基于和面机三维建模的动力学分析

宋开功

（山东协和学院，山东 济南 250107）

基于和面机三维建模的动力学分析

宋开功

（山东协和学院，山东 济南 250107）

文章主要针对和面机这一常用炊具机械，从实际工作需求分析着手，基于现有产品中机体笨重，振动噪音过大等关键技术问题，依托三维建模、仿真及虚拟技术，进行二次虚拟优化设计以及动力学分析，旨在满足市场需求，推动企业创新步伐。

和面机；动力学分析；市场需求

1 引言

作为虚拟样机研究软件，ADAMS软件具有强大的运动学/动力学分析功能，但它的实体建模功能相对薄弱，文章用Pro/E建立了和面机工作装置和整机的三维实体模型，在ADAMS环境下对和面机工作装置进行性能测试，这就需要将和面机的Pro/E模型转换到ADAMS环境下。

其具体操作步骤如下：①在Pro/E中打开和面机三维实体模型的装配图；②在MECH/Pro的下拉菜单中依次选择Set Up Mechanism命令；③在Set Up Mechanism下的Rigid Bodies→Create→Automatic命令，定义模型的刚体数量；④然后在MECH/Pro的下拉菜单中，选择Interface命令 ，在Interface下选择Adams/View；⑤在A/VIEW INTERFACE下设置Geometry Quality，在命令输入窗口中要“Enter geometry Quality”，值在0～10之间，一般输入10；系统自动打开Adams/View，并同时在Adams/View中生成模型。

2 和面机运动及动力学分析

由于生产实况复杂多变，加之计算机处理速度受限，在保证模拟现实误差的许可范围内，对和面机动力学模型作如下简化处理：①针对整机与齿轮传动进行二次仿真分析；②对于整机分析，在保证二级传动传动比不变的前提下，暂时忽略齿轮传动啮合力对搅拌轴与整机分析的影响。

（1）初始条件。和面机虚拟样机仿真分析条件如表1所示。

表1 和面机虚拟样机仿真分析条件

（2）数据处理及仿真结果分析。①搅拌轴搅拌过程中的震动性分析。如图1是HMJ_model_C型搅拌轴在仿真时间t=5s，step=50步，驱动转速为1440d/min的C型搅拌轴在工作时间内Contact得到的力学曲线。②搅拌轴工作过程中的平稳性分析。图2是HMJ_model_C型搅拌轴在仿真时间t=5s，step=50步，驱动转速为1440d/min的C型搅拌轴在x方向的角速度图。在图2中C型轴在获得转速后的一段时间内（1.5～5.0s），转动速度不平稳。

图1 力学分析曲线

图2 C型搅拌轴在x方向的角速度图

通过图1可以发现，无论在Contact_1还是Contact_2的总力和总力矩整体上突变是很少的，然而在分析Contact_1和Contact_2在某个方向上的分力效果时，可以明显地发现：如在x方向上，Contact_1和Contact_2的力产生相当大的突变，两端受力不均衡，即两固定点的约束力不相一致，换句话说，和面机在工作时固定点的力发生突变，力的不断突变使整机在工作时产生震动。

［1］濮良贵，纪名刚.机械设计.第七版［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［2］吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册 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

国家级大学生创新训练项目（201613324069）。

宋开功（1982-），男，山东章丘人，主要研究方向：机电。