基于ADAMS软件的摆动导杆机构的运动学分析_张庆功
基于ADAMS的多杆机构运动仿真分析
基于ADAMS的多杆冲压机构运动仿真分析摘要：使用Adams软件可以对多杆机构进行建模和运动仿真分析，同时得出从动件的各类运动参数。
本文建立了一个简化的齿轮多杆冲压机构的模型，进行了运动仿真，对执行机构的重要参数并进行了测量和分析，判断该机构的运动是否满足加工特性，为以后该类机构的设计工作积累经验。
关键词：运动仿真分析；齿轮多杆机构；Adams1引言连杆机构是许多机械上都广泛使用的运动机构。
它的构件运动形式多样,如可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动,有着显著的优点如：运动副单位面积所受压力较小,且面接触便于润滑,故磨损减小;制造方便,易获得较高的精度和较大的机械效益等。
故一般的锻压加工，冲压加工，插齿加工等都采用了多杆机构的设计。
本文分析的冲压机构在冲制零件时，冲床模具必须先以较大速度冲击样坯，然后以均匀速度进行挤压成型，模具快速将成品推出型腔，最后，模具以较快速度完成返回行程。
图1为本文冲压机构简图。
图1 齿轮冲压机构简图2冲压主运动机构及其工作原理齿轮多杆机构的如图1所示，构件1、2为齿轮配合，齿轮1由电机驱动，连杆3连接大齿轮和4、5、6组成的曲柄滑块机构，当主动齿轮1转动时，从而实现滑块6（冲床模具）的直线往复运动。
3机构的建模与仿真3.1 建模参数的确定在简图1中，设原动件1匀速转动（m=2，z1=20，w=60r/min），齿轮(2m=2,z2=45)，各杆件长度为l3=80mm，l4=150mm，l5=98mm。
3.2模型的建立①通过杆长条件，确立了初始位置的8个点的坐标，通过Adams中的Table Editor写入如图3.1图3.1 初始位置各构件端点坐标写入后的各端点建模如图3.2图3.2 端点位置确定②在POINT_1和POINT_7处分别建立大小齿轮的模型选择Main Toolbox中的圆柱模块，分别以分度圆直径40mm、90mm，厚度10mm建立齿轮模型，选择工具，对其翻转，使其在Front面显示为图3.4。
摆动导杆机构运动特性分析
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald81摆动导杆机构是在曲柄滑块机构中将曲柄作为机架演化而来的，将曲柄的连续回转运动转化为导杆的往复摆动，故称为摆动导杆机构。
摆动导杆机构在牛头刨床、插床、低频振动攻丝机和缆线爬行机器人[1-3]等机构中得到了广泛的应用，对其运动参数进行分析研究，对于优化设计摆动导杆机构，提高工作效率具有重要意义。
该文研究了摆动导杆机构的急回特性及影响因素，应用A D A M S 软件对其进行了运动仿真分析，并应用Z N H -B 型连杆机构实验台对运动参数的合理性进行了实验验证。
1 摆动导杆机构相关参数的确定如图1所示，A B C D E 为摆动导杆偏置滑块机构运动简图，A 1B 1C 1D 1E 1和A 2B 2C 2D 2E 2是其两个极限位置，E为偏置滑块，1l 、2l 、3l 和4l 分别表示AC、A B、C D和DE的长度，A B为曲柄，θ为极位夹角。
工作时，以曲柄A B为原动件，带动滑块B 在导杆D C中往复移动，同时，导杆D C 带动偏置滑块E 在水平导轨上往复运动，设滑块E 向左运动为工作行程，要求速度平稳，工作结束空程返回时，要求速度较快，具有急回特性，以提高工作效率。
根据定义[4]，描述急回特性的行程速比系数θπθπ−+=K （1）K值越大，说明急回特性越明显。
由几何关系可知极位夹角12arcsin2l l =θ （2）由式（1）、式（2）可知，K值在1l 一定时取决于2l 的长度，K值随2l 的增大而增大，几乎呈线性关系，说明曲柄越长，急回运动特性越明显，生产效率越高，如图2所示。
经推导，滑块在工作行程内的速度不均匀系数)2sin 1(2min max θθπδ++=-=v v v E E （3）因此，根据式（3）可得速度不均匀系数与极位夹角的关系，如图3所示。
极位夹角试取0~30=θ～70 °。
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析1. 引言1.1 背景介绍机械四连杆机构是一种常见的机械系统，由四个连杆组成，通过铰链连接在一起。
该机构具有简单结构、运动灵活等特点，广泛应用于工程领域中的机械传动系统、转动机械装置等。
随着现代工程技术的发展，人们对机械四连杆机构的运动性能和工作特性提出了更高的要求。
利用ADAMS软件进行机械四连杆机构的运动仿真分析已成为一种常用的研究方法。
通过仿真分析，可以全面地了解机构在不同工况下的运动规律和性能特点，为设计优化和故障分析提供重要依据。
1.2 研究目的本文旨在利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行运动仿真分析，探讨其运动规律及特性。
通过建立机构的数学模型，模拟机构在不同工况下的运动状态，分析机构的运动学性能和动力学特性，为设计优化提供理论支持。
借助ADAMS软件的功能，对机构进行参数优化，使机构的性能达到最佳状态。
