完整word版adams曲柄滑块机构实例仿真.docx

1、完整word版adams曲柄滑块机构实例仿真题 6-6 图为开槽机上用的急回机构。原动件BC匀速转动，已知 a80mm， b200mm，l AD 100mm ， l DF400mm 。原动件为构件 BC，为匀速转动，角速度2 rad / s。对该机构进行运动分析和动力分析。题6-6图在本例子中 ,将展示在 ADAMS 中可以先用未组装的形式构造急回机构的各个部件，然后在仿真前让这些部件自动地组装起来，最后进行仿真。这种方法比较适合构造由较多部件组成的复杂模型。创建过程启动 ADAMS双击桌面上 ADAMS/View 的快捷图标 , 打开 ADAMS/View 。在欢迎对话框中选择“ Creat

2、e a new model”，在模型名称 （Model name ）栏中输入： jihuijigou ；在重力名称（ Gravity ）栏中选择 “ Earth Normal (-Global Y) ”；在单位名称（ Units ）栏中选择“ MMKS mm,kg,N,s,deg”。如图 1-1 所示。图 1-1 欢迎对话框1 设置工作环境2.1 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在 ADAMS/View 菜单栏中，选择设置（ Setting）下拉菜单中的工作网格（ Working Grid ）命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸( Size)中的 X 和 Y 分

3、别设置成 750mm 和 1000mm，间距（ Spacing）中的 X 和 Y 都设置成 10mm。然后点击“ OK ”确定。如图 2-1 所表示 。2.2用鼠标左键点击动态放大（Dynamic Zoom ）图标，在模型窗口中，点击鼠标左键并按住不放，移动鼠标进行放大或缩小。2.3用鼠标左键点击动态移动（Dynamic Translate）图标，在模型窗口中，按住鼠标左键，移动鼠标选择合适的网格。创建机构的各个部件3.1 在 ADAMS/View 零件库中选择连杆（ Link ）图标，长度为 200mm( b 200mm )，其他参数合理选择。如图3-1 所示。在 ADAMS/View 工作

4、窗口中先用图 2-1设置工作网格对话框鼠标左键选择点（ -80,0,0） mm(该点的位置可以选择在其他地方) ，然后按照和题目中差不多的倾斜角，点击鼠标左键（本题选择点（ -200,160,0） mm)，创建出主曲柄 BC（PART_2 ）。如图 3-2 所表示。3.2 在 ADAMS/View零件库中选择连杆图 3-1 设置杆选项（ Link ）图标，参数选择如图 3-3所示。在工作窗口图 3-1 设置杆选项图 3-2 创建的主曲柄 BC中先用鼠标左键选择原点（ 0,0,0）mm(根据上面创建的主曲柄BC 的位置和题中的条件,副曲柄 AC 的位置是唯一的 ) ，然后按照和题目中差不多的倾斜

5、角，点击鼠标左键（本题选择点（-230,290,0 ）mm），创建出副曲柄 AC （PART_3 ）。如图 3-3所表示。23.3 该步骤将创建主、副曲柄之间的连接部分 C，在 ADAMS/View 零件库中选择连杆（ Link ）图标，参数选择如图 3-4所示。在 ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键在主曲柄（ PART_2 ）和副曲柄（PART_3 ）之间任意选择一点（本题选择点 (-270,190,0)），并与副曲柄（ PART_3）近似平行，点击鼠标左键连接部分 C（PART_4 ）创建图 3-3创建的副曲柄 AC出来，如图 3-5 所示。图 3-4设置杆选项图 3-5 创建的连

6、接部分 C3.4 在 ADAMS/View 零件库中选择连杆（ Link ）图标 ，参数选择如图 3-6 所示。在 ADAMS/View 工作窗口中，用鼠标左键在副曲柄上侧的区域任意选择一点（本题中选择点（ 30,100,0） mm），并使连杆垂直向上，然后点击鼠标左键确定。连杆 DF （PART_5 ）创建出来，如图 3-7 所示。图 3-6 设置杆选项图 3-7 创建的连杆 DF3图 3-8 设置长方体参数3.5 在 ADAMS/View 零件库中选择长方体（ Box）图标 ，参数选择如图 3-8 所示，参数可以任意选择，只要合理就可以。在 ADAMS/View 工作窗口中，用鼠标左键在副

7、曲柄上侧的区域任意选择一点（本题中选择点（ -70,500,0）mm），并点击鼠标左键确认。滑块 F（ PART_6）如图 3-9 所示。图 3-9 创建的滑块 F创建铰接点 D4.1 在 ADAMS/View 零件库中选择 MARKER 点图标，参数选择如 4-1 所表示。先用鼠标左键点击副曲柄（PART_3 ），然后选择点击 Marker 点（ PART_3.cm ），如图 4-2所示一个固结图 4-1设置 Marker 点在副曲柄（ PART_3 ）上的 Marker 点(MARKER_10)创建出来。如图4-3 所示。图 4-2 选择副曲柄上的 Marker 点 图 4-3 创建的副曲

