ADAMS仿真作业说明Word格式.docx
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序号
学号
l1（mm）
l2（mm）
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65
135
33
73
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：
：
任课教师：
日期：
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=0.0375kg·
m2，JS3=0.176kg·
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0.5，动摩擦系数0.3，试分析曲柄回转一周过程中：
（1）曲柄1与X轴正方向夹角Φ1随时间变化的关系，曲柄1转动的角速度ω1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Φ2随时间变化的关系，杆3转动的角速度ω3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0.5，动摩擦系数0.3。
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Φ1随时间变化的关系，以及杆3与Y轴反方向夹角Φ2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ω1和角加速度a1随时间变化的关系；
杆3转动的角速度ω3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Φ1随时间变化的关系
图4Φ1随时间变化图
分析：
图4所示是曲柄从初始位置开始的Φ1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0~0.4s曲线增长很慢且不稳定，这说明曲柄的角速度一直在变化，0.4s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ω1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
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，0.4s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Φ2随时间变化的关系
图8杆3与Φ2关系图
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，Φ2=81.58︒，其摆角围58.15︒~158.3︒。
4.杆3转动的角速度ω3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
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
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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