本文研究的目的包括：1. 分析机械四连杆机构的运动规律，揭示其运动特性；2. 探讨机构在不同工况下的运动状态和特点，评估机构的性能；3. 基于仿真结果，进行参数优化，提高机构的工作效率和稳定性；4. 对机构可能出现的故障进行分析，为机构的维护和保养提供参考。
通过对机械四连杆机构的运动仿真分析，旨在为机械工程师提供设计和优化机构的参考，促进机械系统的创新和发展。
1.3 研究方法研究方法是本文的关键部分，主要包括以下几个步骤：（1）了解ADAMS软件的基本原理和使用方法，包括建模、设置参数、运动仿真等操作。
（2）建立四连杆机构的三维模型，并根据实际情况设置各个连杆的长度、质量、摩擦系数等参数。
（3）设定机构的初始条件和约束条件，如应用驱动力、初始速度、固定关节等，以模拟机构的运动过程。
（4）进行仿真分析，观察四连杆机构在不同驱动力、摩擦系数下的运动情况，包括角速度、位移、加速度等参数的变化。
（5）分析和比较仿真结果，探讨四连杆机构运动特性的影响因素，如摩擦力、驱动力大小、连杆长度等，并对结果进行合理解释。
基于ADAMS的摆动导杆间歇急回机构的参数化建模分析
ＬＩ Ｘｕｅ ａ Ｕ ｙ ｎｇ。 Ｗ Ｕ ａｔ ｏ。ＬＩ Ｈ ｏ ｂｉ Ｈ ｉａ Ｕ ｎｇ ｎ
Ｐａ ａ ｅｅ ｏ ｄｎｇＡｎ ｌｓｓｏ ａ ｏ ｅＳ ｎ ｎｔｒ ｉ ｅ ｎｄ Ｎａ ｔ ｔ ｒ ｇ ｉａ ｉｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｍ ｔｒ Ｍ ｌ ｉ ａｙ ｉ ｆＬｅ ｄ Ｐ ｌ ｗｉ ｇ Ｉ ｅ ｍ ｔ ｎｔａ ｓｙ Ｒｅｕ ｎ Ｏｒ ａ ｚ ｔｏ ａ ｅ ｎ ＡＤＡＭ Ｓ ｔ ｎ
以确定 构件 的运 动情 况 ， 即检验 构件 之 间是否 干涉 ， 执 行件 的运 动是 否 与期 望 的相 符 ； 过 参 数 化建 模 通 分析 及优 化设计 ， 以优 化机 构 的设 计方 案 ， 可 大大 提
析时 ， 只需 要改 变这 些设计 变 量值 的大小 ， 拟样 机 虚
模 型 就会 自动更 新 。如果 需要 根据 事先 确定好 的参 数 进行 仿 真 ， 以 由程 序 预 先设 置 好 一 系列 可 变 的 可 参数 ， ＡＭＳ自动进 行系列 仿 真 ， ＡＤ 以便 于观察 不 同
设 计精 度低 ； 后者 的计 算工 作量 大 ， 须借 助计 算机 必 编 程处 理 。如 果 借 助 ＡＤＡＭＳ软 件 ， 过 仿 真 ， 通 可
ｏｒ ｎｉａ ｉｎ ａ ａ ｇｅ ｏ ｕ ｎ ｎ ｓｇ ｎ ａ ｒｅ ｒ ｍ ｅ ｅ ｏ ｔ ｒ ｏ ｌａ ａｌ ｉ ｏ ｔ ｔｏ ｇａ ｚ ｉｎ． Ｔｈｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｇａ ｚ ｔｏ ｓ ｔ ｒ ｔｆ ｒ ｔ ｒ ｉ ｇ ａｄｅ ｉｎ ａ ｄ ｃ ｒ ｉｓｏｎ ｐａ ａ ｔ ｒｔ ｕ ｎ ｍ ｄｅ ｎ ｙｓｓｔ ｈａ ｒ ｎｉａｔｏ ａ ａ ｌ
ｔ ｒ ｈ ｔｗｅ ｅｐ ｓ ｏ ｔ ａ ｒ ａ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｓｍｏ ｅ ｎ ｌ ｓｓａ ｄ ｅ ａ ｏ ａ ｅ ｈ ｔｔ ｅａ ｐ ｉｄ ｖ ｒ ｕ ｌ ｃ ｉ ｅ ｔｃ ｎ ｑ ｅｃ ｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｒ ａ ｔｔ ｈ ｔｏ ｇ ｎ ｚ ｔ ｕ ｎ ｄ ｌ ａ ｙ ｉ ｎ ｌ ｂ ｒ ｔ ｄ ｔ ａ ｈ ｐ ｌ ｉｔ ａ ｏ ａ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｅ ｈ ｉｕ ａ ｒｅ ｏ ｈ ｔ ｏ ｆｄ ｓｇ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｉ ｎ，ｒ ｉｅ ｈ ｆｉｉ ｎ ｙ ｏ ｒ ａ ｉａ ｉｎ ｄ ｓｇ ｎ ｈ ｒ ｅ ｅ ｅ ｉｎ ｐ ｒｏ ． ａｓ ｄ ｔ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｆｏ ｇ ｎ ｚ ｔ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｓ ｏ ｔ ｎ ｄ ｄ ｓｇ ｅ ｉ ｄ ｃ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ＡＤＡＭ Ｓ，Ｔｈ ｗｉ ｇ ｌ ａ ｓｐ ｌ ｍｉ ｔ ｎ，Ｐａ ａ ｔ ｒｍｏ ｅ ｉ ｇ ａ ａｙ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｓ ｎ ｅ ｄ ｏ ｅ ｉ ｔ ｉ ａ ｏ ｒ ｍｅ ｅ ｄ ｌ ｎ ｌ ｓｓ ｎ
机构优化设计综合实验报告 摆动导杆机构资料.doc
