Chapter 3第3章 ADAMS/View的约束• 约束是用来限制和定义ADAMS中各零件的位 置和运动，模拟机械的实际运行状况，组成完 整的机械系统为后续分析作准备在建立好零 件的几何模型后，接下来就要定义约束 • ADAMS/View的约束可以分为四类： 1. 运动副约束（Joints） 2. 基本约束（Joint Primitives） 3. 运动约束（Motion Generators） 4. 高副约束（Higher Pair Constraints） 1-Chapter 3• 约束工具打开方式：主工具箱的连接工具集包含大部分常用的 约束命令，而由Build菜单获得的连接对话 框含有所有约束命令也可在连接工具集中 点击图标 ，进入连接对话框2-Chapter 3约束分类3:接点介绍-有 4 大类的约束….运动副约束基本约束运动约束高副约束Add-on (复杂) 约束 .3-Chapter 33.1、运动副约束（Joints）ADAMS/View总共有11种运动副，通过运动副 来实现约束，运动副在现实中都能找到与其 对应的物理模型，如铰接副、移动副等每 施加一个运动副可把两个零件联系起来，被 连接的零件可以是刚体、柔性体和点质量， 运动副可以放置在模型中的任何位置。
这11 种运动副中Gear和Coupler又称为复杂运动 副，其余为简单运动副，复杂运动副通过对 简单运动副的组合间接的把零件连接起来4-Chapter 3运动副约束5-Chapter 36-Chapter 3名 称图标说 明铰接副 Revolute允许2个零件相对转动，去除2个旋转和3个 移动自由度移动副 Translation al允许2个零件相对移动，去除3个旋转和2个 移动自由度圆柱副 Cylindrical允许2个零件相对移动或转动，去除2个旋 转和2个移动自由度球副 Spherical允许2个零件相对转动，去除3个移动自由 度平面副 Planar允许2件在一平面内运动，去除2个旋转和3 个移动自由度运 动 副 约 束7-Chapter 3名 称图标说 明恒速副 Constant Velocity限定两个旋转运动等速，去除1个旋转和3 个移动自由度万向节 Hooke/Univ ersal旋转运动在两个零件间传递，去除1个旋 转和3个移动自由度螺旋副 Screw允许一个零件相对于另一个零件的轴线旋 转，并且有轴向移动需定义螺距值正 螺距值创建右手螺纹去除2个旋转和3个 移动自由度 齿轮副Gear复杂运动副，把3个零件和2个简单运动副 连接起来形成齿轮运动和其它类型的运动关联副 Coupler把2个或3个简单运动副连接起来实现运动 或能量的传递 固定副 Fixed把2个零件固连在一起运 动 副 约 束8-Chapter 3•三种连接构件方法的选择 （1） 1个位置（1location)(2) 2个构件1个位置（2bodies-1location)(3) 2个构件2个位置（2bodies-2location) •两种连接方向的选择 （1） 栅格方向（Normal to Grid） （2） 选取方向（Pick Feature） •一般连接约束副的创建方式(JOINT_1) （1）点选所需的连接约束图标； （2）确定连接构件的方法和选择连接方向； （3）依次选择相互连接的构件1、构件2、连接位置、连接方向。
•举例施加齿轮副齿轮副由两个齿轮、一个连接支架和两个连接副组成在两齿轮 的啮 合点上设置速度标记（坐标系标记），齿轮副中的连接副可以是铰 接接 棱柱副、圆柱副，模拟圆柱齿轮、斜齿轮、行星齿轮、锥齿轮和齿 条连接方法：9-Chapter 3齿轮副创建方法： （1）设置个齿轮的连接副； （2）设置数度标记；a 计算齿轮啮合点的坐标，b 点击图标 ，点击啮合点c 修改速度标记的坐标和方向，Z轴方 向应指向齿轮啮合点的运动方向 （3）选择齿轮副 ，出现对话框：在 后面输入两个齿轮 连接副的名称，两名称中间用“，”连接也可右击输入框，在出现的 浮动菜单中选择Joint、Pick （在模型中选择连接副）， 或选择Browse…，在数据导 航对话框中选择连接副在速度标记命令 后面输入速度标记名称 也可以右击输入框，选择 10-Chapter 3Marker,Pick或Browse选择速度标记名称点击 ，完成齿轮副的创建 • 举例施加关联副对于皮带轮、链轮和滑轮可用关联副进 行仿真。
（1）建立各轮的连接副； （2）点击带轮工具图标 ； （3）先选择主动轮，再选择从动轮； （4）若有三个皮带轮，启动修改皮带轮对话框，进行修 改11-Chapter 33.2、基本约束（Joint Primitives） • ADAMS/View提供了5个基本约束，基本约束 对零件的相对运动进行了限定，如限定两个 零件必须平行运动，或者是限定它们的运动 路线相互垂直等基本约束在现实中没有物 理原型，通过基本约束的组合可以产生定义 与运动副约束相同的约束，也可实现运动副 约束无法实现的复杂约束 12-Chapter 3名 称图标说 明平行约束 Parallel Axes约束构件1的连接点，只能沿着构件2连接点标 记的Z轴运动去除2个旋转自由度垂直约束 Perpendicu lar约束构件1的Z轴始终垂直于构件2的Z轴，即： 约束构件1只能绕构件2的二个轴旋转去除1 个旋转自由度 方向约束 Orientatio n限定两个零件的零件坐标系坐标轴同向，不能 相对旋转，去除3个旋转自由度点面约束 Inplane限定一个零件在另一个零件的某个平面上运动 ，去除1个移动自由度点线约束 Inline限定第一个零件沿第二个零件上的某条直线运 动，去除两个移动自由度13-Chapter 3基本约束(cont…)3:接点介绍-先、后关系 !