湖南大学ADAMS大报告A5B8题S1402W0000.docx

1、湖南大学ADAMS大报告A5B8题S1402W0000HUNAN UNIVERSITYADAMS虚拟样机技术课程报告题目 A5B8机构建模与运动和力分析 学生姓名王*学生学号S1402W0*专业班级机械7班任课老师杨华2014 年 11 月 22 日一、 题目二、 机构运动简图和自由度三、 机构建模四、 运动分析五、 静力分析(不计重力和惯性力)六、 功率分析七、 机械效率分析八、 课程学习体会和建议一、题目按分配的题目将A机构和B机构串联组成一个组合机构，要求对该组合机构作运动分析、静力分析、机械利益分析、功率分析、机械效率分析。二、 机构运动简图和自由度运动简图分析：由下图机构简图可知，A

2、5机构为行星差速齿轮机构,B8为曲柄摇杆机构，由大齿轮4高速输入，小齿轮1低速输出，齿轮1连接到B8曲柄。A5B8自由度分析：自由度F = 3n - (2pl + ph) = 2三、机构建模各杆件同一直径8mm，杆件长度满足4连杆运动学关系，杆件从左到右长度依次为50mm、150mm、125mm。齿轮参数：模数为2，Z1=16，Z2=20，Z3=30，Z4=40，压力角取20。考虑到在ADAMS中建模比较复杂，本机构全部模型均在Solidworks中建立并导出Parasolid文件，该文件导入ADAMS，给各构件赋予质量（steel）。导入到ADAMS中，添加固定副、转动副、耦合副等约束后，机

3、构能够达到运动要求，齿轮啮合正常，机构实现传递运动。四、运动分析上面表格是全部数据导入Excel的部分截图，运用表格中的数据，生成下列表格。在运动分析中，输入角速度为30。由速比曲线（输出速度/输入速度）可以很清楚是到输出部分角速度变化情况，在一个运动周期中为负方向减速-正方向加速-正方向减速-负方向加速。五、静力分析(不计重力和惯性力)在静力分析中，设定阻力矩为10NM，力比(阻力/驱动力的绝对值)曲线存在极值点，是因为驱动力存在2个零点，除了极值点外，其他力比值约为3。 在除去存在部分极值点后，可以明显的看到大部分速比值和力比值的乘积约为1。可知这个分析结果是合理的。之所以有波动，而且乘积

4、的值不为1,但接近于1的原因是系统内存在一定的测量误差。六、功率分析结果显示，在不考虑摩擦和机械损失的前提下，在该机构中输出功率和输入功率之和基本上为0，输出功率绝对值基本上等于输入功率绝对值，该结论符合能量守恒定律。七、机械效率分析在ADAMS加载摩擦力时的摩擦力常数设置ADAMS中生成的曲线Excel中生成的曲线情形1：在机构的高速部分（输入端）的某个运动副中施加摩擦力情形2：在机构的低速部分（输出端）的某个运动副中施加摩擦力上图大致认为：低速部分加摩擦力机械效率大于高速部分加摩擦力机械效率从图中可以看出低速机构添加摩擦力，对驱动影响较小，驱动力得到很好的传递；在高速机构添加摩擦，机构的机

5、械损失较多，原始驱动力较大的被削弱了，机械效率较低。可能是应该高速部分加摩擦力会引起更加明显的发热造成能量损失。八、课程学习体会和建议通过本课程的学习，我深刻体会到了虚拟样机的强大，这是这学期首次深入接触的软件，虽然我以前觉得在虚拟样机中模拟并不太现实，但是通过学习这门课程，我感觉到了只要模型设计的足够精确，并且约束和现实的差距不大，那样仿真以后的结果差距还是不大的。运用虚拟样机技术，可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期和降低开发成本，明显提高产品质量，提高产品的系统性能，获得最优化和创新的设计产品。ADAMS是目前著名的虚拟样机分析软件，运用ADAMS软件，用户可以很方