机构优化设计综合实验报告摆动导杆机构资料.doc机构优化设计综合实验报告学号: 姓名: 班级: 成绩:同组实验同学: 实验日期: 指导教师:1. 实验目的:学习在ADAMS软件平台上建立摆动导杆机构的参数化仿真模型,并对该机构模型进行运动学､动力学分析和机构的优化设计｡2. 实验内容:摆动导杆机构是一种应用十分广泛的典型机构,如下图所示｡该机构工作时,曲柄为原动件,匀速转动,滑块2为执行构件,做往复直线运动｡滑块2从左向右运动时称为工作行程,此时要求速度较低并且均匀;滑块2从右向左运动时称为空回行程,此时要求速度较高,以提高工作效率｡为此,该机构应具有急回特性｡另外,滑块2在工作行程中,受到阻力F P的作用,而在空回行程中则不受阻力作用｡已知:曲柄的转速为n(r/min),各构件的尺寸､质心位置和质量;导杆绕质心的转动惯量J S及阻力F P的变化规律;滑块2的导路位于导杆端点B所做圆弧高的平分线上｡要求:（1）建立摆动导杆机构运动尺寸的数学模型;（2）建立摆动导杆机构的参数化仿真模型;（3）对机构进行运动学和动力学仿真分析;（4）对机构进行设计研究和优化设计｡3. 实验参数:4. 实验结果;(1) 机构在左极限位置时,在直角坐标系下的建模过程,即机构各点的坐标表达式｡10 X + 30 Y(2)滑块2质心点的位移､速度和加速度曲线｡(3)导杆的角速度和角加速度曲线｡(4)阻力曲线､各转动副的受力曲线和曲柄上的平衡力矩曲线｡（5）机构优化结果报告｡5. 思考题:(1)摆动导杆有没有急回特性?如果有,所设计方案中其行程速度变化系数k为多少?答:有,且k=(180°+θ)/(180°-θ),根据现有数据,得θ=2*α=2*arcsin(11/38)= 33.65°,故k=1.460｡(2)对摆动导杆机构进行参数化建模的步骤是什么?答:1.建立设计变量:即建立设计初始参数和建立设计变量;2.建立设计点:在Point Table上创建设计点及其数值或表达式;3.创建运动件:对于本模型,有滑块1､导杆､曲柄､滑块2和连杆;4.创建运动副:即创建相应位置的转动副或移动副;5.给机构施加驱动:在相应位置加驱动力;6.机构仿真:观察其运动情况;7.细化机构仿真模型:即修改质心位置､惯性参数､加力､力的参数化等｡(3)在对摆动导杆机构进行优化设计前,为什么要进行设计研究?答:当需要迅速获得一个经过改善的模型,即在对摆动导杆机构进行优化设计前,它应满足机构设计提出的各种要求和所有的必须动作,在满足一定的设计条件下,要对一些变量进行设计方案的研究,从中找出一种方案使机构中各铰链点的支反力达到最小值｡故进行设计研究很有必要｡(4)试举摆动导杆机构在工程实际中2—3个应用案例｡答:1. M6的低频振动攻丝工作台用摆动导杆机构近似替代低频振动攻丝机中的简谐扭振机构,对近似替代的可能性和可行性进行了分析｡得出结论:当曲柄长度与机架长度之比小于0.1时,摆动导杆机构可以足够精确地输出正弦函数｡给出了该机构在攻螺纹直径为M6的低频振动攻丝工作台中的应用实例｡2. 小袋包装机针对我国国内全自动计量杯式小袋包装机上传动系统的不足,提出了摇块式摆动导杆滑槽间歇机构实施量杯旋转盘动停结合,保证计量杯有充足的时间加料和排料;并确定了此机构的基本参数和几何尺寸,还分析了该机构的运动特性.3. 牛头刨床牛头刨床的摆动导杆的机构用于调整滑枕的行程。
基于ADAMS的曲柄摆杆机构的运动分析
基于ADAMS的曲柄摆杆机构的运动分析作者：程熊豪来源：《科技资讯》 2015年第2期程熊豪（武汉理工大学物流学院湖北武汉 430063）摘要：曲柄摆杆机构能将旋转运动转换为直线运动，常常作为动力源（如旋转式电动机）与直线运动形式的执行机构，是现代机械设备中一种十分常见的核心执行装置。
针对某工程中曲柄摆杆机构设计中的运动学问题，基于ADAMS仿真软件建立了曲柄摆杆机构的虚拟样机模型，并对虚拟样机模型进行运行学特性分析与仿真，分析了作为执行机构的滑块上工作点的位移、运动速度和加速度变化规律，得出作为动力输入曲柄的驱动力矩曲线，从而为曲柄摆杆机构的结构设计和控制系统的设计提供参考。
关键词：曲柄摆杆运动分析 ADAMS 机构中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0014-02曲柄摆杆机构具有构件形状简单、加工方便、可承受较大载荷等诸多优点，因此，曲柄摆杆机构在现代机械设备中有着非常广泛的应用。
该机构可以将周期转动的运动形式转化为直线运动，而且具有结构简单、制造容易、工作可靠等优点，因此在工程中得到了广泛的应用。
最典型的是牛头刨床机构。
但是，传统的曲柄摆杆机构设计多采用图解法或实验法，其过程复杂繁琐、设计周期长、稳定性差、精度不高，难以达到设计要求。
尽管采用解析法可以得到较高的计算精度，但该方法存在推导公式复杂，计算工作量大，且获得的结果过于抽象，达不到形象直观的要求。
ADAMS是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析，可视化地输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
通过ADAMS软件对曲柄摆杆机构进行运动学分析，能够克服图解法分析过程复杂、精度低等问题。
针对某一项目，利用曲柄摆杆机构的滑块作往复直线运动的功能，实现滑块到达目标位置后可以回到初始位置的基本动作。
同时，设计曲柄摆杆机构时需要对其进行运动分析，以判断能否完成所需动作要求。
基于ADAMS的连杆机构多体动力学仿真研究
·34 6·
工 程 设 计 学 报
第 12 卷
