ADAMS仿真作业说明.docx
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ADAMS仿真作业说明
ADAMS仿真大作业说明
1、对象为曲柄滑块机构（如图1所示），每个同学有自己对应的参数（曲柄长度l1，连杆长度l2，偏距e），具体见附件1。
需要完成的内容有：
建模过程（包括构件、约束、驱动），仿真结果（包括随曲柄整周回转过程中滑块的位移、速度、加速度曲线；连杆中点的轨迹曲线）并分析。
图1曲柄滑块机构
2、提交作业的截止时间为第十一周第一次上课之前，由班长统一收齐电子版和纸质版。
请各位同学合理安排时间，按时完成作业并提交。
3、作业提交方式：
每人各提交1份纸质版和电子版作业。
其中，纸质版只交报告（格式见附件2）；电子版中含报告一份，ADAMS仿真源文件（*.bin），仿真动画（*.avi）。
所有文件放到一个文件夹下，文件夹名字为“学号_姓名”，比如“03_张三”。
4、文档撰写过程中，机构简图需采用微软自带的Visio软件画图，公式要采用专用的公式编辑器（如Mathtype等）。
机械原理课程组
2017年3月10日
附件1：
参数分配表
序号
学号
姓名
l1（mm）
l2（mm）
e（mm）
1
50
134
14
2
62
114
18
3
52
108
23
4
63
120
15
5
51
122
19
6
20
127
30
7
19
149
27
8
97
152
15
9
95
139
18
10
48
189
19
11
45
131
16
12
24
155
21
13
12
56
18
14
89
176
18
15
134
175
21
16
76
124
25
17
19
63
24
18
128
189
22
19
93
130
14
20
17
72
23
21
13
48
9
22
68
127
13
23
61
184
25
24
30
179
29
25
58
111
23
26
66
151
20
27
22
82
14
28
24
151
24
29
37
117
27
30
93
197
22
31
23
127
13
32
45
195
25
1
19
64
17
2
78
129
20
3
52
193
24
4
116
167
24
5
45
159
15
6
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195
18
7
17
114
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8
137
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20
9
30
171
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45
131
30
11
26
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21
12
14
51
11
13
123
163
20
14
17
116
25
15
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179
27
16
69
110
12
17
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143
27
18
20
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19
29
95
12
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99
138
16
21
45
129
22
22
18
89
17
23
104
163
28
24
20
146
15
25
62
158
29
26
98
173
16
27
23
184
23
28
13
93
19
29
68
194
29
30
67
180
22
31
57
178
23
32
65
135
30
33
27
73
10
附件2：
报告模板
机械原理课程大作业
——基于ADAMS的曲柄滑块机构动力学分析及仿真
学号：
班级：
姓名：
任课教师：
日期：
2017年3月10日
一、题目要求
采用ADAMS软件环境，建立简单机械系统的动力学模型，借助软件进行求解计算和结果分析。
以单自由度六杆复合式组合机构为对象建立其动力学模型，由静止启动，选择一固定驱动力矩，绘制原动件在一周内的运动关系线图，具体机构及参数如下。