6、便地虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。虚拟样机技术的研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析，其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统及其各构件运动所需的作用力及其反作用力。虚拟样机分析软件在进行机械系统运动学和动力学分析时，还需要融合其他相关技术。一个优秀的虚拟样机分析软件除了可以进行机械系统运动学和动力学分析，还应该包含一下技术：1）几何形体的计算机辅助设计（CAD）软件和技术。用于机械系统的几何建模，或者展现仿真结果。2）有限元分析（FEA）软件和技术。可利用分析结果，确

7、定所需的外力和边界条件。3）模拟各种各样作用力的软件编程技术。4）利用实验装置的实验结果进行某些构件的建模。5）控制系统设计与分析软件和技术。6）优化分析软件和技术。通过优化分析，确定最佳设计结构和参数值。ADAMS软件是全球运用最为广泛的机械类仿真软件，ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平

8、台。所以学好ADAMS是非常有用的。经过8个星期的课堂学习以及课后模型分析练习，我掌握了ADAMS软件的最基本用法，非常高兴又基本掌握了一种非常实用的工具。此次ADAMS运动仿真分析我的题目是A5+B8。我刚开始时觉得这道题的机构很简单，传动路线也很清晰，但动手后发现这道题不是我所想象中的那么容易。一方面作为一个相对复杂的机构，我以前学习机械原理时候对于行星轮机构的学习还不够深入，理解欠缺深刻，所以在选题后我又花了不少时间重新补习相关机械知识；另一方面对于Adams使用的技巧也不甚熟练，还有很多需要学习的地方，在期间我通过很多途径查找了相关资料学习使用ADAMS。由于软件运用不熟练，经常会出现

9、错误，因此本来较轻松的事做得相对复杂了，以后还需多加熟练Adams的操作。开始时，我先创建较小的机构或者子系统进行仿真分析，然后再创建完整的虚拟样机，进行简单的仿真分析，确认连接正确后再继续进行样机建模，一步步稳步前进，最后终于完成曾一度让自己艳羡不已的简单仿真。这次ADAMS运动学仿真分析收获挺多的，总结起来如下：1、运用ADAMS软件进行仿真要有比较牢固的机械原理基础，这样才能分析清楚各部件间的约束关系。2、要有比较好的英语基础，因为ADAMS软件是全英文的，只有学好了英语才能看懂其中的各种信息。3、用ADAMS软件进行仿真最好要一步一步进行，添加一个约束或力就仿真一下，防止出错，如果你一

10、次性添加全部的约束、驱动以及仿真，一旦出现错误很难查出。 总之，这次仿真收获颇多，对ADAMS软件的应用有了更深入的了解，同时提高了自己分析机构与解决问题的能力。我感觉这个软件会对我以后的学习和工作有很大的帮助，所以虽然花费的时间有点多，但是感觉还是值得的，再次感谢老师的教诲。非常荣幸，我能选择ADAMS虚拟样机仿真这门课，也是在学习了这门课后我才开始意识到这么专业课对于我们的重要意义，这将是我们以后走上岗位不可或缺的专业技能。课后长时间的操作与练习，这次作业花费较大精力的操作，让我对ADAMS软件的使用有了一定的心得体会，现在已经能初步进行对简单机构系统的仿真。虽然目前我还无法使用ADAMS

11、软件进行较为复杂的机械系统虚拟样机仿真分析，但正如我所说的，我对ADAMS虚拟样机仿真的学习这才刚刚开始。这门知识的学习、技能的初步运用，为我开启了新的殿堂。在今后的日子里，即便课堂上的学习已经结束，我仍然会努力学习这门对于机械行业不可或缺的专业技能，争取有一天能够登堂入室。对这门课老师的讲解方法，我很喜欢。局部放大的图像让坐在后面的同学也能够仔细看清老师的操作，加深同学的记忆，为课后自己学习打下良好的基础。因此，对于这门课程，我没有什么好的建议可提，不过如果能做到去机房上课，每人一台电脑更好。ADAMS是非常有意思的一门学科，我们可以建立起任何我们想要的运动机构。在此非常感谢杨华老师手把手耐心的教导我们ADAMS的知识，最后，对杨老师这几周来对我们的教导和帮助表示感谢，感谢您这几周来为我们这些学生付出的时间和精力，老师，您辛苦了！