表 2 连杆质心位置的极限变形( X= 50 r/ s) T able 2 L imit defo rmat ion o f po sitio n of mass po int
( X= 50 r / s)
质心
X
Y
Z
位置 min
max m in max
随着现代机械系统朝着高速、重载、高精度方向 发展, 设计者越来越重视构件的动应力和产品的寿 命预估[ 1] , 使得系统刚性运动与其自身变形之间相 耦合而产生的弹性动力学问题已成为该领域急需解 决的普遍问题和关键技术.
在研究连杆机构系统动力学时, 高速运转的连 杆的柔性对于系统动力学特性的影响不能被忽略. 本文在对多体动力学理论研究的基础上, 将连杆视 为柔性体, 利用动力学软件 ADAM S 和有限元软件 ANSYS 间数据双向接 口 F LEX, 先在 ADAM S 中 对曲柄-滑块多体系统进行动力学仿真, 分析柔性体 对多体系统特性的影响, 然后将计算结果以载荷步 文件返回到 ANSYS 中, 对连杆运动过程中的动态
模型:
¨
·
M N+ K N+ CqK= Q + F( N, N, K)
( 5)
C( q, t) = 0
式( 5) 中 M , K 表示机械质量和刚度矩阵; Q 表示外
力; F 表 示速 度 二次 项; Cq 表 示系 统约 束方 程 的
J acob i矩 阵 ;
K表示
L ag
rang
e
乘子;
N,
·
N,
x
y
x
z
N= 7 = 7
基于ADAMS软件的摆动导杆机构的运动学分析
K inema tics Ana lysis of O sc illa ting2Gu ide2Bar M echan ism w ith ADAM S Software
ZHAN G Q ing2gong, MA X iao2li, ZHOU Zhao2zhong
( School of M echanical and Electrical Engineering, W est B ranch of Zhejiang University of Technology, Quzhou 324000, China)
[研究 ·设计 ]
张庆功 ,等 基于 ADAM S软件的摆动导杆机构的运动学分析
表 1 摆动导杆机构运动模型约束映射表
约束副
相关构件
固定副 转动副 1 转动副 2 转动副 3 移动副
机架 曲柄 、机架 曲柄 、滑块 导杆 、机架 滑块 、导杆
· 39 ·
3 仿真分析 建好 模 型 后 , 在 ADAM S /V iew 中 调 用 ADAM S /
收稿日期 : 2008202201 作者简介 :张庆功 (1972 - ) ,男 ,湖北天门人 ,硕士 ,讲师 ,研究方向为虚拟样机技术 、先进制造技术 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
摘 要 :针对图解法和解析法分析四杆机构运动规律暴露出的问题 ,提出了采用 ADAM S软件对四杆机构进行运动学分 析的观点 。以摆动导杆机构为例 ,详细介绍了整个分析过程 。结果表明 ,使用 ADAM S软件分析四杆机构运动规律 ,操 作过程简单明了 ,仿真结果可信 。 关 键 词 :摆动导杆机构 ; ADAM S软件 ;运动学仿真 中图分类号 : TH112. 1; TP391 文献标志码 : A 文章编号 : 100522895 (2008) 0520038202
基于ADAMS并联机构摇摆台运动学和动力学仿真
基于ADAMS并联机构摇摆台运动学和动力学仿真ADAMS并联机构摇摆台是一种具有高精度和稳定性能的摇动平台，可以被广泛应用于医学、航空、军事等领域。
本文将基于ADAMS仿真软件，对ADAMS并联机构摇摆台的运动学和动力学特性进行分析和研究。
1、运动学分析运动学是研究对象的运动规律和运动形态的科学。
对于ADAMS并联机构摇摆台的运动学分析，我们需要将其建立为ADAMS仿真模型。
通过对各个连接点的运动学参数进行建模，可以计算出摇摆台在不同运动条件下的运动规律和运动形态。
2、动力学分析动力学是研究物体受力或加速度变化的科学。
对于ADAMS并联机构摇摆台的动力学分析，我们需要考虑机器的质量、瞬时速度和加速度等因素。
通过对机器的各个部分进行动力学建模，可以计算出机器的运动状态和运动特征。
3、仿真分析仿真分析是一种基于计算机建模和仿真技术对对象进行分析的方法。
在对ADAMS并联机构摇摆台进行仿真分析时，我们需要将其建立成ADAMS模型，并对模型进行运动学、动力学模拟，以模拟机器的真实运动情况，进而分析其性能特点。
4、结论基于ADAMS仿真软件，我们可以对ADAMS并联机构摇摆台进行运动学和动力学仿真分析。
通过对其运动规律和运动特征进行研究，可以为机器的设计和优化提供重要参考依据，并可为其应用于不同领域和场合提供更好的解决方案。
相关数据可以是多种形式的，比如实验数据、统计数据、市场数据等等。
以下以市场数据为例，进行分析。
以某电商平台上某商家销售的商品数据为例，可以得到以下数据：- 商品类别：家用电器- 商品数量：10000件- 平均价格：500元- 最高价格：1500元- 最低价格：200元- 月销售额：500万元以上数据可以帮助我们对该商家的销售情况进行初步的分析。
首先，商品数量较大，但平均价格不高，说明该商家的家用电器属于普及型或中档型商品，适合大众消费。