注意DescriptionDOF removedInLine 一个点只能沿着直线移动2 TranslationalInPlane 一个点只能沿着指定的 平面移动1 TranslationalOrientation 一个坐标系不能旋转Parallel Axis 一个坐标系可以对一个 轴旋转3 Rotational2 RotationalGraphicFirst partSecond partFirst partSecond partFirst partSecond partFirst partSecond partPerpendicular 一个坐标系可以对两个 轴旋转1 RotationalSecond partFirstpartij14-Chapter 3基本约束方法（1）在Bulid菜单中选择Joints，显示连接对话框，选择有关约束工具 ；（2）在设置栏中选择连接构件的方法（3种，New,add ,ground）；（3）选择连接方向（2种，栅格方向或选取方向）； （4）选择1个或2个构件；（5）确定连接点的位置；（6）选取连接方向15-Chapter 33.3、运动约束• 运动约束通过对模型施加运动来实现对模型的 约束，一旦定义好运动后，模型就会按照所定 义的运动规律进行运动，而不考虑实现这种运 动需要多大的力或力矩。
ADAMS/View定义了两 种类型的运动约束：运动副运动和点运动 • 运动副运动是在已有运动副（铰接副、移动副 、圆柱副）上进行添加，有移动和转动两种， 带动零件作相应的移动和转动，每施加一个运 动约束模型去除一个自由度 • 点运动有单向点运动和一般点运动前者可定 义两个零件沿着一个轴移动或转动，后者可定 义两个零件沿三个坐标轴的移动或转动，拥有 全自由度16-Chapter 3ADAMS 的运动产生器4:物体运动行为与负载-ADAMS/View 提供两种运动方式.接点运动.使用接点位置定义相对运动的方向删除一个 DOF具有两种方式.平移(Translational) 接点运动旋转( Rotational)接点运动一般(Point) Marker-Based 运动.使用 CSMs 的位置与座标系去定义相对运动删除 1到6 个 DOF (rot. and/or trans.)Motion产生器需为 位移、速度、加速度 之时间函数, 如 M(t)=360d*time17-Chapter 31 运动的类型和定义值（1）连接运动：定义铰接副、棱柱副和圆柱副中的移动和转动，每 一个连接运动约束一个自由度。
2）点运动：定义两点之间的运动如圆柱副、球副等约束连接的相对运动（1）约束移动运动 单位：mm/sec（2）约束转动运动 单位：deg/sec3.约束点运动 （1）单点运动： 指定两个构件沿1根周移动或转动 （2）一般点运动： 指定两个构件沿3根周移动或转动18-Chapter 3在 ADAMS 公式编辑器的使用公式编辑器可用于定义参数的输入运动方程式的定义为位移, 速度, 加速 度的时间函数, 如下式所示：STEP(time,0,0,1,1)*20d*sin(2*pi*t ime)在 ADAMS 中几乎可以产生任何的方程 序，包含微分方程序等： -- 语法使用Fortran 77表示法4:物体运动行为与负载-19-Chapter 3Function Builder 元件Function Builder 编辑器函数分类内建函数 或 自订函数基本算术运 算子4:物体运动行为与负载-绘图Plot功能，必须在有设定motion F(time)下才能运作20-Chapter 33.4、高副约束 两个构件通过点或线的接 触组成的运动副称为高副 ，在ADAMS/view中指的是 凸轮机构，包括点线凸轮 机构和线线凸轮机构。
21-Chapter 3• 凸轮机构• 尖底凸轮机构（约束2的移动自由度）和曲底凸轮机构 （约束3个位自由度）产生凸轮机构的方法： （1）选择尖底凸轮工具图标 ，或平底凸轮工具图标 （2）对尖底凸轮选择从动轮上的触点，或对曲底凸轮选 择从动轮上的曲线 （3）选择凸轮的的轮廓曲线 完成后可利用修改对话 框，修改凸轮的触点或曲线、设置初始条件22-Chapter 3注意： （1）使用足够多的点来定义曲线 （2）尽可能使用封闭曲线 （3）曲线应包括凸轮运动的全部范围 （4）避免将初始触点定义在曲线的节点附近 （5）避免曲底凸轮机构产生一个以上的触点 （6）可以使用一条曲线定义多个接触约束23-Chapter 3碰撞限制 -- Pin-In-Slot Cams碰撞限制包含：Pin-in-slot CamsCurve-on-curve Cams移除两个DOF构成元件：两个物件第一个物件 -- 接触点第二个物件 -- 曲线一个接触点一条曲线 一般应用于点对边缘接触或销对槽接触的凸轮设 计（point-edged cam-follower system and pin-in -slotsystem) Be careful with open curves!! If point goes off either end, simulation will fail. It is better to use closed curves where possible Pin-in-slot Cams3:接点介绍-24-Chapter 3物件的接触碰撞固定于曲线之间，因此，碰撞 点不会离开曲线。
移除两个DOF构成元件两个物件两条曲线一般应用于凸轮对凸轮的系统碰撞限制 -- Curve-On-Curve Cams Curve-on-curv。