基于ADAMS的插齿机主运动机构运动仿真与优化

钱永辉

摘  要：本文利用ADAMS软件，对精密插齿机主运动机构进行运动学分析，求得影响运动特性的影响参数，建立双曲柄—曲柄滑块机构虚拟样机模型，通过对模型机构的运动仿真，获取其运动特性，根据插齿机主运动具有等速切割的特点对机构进行优化设计，达到使速度平稳的目的。

关键词：ADAMS;插齿机;仿真;优化

中图分类号：TH112          文献标识码：A            文章编号：1672-4437（2020）04-0043-03

插齿机的主运动要求有等速和急速两个特点。等速切削是为了保证插齿机在作主运动切削时，通过刀具将力与力矩传至主轴，保证切削精度，减少空行程的运动时间，提升回程速度，提高加工效率。只有这样，主传动机构才能达到最优运作状态。本文通过利用ADAMS 软件 ，建立插齿机主传机构的虚拟样机模型 ，对该机构进行运动仿真;并用ADAMS的功能对参数和设计进行优化，在不同技术要求下使设计出来的产品具有3D模型自动计算和更新的功能。

1主运动机构各点参数确立

如圖1所示，建立双曲柄--滑块机构。曲柄 装在插齿机主轴上，随着曲柄回转，通过连杆 使曲柄 转动，曲柄 和曲柄 固定连接，带动滑块做往复平行移动。

1.1机构位置分析

3 过程优化

3.1  对主运动的影响

系统在运行时，  在变化范围内变化，滑块的运动形成多个反应滑块运动状态的速度和加速度曲线，从中选取5个相对合适的曲线，如图4、图5所示。

由图5可知随着 值增大，速度曲线在冲程内由下凹逐渐变平然后上凸，样机性能从不平稳到平稳再到不平稳。为获得较好的效果， 设计参数值约在Trial_3左右，虚拟样机性能的平稳性较为理想。

其他杆件对滑块的优化同样处理。

3.2优化过程及结果

在0～2s范围内，滑块工作行程速度比较平缓，接近匀速运动，有利于加工精度的提高。加速度在0～0.5s均匀减小至零，在0.5～2s之间为零保持不变，2s后又缓慢增大，形成柔性冲击，2～3.6s回程速度和加速度均在可控范围内，且能满足急回特性的要求，效率亦有保证。

4 结语

通过建立机构模型，将约束函数与目标函数导入，运动仿真，准确得到机构运动曲线图。根据机构对滑块等速运动和急回特性的指标要求，确定各杆件对目标的影响因素，取得较为理想的数据。双曲柄滑块机构数据的合理选择，提高了插齿机平稳性及急回特性，满足了加工精度与效率要求。模型中的其他因素对运动特性也会产生影响，只有全面考虑，才能达到预期目的，后期将会进一步继续研究。

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