同时，最高价格在1500元以下，最低价格为200元，说明该商家的商品价格区间较为均衡，较为符合消费者的消费能力和需求。
加铝将投入1700万欧元用于开发中欧包装市场
（ 自《 摘 中国纸 网）０８ ７ｌ） ２０ － 一 ０ ６
加铝包装总裁兼 Ｃ Ｏ戈登先生（ｌ ｅ ｏ ｏ） Ｅ Ｉｎ ｒ ｎ 表示 ，这次投资将巩固我们在快速增长的中欧市场的地位。这是加铝包装发展 ｅ Ｇｄ “
战咯中最新也是非常重要 的一步 。而 新工厂主 要从 事软包装 的生产和 凹版 印刷 。这个 工厂预 计在 ２０ 年 第 ４ 度投入运 营 ， ” ０９ 季 预
加铝 将 投 入 １ ０ ０万 欧元 用 于开 发 中欧 包 装市 场 ７
加铝包装（ ｌ ｎＰｃａｉ ） Ａｃ ａ ｇ ｓ是力拓加铝（ ｉ Ｔ ｔ Ｍｅｎ 的一个子公司， ａ ｋ ｕ Ｒｏ ｉｏ ａ） ｎ 该公司决定在中欧包装市场投资 １ ０ ０万欧元。加铝 ７
包装准备 在捷克共和 国的诺 维比多夫地区建立一个软包装工厂 ， 为该地区的食品市场提供产品 。
［ ］ 胡松 ， ５ 邹慧君 ， 张青 ， 机械 运 动方案 实体模 型实现 可视化 动态 等．
进行运动学分析 ， 得到 了摆 动导杆机构 的运 动曲线 。 实践表明， 虚拟样机技术简便 、 直观、 可靠 ， 避免 了解析 法繁琐的分析 、 推导和论证过程 以及图解 法反复绘图 和精度不 高 的问题 。 运用Ａ Ａ Ｓ 件对机构进行 分 ＤＭ软
参考 文献 ：
［ ］ 宋晓华， １ 黄云峰 ， 肖俊建． 利用 闭环 矢量方程进 行机 构运 动分 析 ［ ］ 轻工机械 ， ０ ，３ １ ：０ ２ Ｊ． ２ ５２ （）６－ ． ０ ６ ［ ］ 赵小剐 ， ２ 李永春． Ａ Ｌ Ｂ Ｓ ｕ ｎ 软件 的 曲柄 导杆机 构运 动学 Ｍ ＴＡ／ｉ ｌｋ ｍ ｉ
瑙 Ｏ ０ ｏ 属
５０ ０
０
基于ADAMS并联机构摇摆台运动学和动力学仿真
第32卷第5期2010年5月舰 船 科 学 技 术SH I P SC I E NCE AND TEC HNOLOGY Vo.l 32,No .5M ay ,2010基于ADAM S 并联机构摇摆台运动学和动力学仿真卢道华,万 展(江苏科技大学机械工程学院,江苏镇江212003)摘 要: 介绍了一种用于船舶辅机设备陆地性能测试的三自由度并联机构摇摆台。
主要模拟特定海况下横摇、纵摇和升沉运动,不但分析了该结构摇摆台的空间结构和空间运动姿态的位置解算,还应用机械系统动力学仿真分析软件A DAM S ,建立了虚拟样机模型,给出了一种基于ADAM S 的求解并联机构摇摆台运动学和动力学的方法,获得了有关运动学及动力学特性曲线,为船舶辅机摇摆台系统的设计、制造、创新和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。
关键词: 摇摆台;三自由度并联机构;ADAM S ;运动学;动力学中图分类号: T H 113 2文献标识码: A文章编号: 1672-7649(2010)05-0119-06DO I :10 3404/j issn 1672-7649 2010 05 030K ine m atics and dyna m ics si m ulation of parallel m echanis m motionplatfor m based on ADA M SLU Dao hua ,WAN Zhan(Schoo l o fM echan icalEng i n eering ,Jia ngsu Un i v ersity o f Sc i e nce and Technology ,Zheng jiang 212003,Chi n a)Abst ract : A k i n d o f 3 DOF para llelm echan is m m oti o n platfor m applied for perfo r m ance test o f sh i p aux iliar y fac ility on land w as i n troduced ;itm ai n ly si m ulated the m oti o n o f rolling ,pitch i n g and heav i n g in a particular ocean situati o n.Th is paper no t on l y analyzed the space structure and spatia l positi o n so l u tion of the platfor m ,but a lso used m echanic dyna m ic ana l y sis soft w are ADAM S to bu il d a v irtua l pr o totype of the platfor m ,gave t h e m ethods o f the so lv i n g the kine m atics and dyna m ics o f the platfor m of the parallel m echanis m s ,and got the k i n