入 CAD 中生成的 Parasolid 文件，也可以把单个构件、或整个模型、或在某一指 定的仿真时刻的模型输出到一个 Parasolid 文件中；具有新型数据库图形显示功能，能够在同一图形窗口内显示模型的拓扑结构，选择某一构件或约束 (运动副或力 )后显示与此项相关的全部数据；具有快速绘图功能，绘图速度是原版本的 20 倍以上；采用合理的数据库导向器，可以在一次作业中利用一个名称过滤器修改同一名称中多个对象的属性，便于修改某一个数据库对象的名称及其说明内容；具有精确的几何定位功能，可以在创建模型的过程中输入对象的坐标、精确地控制对象的位置；多种平台上采用统一的用户界面、提供合理的软件文档；支持 lntel Windows NT 平台的快速图形加速卡，确保 ADAMS/View 的用户可以利用高性能 OpenGL 图形卡提高软件的性能；命令行可以自动记录各种操作命令，进行自动检查。 求解器模块 (ADAMS/Solver) ADAMS/Solver 是 ADAMS 系列产品的核心模块之一，是 ADAMS 产品系列中处于心脏地位的仿真器。 该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。 ADAMS/Solver 有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。 本科毕业设计说明书 第 23 页 共 38页 ADAMS/Solver 可 以对刚体和弹性体进行仿真研究。 为了进行有限元分析和控制系统研究，用户除要求软件输出位移、速度、加速度和力外，还可要求模块输出用户自己定义的数据。 用户可以通过运动副、运动激励，高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束。 用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。 ADAMS/Solver 新版中对校正功能进行了改进，使得积分器能够根据模型的复杂程度自动调整参数，仿真计算速度提高了 30%；采用新的 S12 型积分器（ Stabilized Index 2 intergrator），能够同时求解运动方程 组的位移和速度，显著增强积分器的鲁棒性，提高复杂系统的解算速度；采用适用于柔性单元 (梁、衬套、力场、弹簧 阻尼器 )的新算法，可提高 S12 型积分器的求解精度和鲁棒性；可以将样条数据存储成独立文件使之管理更加方便，并且 spline 语句适用于各种样条数据文件，样条数据文件子程序还支持用户定义的数据格式；具有丰富的约束摩擦特性功能，在 Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal 等约束中可定义各种摩擦特性。 后处理模块（ ADAMS/Postprocessor） MDI 公司开发的后处理模块 ADAMS/Postprocessor，用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等。 既可以在 AD。