8、柄上的 Marker 点44.2 在所创建的 MARKER_10 点上右击鼠标，在弹出的对话框中选-Marker: MARKER_10Modify ,如图4-4所示。4.3 在弹出的属性对话框中，如图4-5 所示，容易知道MARKER_10 点的坐标为（ -115.0,145.0,0.0） mm，而题目中铰接点 D 到原点（ 0,0,0） mm 的距离 l AD 100mm 。我们可通过直角三角形的性质，计算出当 MARKER_10 点的坐标为（ -62.1,78.3,0 ）mm 时， MARKER_10 点到原点的距离为 100mm，即此时 MARKER_10 点为所要的铰接点 D。图 4-

9、4 选择属性修改命令图 4-5 Marker_10 属性对话框4.4 将属性对话框中的 Location 的坐标（ -115.0,145.0,0.0）mm 修改为（ -62.1,78.3,0） mm，然后点击 OK 确定。则 MARKER_10 点的位置将改变，如图 4-6 所示。图 4-6 修改后的 MARKER_10在滑块上创建一个Marker 点5.1 在 ADAMS/View零件库中选择 MARKER点图标，参数选择如 5-1 所表示先用鼠标左键点击滑块（PART_6 ），然后选择点击 Marker 点（ PART_6.cm ），如图5-2 所示一个固结在滑块（ PART_6 ）上的

10、Marker 点(MARKER_11 ) 创建出来图 5-1设置 Marker 点。如图 5-3 所示。的参数5图 5-2 选择滑块上的 Marker 点 图 5-3 创建的滑块上的 Marker 点5.2 在所创建的 MARKER_11 点上右击鼠标，在弹出的对话框中选 -Marker: MARKER_11 Modify ,如图 5-4 所示。5.3 在弹出的属性对话框中，如图 5-5 所示，将对话框中Location 栏的值（ -50.0,540.0,2.5）修改为（ -30.0,540.0,2.5），表示 MARKER_11 点向 x 轴正方向移动了 20mm，然后点击 OK 确认，移动

11、后的 MARKER_11 点的位置位于滑块的右侧面，如图 5-6 所表示。图 5-4 选择属性修改命令图 5-5 Marker_11 点的属性对话框图 5-6 修改后的 MARKER_11创建机架用工具 Box 建立机架，代表滑块滑动的平面。在建立机架时， ADAMS/View默认其宽度是长和高中较小者的两倍。你也可以在生成机架前定义它的长、宽、高。在 ADAMS/View 零件库中选择长方体（Box）图标 ，参数选择如图 6-1所示，参数可以任意选择，只要合理就可以。在 ADAMS/View 工作窗口中，在点（ 0,580,0） (机架的位置选择不是唯一的,只要滑块的运动范围不超过机架就可以

12、) 点击鼠标左键，拖到点（ 10,200,0 ）点击鼠标。生成的机架（ PART_7 ）如图6-2 所表示。 图 6-1 设置长方体参数图 6-2 创建的机架创建旋转副7.1 选择 ADAMS/View 约束库中的旋转副（ Joint: Revolute）图标 ，参数选择 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid 。在ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择主曲柄（ PART_2 ），然后选择机架（ ground），接着选择主曲柄上的 PART_2.MARKER_1 ，如图 7-1 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副 (JOINT_1 )6 图 7-1 主曲柄上的旋

13、转副该旋转副连接机架和主曲柄，使主曲柄能相对机架旋转。7.2 选择 ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint: Revolute）图标，参数选择2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid 。在ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择副曲柄（PART_3 ），然后选择机架（ ground），接着选择副曲柄上的PART_3.MARKER_3 ，如图 7-2 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_2 )该旋转副连接机架和副曲柄 ,使副曲柄能相对机架旋转。图 7-2 副曲柄上的旋转副7.3 选择 ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint: Revol

14、ute）图标，参数选择2 Bod-2 Loc 和 Normal To Grid 。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择连接部分C（ PART_4 ），然后选择主曲柄（ PART_2 ），接着先后选择连接部分C 上的 PART_4.cm 和主曲柄上的 PART_2.MARKER_2 如图 7-3 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副 (JOINT_3 )，该旋转副连接主曲柄和连接部分C,使主曲柄和连接部分 C 之间作相对旋转运动。图 7-3主曲柄和连接部7.4 选择 ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint: Revolute）图分 C 之间的旋转副标，参数选择 2 B