e m atics and dyna m ics characteristics curve .The v irtua lproto typ i n g m odel of the para lle lm echan is m prov i d ed the theoretic foundati o n and m a i n para m eters for the syste m desi g n ,producti o n,crea ti o n and app lication in experi m en.tK ey w ords : m oti o n platfor m ;3 DOF para ll e lm echan is m s ;ADAM S ;k i n e m a tics ;dyna m ics收稿日期:2009-10-11;修回日期:2009-11-17作者简介:卢道华(1963-),男,教授,主要从事柔性制造新技术、舰船多A gen t 技术、机电一体化新产品开发与系统工程及计算机测控技术等方面的研究工作。
机构优化设计综合实验报告 摆动导杆机构
机构优化设计综合实验报告摆动导杆机构一、实验目的1. 掌握机构优化设计流程及方法。
2. 熟悉MATLAB/Simulink等工具的简单使用。
3. 熟悉自动化设计软件ADAMS的使用方法。
4. 熟悉建模、仿真、分析和优化机构的基本思路和操作方法。
二、实验内容1. 摆动导杆机构的静态分析。
2. 建立摆动导杆机构的动力学模型。
3. 利用ADAMS进行动力学仿真。
4. 对机构进行优化设计，得到最优参数。
三、实验步骤1. 绘制摆动导杆机构的CAD图。
2. 利用SolidWorks进行三维建模。
3. 利用MATLAB编写静态分析程序，计算机构受力情况。
4. 建立机构的动力学模型，并将其导入ADAMS中。
5. 进行动力学仿真，得到机构运动情况。
6. 对机构进行优化设计，对比不同参数下的机构运动性能。
7. 分析优化结果及改进方向。
四、实验原理摆动导杆机构是一种广泛应用于工业和机械设计领域的机构。
该机构由固定主架、摆杆、导杆和从动架等组成，可以将旋转运动转化为直线运动。
同时，该机构结构简单、工作可靠、制造成本低、使用寿命长，因此得到广泛应用。
在进行机构优化设计前，需要对机构进行静态分析。
通过计算机程序模拟机构在不同外载荷作用下的受力情况，可以得到机构的力学特性，为优化设计提供数据支持。
在建立机构的动力学模型时，需考虑机构的受力情况、牵引质量以及摩擦等因素。
将机构的动力学模型导入ADAMS中，进行动力学仿真，可以得到机构的运动情况。
同时，可利用ADAMS进行优化设计，通过对比不同参数下的机构运动性能，得出最优解。
五、实验结果及分析经过静态分析程序计算，可以得到机构在不同外载荷下的受力情况。
例如，在机构受到10N的外载荷时，导杆处受到的最大压力为300N，摆杆的最大弯曲角度为5度。
这些数据可以为优化设计提供数据支持。
在进行动力学仿真时，可得到机构在不同的牵引质量下的运动情况。
例如，在牵引质量为100G的情况下，机构的运动速度最大，机构的平均运动速度为0.5m/s。
基于ADAMS软件的摆动导杆机构的运动学分析
基于ADAMS软件的摆动导杆机构的运动学分析一、背景：摆动导杆机构是一种应用比较广泛的平面连杆机构，例如牛头刨床上就用了这种机构。
它将曲柄的旋转运动转换成为导杆的往复摆动。
机构相对简单易懂，对于我们初学ADAMS的学生来说便于建模和分析。
二、利用ADAMS的优点：对于摆动导杆机构的运动分析，常用的方法有图解法和解析法。
图解法：直观、方便，但精度不高，需要反复做图。
解析法：人工计算运算量大，容易出错。
利用ADAMS可以产生复杂机械系统的虚拟样机，真实地仿真其运动过程。
精确度很高，而且将计算工作交给计算机能省去大量人工，并且不容易出错。
三、建立力学模型：图中为摆动导杆机构曲柄AB为原动件导杆BC为从动件通过滑块B将曲柄AB的连续转动转变为导杆BC的往复摆动。
四、建立样机模型：首先是给定模型具体的参数：各杆的杆长以及曲柄AB的转速。
利用ADAMS建立样机：根据几何关系确定A、B、C三点的坐标，可以假定C为坐标原点从而确定模型。
再各零件之间建立相应的约束副。
固定副：机架转动副1：曲柄、机架转动副2：曲柄、滑块转动副3：导杆、机架移动副：滑块、导杆右图为理论的样机图下图为实际做的时候建立的样机图，比较理论的样机图，我没有专门建立一个杆将其锁为机架，而是直接在坐标轴上建立了2个点，将坐标轴当作了ac杆。
附图如下五、仿真分析：通过已经建立好的模型给出曲柄的转速，就可以利用ADAMS自动输出构件的位移、速度、加速度等详细的参数。
并且利用这些输出值可以通过ADAMS/View以图形形式输出，从而能清晰地看出他们在仿真过程中的变化规律。
六、具体参数：W=5rad/s AB（主动件）=100mm AC（固连机架的杆）=350mm七、输出图：本图为滑块的位移图。
图中红色线为x方向的位移。
蓝色线为y方向的位移，合成图为一直线。
从图中可以看出滑块进行往复运动，轨迹为一个圆。
本图为滑块的速度图。
图中红色线为x方向的速度。
蓝色线为y方向的速度，合成图为一直线。