在图1所示的六杆复合式组合机构，已知lAB=150mm，lBC=500mm，lDC=260mm，lBE=250mm，lAF=600mm，lAD=410mm，杆2和杆2’固结，BE垂直于BC，AF垂直于AD；曲柄1的驱动力矩为2000N·m，方向为逆时针，作用在A点；构件质量m1=20kg，m2=40kg，m2’=20kg，m3=30kg，m4=70kg，滑块5质量忽略不计，构件6为机架；质心位置lCS1=75mm，lCS3=130mm，质心S5在点E，构件1、3绕质心的转动惯量JS1=·m2，JS3=·m2；该机构在工作行程时滑块受到摩擦力的作用，静摩擦系数，动摩擦系数，试分析曲柄回转一周过程中：
（1）曲柄1与X轴正方向夹角随时间变化的关系，曲柄转动的角速度以及角加速度a1随时间变化的关系；
（2）杆3与Y轴反方向夹角随时间变化的关系，杆转动的角速度以及角加速度a3随时间变化的关系；
（3）滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5随时间变化的关系。
图1六杆复合式组合机构运动简图
二、建立模型
运用Link命令
创建杆1、2、2’、3、4构件。
运用Box命令
创建滑块5构建和机架6。
根据各杆长度，运用辅助Marker点
、Move
、Rotate
等命令调整各构件的相对位置，并在各构件上单击右键，在修改命令中添加构建的质量信息，以及杆1、3绕质心的转动惯量，其中滑块5的质量位0，创建完成后的机构模型如图2所示。
图2机构模型图
三、添加约束与驱动
运用Joint中的Revolute命令
在A、B、C、D、E、F点处添加铰接约束，其中杆1、杆3和滑块5均和机架6铰接，杆2和杆2’用Joint中的Fixed命令
固结在一起，形成“L”型杆。
图3添加约束与驱动图
运用Joint中的Translational命令
在滑块5添加移动约束，使杆4在滑块5上来回滑动，并右击移动副，运用JointFriction命令
添加移动副的摩擦力：
静摩擦系数，动摩擦系数。
运用Creatforces命令中的Torque命令
为曲柄1添加驱动力矩，大小为2000N·m，方向为逆时针，作用在A点上。
添加约束与驱动后的模型如图3所示。
四、进行仿真
在InteractiveSimulationControls命令
中输入EndTime=2s，Step=500，检测有无错误，完成仿真，观察机构运动情况。
五、测量构建运动参数
运用Build-Measure-Angle命令策略曲柄1与X轴正方向的夹角随时间变化的关系，以及杆3与Y轴反方向夹角随时间变化的关系。
运用Build-Measure-SelectedObject命令测量曲柄1转动的角速度和角加速度a1随时间变化的关系；杆转动的角速度和角加速度a3随时间变化的关系。
运用Build-Measure-PointtoPoint命令测量滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5随时间变化的关系。
六、查看运动曲线
运用后处理命令
查看第五步中所测量的各物理量随时间变化的规律。
1.曲柄1与X轴正方向的夹角随时间变化的关系
图4随时间变化图
分析：
图4所示是曲柄从初始位置开始的随时间变化的曲线图，从图中可以看出转角随时间越来越大，从0~曲线增长很慢且不稳定，这说明曲柄的角速度一直在变化，后曲线近似于直线，说明曲柄角速度趋于恒定。
2.曲柄1转动的角速度以及角加速度a1随时间变化的关系
图5曲柄1角速度和角加速度图
分析：
图5中红色曲线位角速度，蓝色为角加速度，角速度从0开始，后趋于稳定，这与图4结论吻合。
由图可知，在每个循环中，角速度最大时角加速度最小，用ADAMS仿真分析可知，当曲柄1转动到与杆2近似位一条直线时，角加速度最大，如图6；角速度最大位置如图7。
图6角加速度最大位置图
图7角速度最大位置图
3.杆3与Y轴反方向夹角随时间变化的关系
图8杆3与关系图
分析：
由图8可知，杆3为从动杆，其无法整周转动，只能随曲柄1的转动作往复摆动，由软件分析可知，，其摆角范围。
4.杆转动的角速度以及角加速度a3随时间变化的关系
图9杆3角速度和角加速度图
分析：
图9中，红色为曲线位角速度，蓝色曲线为角加速度。
用ADAMS仿真分析可知，当曲柄1转动到与杆2近似为一条直线时，角加速度最大，这与曲柄角加速度分析结果一致。
5.滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5随时间变化的关系
图10滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5关系图
分析：
以初始状态滑块5与杆4的重合点为原点，红色线条表示两点的相对速度v5，蓝色线条表示两点的相对加速度a5，从图中可以看出，当相对速度v5为0时，加速度a5达到最大值。
用软件分析可知，当曲柄1转动到与杆2近似为一条直线时，两点的相对速度v5最大如图11所示。
图11相对速度v5最大位置图
七、总结与感想
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