15、od-2 Loc 和 Normal To Grid 。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择连杆DF （PART_5 ），然后选择副曲柄（ PART_3 ），接着先后选择连杆DF 上的 PART_5.MARKER_7和副曲柄上的铰接点 D （ PART_3.MARKER_10）如图 7-4 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副 (JOINT_4 )，该旋转副连接副曲柄和连杆 DF,使副曲柄和连杆 DF 之间作相对旋转运动。7.5 选择 ADAMS/View 约束库中的旋转副（ Joint: Revolute）图图 7-4 副曲柄和连杆标 ，参数选择 2 Bod-2 Loc 和

16、Normal To Grid 。在 ADAMS /View 工作窗口中先用鼠标左键选择滑块（ PART_6 ），然后选择连杆 DF（ PART_5 ），接着先后选择滑块（ PART_6 ）的 PART_6.cm 和连杆 DF 上的 PART_5.MARKER_8 ，如图 7-5 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副 (JOINT_5 ) ，该旋转副连接滑块和连杆 DF, 使滑块和连杆 DF 之间作相对旋转运动。图 7-5 滑块和连杆 DF7创建移动副8.1 选择 ADAMS/View约束库中的移动副（Joint: Translational ）图标，参数选择2 Bod-2 Loc 和 Pic

17、k Feature。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择连接部分C（ PART_4 ），然后选择副曲柄（ PART_3 ），接着先后选择连接部分C 上的 PART_4.cm图 7-6和副曲柄上的 PART_3.cm ，这时出现白色箭头，移动鼠标，使白色白色箭头箭头的方向与副曲柄平行，如图7-6 所示。然后连续点击鼠标左键两次，这样定义了连接部分C 在副曲柄上做移动运动。如图7-7 所示，图中显亮的部分就是所创建的移动副 (JOINT_6 )，该移动副联结连接部分 C 和副曲柄 , 使连接部分 C 和副曲柄之间作相对移动运动。图 7-7 连接部分 C 和副曲柄之间的移动副8.2

18、选择 ADAMS/View 约束库中的移动副（ Joint: Translational ）图标，参数选择 2 Bod-2 Loc 和 Pick Feature。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择滑块（PART_6 ），然后选择机架（ ground），接着先后选择滑块上的 PART_6.MARKER_11 ，和机架上的 ground.MARKER_12 ，这时出现白色箭头，移动鼠标，使白色箭头的方向图7-8 白色箭头与机架平行（垂直向上） ，如图 7-8 所示。然后连续点击鼠标左键两次，这样定义了滑块在机架上做移动运动。如图7-9 所示图中显亮的图 7-9滑块和机架之间部分就

19、是所创建的移动副(JOINT_7 ) ，该移动的移动副副联结滑块和机架 ,使滑块能在机架上移动运动。创建驱动在 ADAMS/View 驱动库中选择旋转驱动（ Rotational Joint Motion ）按钮 ，在 Speed 一栏中输入-360，-360 表示旋转驱动每秒钟顺时钟旋转 360 度。在 ADAMS/View 工作窗口中， 用鼠标左键点击主曲柄上旋转副（ JOINT_1 ），一个旋转驱动创建出来，如图 9-1 所示，图中显亮的部分为旋转驱动。8图 9-1 主曲柄上的驱动 图 10-1 保存模型命令 保存模型10.1 在 ADAMS/View 中，选择“ File”菜单中的“

20、Save Database As”命令，如图 10-1 所示。系统弹出保存模型对话框，输入保存的路径和模型名称，按 OK ，保存急回机构模型 jihuijigou.bin 。如图 10-2所示。图 10-2 保存模型对话框10.2 点击主工具箱的仿真按钮 ， 设置仿真终止时间仿真终止时间（ End Time ）为 3，仿真工作步长（ Step Size） 0.01,然后点击开始仿真按钮 ，系统进行仿真，观察模型的运动情况。图 10-3 和图 10-4 分别表示未组装的急回机构和组装的急回机构。图 10-3 未组装的急回机构 图 10-4 组装的急回机构9 仿真验证下面仅对原动件 BC、连杆 D

21、F、滑块 F 进行运动分析和力分析，其他构件的分析可以此为参考进行。11.1 对原动件 BC的旋转副 JOINT_1 进行运动分析和力分析。在 ADAMS/View 工作窗口中用鼠标右键点击原动件 BC 的旋转副 JOINT_1，选择 Modify 命令，如图 11-1 所示，在弹出的修改对话框中选择测量（ Measures）图标 , 如图图 11-1 旋转副属性修改命令11-2 所示。在弹出的测量对话框中，将Component 栏设置为 mag，将 From/At 栏设置为PART_2.MARKER_13（或者 ground.MARKER_14）（选择前者，表示测量的是原动件 BC对机架的压