基于ADAMS的摆动导杆间歇急回机构的参数化建模分析
Key words: AD AM S, T he sw ing leads pole imit ation, Parameter modeling analysis
在机构设计中, 要求机构的从动件必须满足某 种运动规律, 这就需要对机构进行必要的运动分析。 常规的分析方法是图解法和解析法。但是, 前者的 设计精度低; 后者的计算工作量大, 必须借助计算机 编程处理。如果借 助 ADAM S之间是否干涉, 执行件的运动是否与期望的相符; 通过参数化建模 分析及优化设计, 可以优化机构的设计方案, 大大提 高机构分析设计的效率。
建立测 量。在 Adam s/ V iew 的 测量命令 中添 加对滑块 C 的测量。在特征选项 中可选择 CM 位 移、CM 速度、CM 加速度等测量工具。 3. 2 参数化分析 3. 2. 1 参数化摆动导杆间歇机构
对样机几何形体进行参数化处理的最简单的方 法是对特殊点进行参数化处理。首先, 根据样机几 何结构的特点, 设置若干点, 这些点定义了一些特殊 的位置, 是构造其他几何形体的基准点; 然后利用这 些点产生一些新的构件, 或者将已有的构件同新创 建的点关联, 当这些特殊点的位置改变时, 与其相关 联的几何形体也将自动更新。因此, 如果将点的坐 标进行参数化处理, 则可以在一定程度上实现样机 几何形体的参数化建模。
1 参数化建模分析简介
ADAM S 提供了强大的参数化建模功能。在创
建模型时, 根据分析需要, 确定相关的关键变量, 并 将这些关键变量设置为可以改变的设计变量。在分 析时, 只需要改变这些设计变量值的大小, 虚拟样机 模型就会自动更新。如果需要根据事先确定好的参 数进行仿真, 可以由程序预先设置好一系列可变的 参数, ADAMS 自动进行系列仿真, 以便于观察不同 参数值下样机性能的变化。Adam s/ View 提供了参 数化点坐标、使用设计变量、参数化运动方式和使用 参数表达式 4 种参数化的方法。用户可以方便的修 改参数化的模型, 不用考虑模型内部的关联变动, 而 且可以达到对模型进行优化的目的。
基于ADAMS的六杆机构运动学及动力学仿真分析
基于ADAMS的六杆机构运动学及动力学仿真分析吕鲲;袁扬【摘要】To make a six-bar mechanism of shaper to be more reasonable,a kinematic model of six-bar mechanism of shaper was established with the vector analytic method and the kinematic analysis was carried out by the simulation software ADAMS.The simulation results reveal the curves of plough head's displacement,velocity and acceleration.Then the mathematical movement model of dynamics of the six-bar mechanism of shaper was established with the isolated body method and the dynamical simulation analysis on the model was carried out by the simulation software ADAMS.The force information of each component and the balance moment of the actuator are drawn from the results of simulation.Finally,by comparing the simulation results with theoretical calculation,its simulation results were verified.This simulation method with ADAMS provides a theoretical reference for the actual mechanism design.%为了使牛头刨床六杆机构设计更加合理,运用矢量解析法建立牛头刨床六杆机构运动学模型,并运用ADAMS软件对其进行运动仿真,得出牛头刨床刨头的位移、速度和加速度随时间变化的规律曲线.用分离体法建立该六杆机构的动力学模型,并运用ADAMS软件对其进行动力学仿真分析,获得各构件的受力情况和原动件的平衡力矩,为机构的优化设计提供了理论参考.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】6页(P555-560)【关键词】ADAMS;六杆机构;动力学【作者】吕鲲;袁扬【作者单位】河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作454000;河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TH113.220 引言牛头刨床是金属切削类机床中刨削类机床的一种，主要用于单件小批量生产，加工平面、成型面和沟槽等．