22、力，选择后者，表示测量的是机架对原动件 BC 的支持力，两力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反）其他的设置如图 11-3 所示。然后点击对话框下面的“OK ”确认。生成的力 -位移曲线如图 11-4 所示。图 11-2 修改对话框图 11-4 力和时间的曲线图图 11-3 测量力对话框的设置11.2 对原动件 BC的旋转副 JOINT_1 进行如何角位移测量的运动分析，旋转副 JOINT_1 的角位移测量和其力测量过程几乎一样，在图 11-3 所示的对话框中，将 Characteristic 栏选为 Ax/Ay/Az ProjectedRotation ，Component 栏选为 Z

23、，将 From/At 栏设置为 ground.MARKER_14（或者 PART_5.MARKER_13），其10他的设置如图 11-5 所示。然后点击对话框下面的“ OK ”确认。生成的力 -位移曲线如图 11-6 所示。图 11-6 角位移和时间的曲线图图 11-5 测量角位移对话框的设置当 From/At 栏设置为 PART_5.MARKER_13时，生成的角位移和时间的曲线图如图 11-7 所示。图 11-7 和图 11-6的区别在于符号的相反，绝对值大小相同。这就是设置From/At 栏不同的参考点从而导致曲线的不同。图 11-7 角位移和时间的曲线图11.3 对连杆 DF 进行运动

24、学分析。在此，运动分析以连杆 DF 的中点为参考点，确定其运动和构件 DF 绕其转动，也可以以连杆上的其他点为参考点。在 ADAMS/View 菜单栏中，选择 Build Measure Point-to-Point New，如图 11-8 所示，进行点与点之间的位移测量。系统弹出点与点之间测量的对话框，将光标放在被测量的点（ To Point）栏中，按鼠标右键，选择 Marker Browse，如图 11-9 所示。图 11-9 点与点之间测量的对话框图 11-8 进行点与点之间测量的命令1111.4 在弹出的 Database Navigator 的对话框中，选择 PART_5 下面的 P

25、ART_5.cm (该 MARKER 点为连杆 DF 上的重心点 ) 。然后点击该对话框下面的 “ OK”按钮。如图 11-10 所示。同样在图 11-9 中的参考点（ FromPoint）栏中，按鼠标右键， 选择 Marker Browse，在弹出的 Database Navigator 的对话框中， 选择 ground 下面的 MARKER_16 （该点是坐标原点） ，然后点击该对话框下面的“ OK ”按钮。如图 11-11 所示。图 11-10 选择被测量的点 图 11-11 选择参考点11.5 在图 11-9 中的 Characteristic 栏中选择 Translational d

26、isplacement，在 Component 栏中选择 mag。如图 11-12 所示。然后点击对话框下面的“ OK ”确认。生成的时间 -位移曲线如图 11-13 所示。图 11-13 时间位移曲线图 11-12 点与点之间测量位移对话框1211.6 速度和加速度的测量的过程和位移的过程几乎一样，只是在点与点之间测量对话框（ Point to PointMeasure）中的 Characteristic 项，分别选为 Translational velocity，如图 11-14 所示，或者 Translational acceleration，如图 11-15 所示。图 11-16、图

27、11-17 分别是时间速度曲线、时间加速度曲线。图 11-14 点与点之间测量速度对话框 图 11-15 点与点之间测量加速度对话框图 11-16 时间速度曲线 图 11-17 时间加速度曲线11.7 在 ADAMS/View 菜单栏中，选择 Build MeasureAngle New，如图 11-18 所示，进行连杆 DF 旋转运动的测量。系统弹出点与点之间测量的对话框，将光标放在第一个点（ First Marker ）栏中，按鼠标右键，选择 Marker Browse，如图 11-19 所示。图 11-19 角位置测量的对话框图 11-18 进行角位置测量的命令13在 First Mar

28、ker 栏输入 MARKER_22 （该点为连杆 DF 与滑块 F 的连接点），Middle Marker 栏输入PART_5.cm （该点为连杆 DF 的重心点）， Last Marker 栏输入 MARKER_16 （该点为原点处机架的点） ，如图 11-20 所示。然后点击 OK 按钮确定。图 11-21 为连杆 DF的重心点的旋转角位置曲线图。图 11-20 角位置测量的设置 图 11-21 时间角位置曲线图11.8 在 ADAMS/View 菜单栏中， 选择 Build Measure Point-to-Point New，如图 11-22 所示，进行点与点之间的位移测量。系统弹出点与点之间测量的对话框，将光标放在被测量的点（鼠标右键，选择 Marker Browse，如图 11-23 所示。To Point）栏中，按图 11-23 点与点之间测量的对话框图 11-22 点与点之间测量的命在弹出的 Database Navigator