工作原理为当主动件曲柄匀速转动时，摇杆左右摆动，带动刨刀沿着固定的轨迹运动，实现将回转运动转化为直线往复运动的功能．牛头刨床机构具有急回特性，即刨刀在切削工作行程中速度较慢，且要求平稳，切削完成后快速空载返回到原来的位置．因此，对速度平稳性的影响难以凭经验判断．为了确定刨刀运动是否满足要求，就必须对其进行仿真分析．以往对牛头刨床六杆机构进行研究主要从运动学或参数优化进行分析．其中，文献[4-5]分别论述了用ADAMS和SIMULINK建立牛头刨床仿真模型的过程，并对其进行了运动学仿真．文献[6]利用ADAMS建立了锁紧臂机构的动力学模型，并对其进行了参数化分析研究，进而实现了机构的优化设计．文献[7]利用ADAMS对空气捻结器剪切机构进行运动学仿真分析，验证了凸轮连杆机构的可行性和合理性，同时也为空气捻结器剪切机构优化设计提供了理论依据．文献[8-9]分别对牛头刨床机构进行了动力学分析，建立了动力学模型，并对其进行了动力学仿真，为机构动力学参数优化提供依据．文献[10]对机械式压力机曲柄六杆机构进行了运动学特性分析，建立了数学模型并通过仿真进行了对比，为机构进一步分析奠定了基础．本文以比较典型的六杆机构牛头刨床为例，运用矢量解析法和矩阵法建立六杆机构的运动学及动力学模型，利用ADAMS软件强大的动力学分析功能，对牛头刨床六杆机构进行动力学仿真．1 运动学分析1.1 数学模型的建立牛头刨床六杆机构的运动简图如图1所示．已知l1=125 mm，l3=600 mm，l4=150 mm，l5为从动件，设构件3，4，5的质量分别为m3=20 kg，m4=3 kg，m5=62 kg；构件1,2的质量忽略不计，各杆的质心都在杆的中点处，构件3,4绕质心的转动惯量JS3=0.12 kg/m2，JS4=0.00 025 kg/m2，该机构在工作进程时刨头5受与行程相反的阻力Fr=5 880 N．根据以上要求，牛头刨床关键点坐标设置如表1所示．表1 牛头刨床关键点坐标Tab.1 The coordinates of key points of shaper关键点Point _APoint_BPoint_CPoint_DPoint_E坐标值(0,275,0)(125275,0)(0,0,0)(248.24,546.24,0)(101.02,575,0)1.1.1 位移分析先建立一直角坐标系，C点为坐标原点，并标出各杆矢量及其方位角，各构件构成矢量封闭形，机构各矢量构成2个矢量封闭方程为l6+l1=s3， (1)l3+l4=l6+sE， (2)将式(1)(2)写成两坐标轴上的投影式，得l1cos θ1=s3cos θ3，l6+l1sin θ1=s3sin θ3， (3)l3cos θ3+l4cos θ4=sE，l3sin θ3+l4sin θ4=l6． (4)联解以上式子，即可求得滑块2沿摆动杆3的位移量s3，构件3,4的角度θ3，θ4及刨头E点的位移量sE．1.1.2 速度分析由式(3)，(4)对时间求导，写成矩阵形式得(5)解线性方程组(5)即可求得滑块2沿摆动杆3的滑动速度构件3,4的角速度ω3，ω4及刨头E点的速度vE．1.1.3 加速度分析由式(5)对时间求导，写成矩阵形式得(6)解线性方程组(6)即可求得滑块2沿摆动杆3的滑动加速度构件3,4的角加速度α3，α4及刨头E点的加速度αE．由以上各式，即可得到牛头刨床六杆机构刨头E点的位移、速度和加速度．1.2 运动学建模及仿真1.2.1 创建模型及添加运动副和驱动根据表1中各关键点坐标，建立曲柄1，滑块2，摆动杆3，连杆4和刨头5模型，如图2所示．根据各构件之间的运动副关系添加运动副，并选择曲柄1为主动件，添加旋转驱动，完成运动的设置．1.2.2 运动仿真及结果后处理运行仿真后，将测量出的原动件曲柄1的转动角度与刨头E点的位移、速度和加速度放在同一坐标系中(图3)．由图3可以看出，原动件转动在何种位置时，刨头E点的位移、速度和加速度最大(或最小)．通过ADAMS的后处理，可得刨头E点的最大位移与最小位移分别为128.1，-417.3 mm，故其行程为545.4 mm．从图3中可以看出，刨头在切削进程阶段比较平稳，在返回时较快，说明六杆机构具有急回特性，与实际情况相符合，满足要求．在理论计算中，当曲柄1与摆动杆3垂直时，刨削位置达到极限位置，由此可算出θ1为333 °和207°．根据式(3)、(4)可计算出极限位移，故行程S=|127.93-(-416.85)|=544.78 mm．与仿真结果相当，因此仿真是正确的．2 动力学分析2.1 数学模型的建立根据前述运动学仿真求得的相关构件加速度值，可确定出各构件所受的惯性力及惯性力矩．各构件受力如图4所示，设Fi为作用在第i个构件上的惯性力，Mi为第i个构件上的惯性力矩，Md为加在构件1上的平衡力矩，根据构件上所有外力在x轴上的投影的代数和为零，构件上所有外力在y轴上的投影的代数和为零以及构件上所有外力对其质心Si的力矩代数和为零，对各构件列平衡方程如下.对构件1有F21x+F61x=0，F21y+F61y=0，-(yB-yA)F21x+(xB-xA)F21y+Md=0. (7)对构件2有F12x+F32x=0，F12y+F31y=0. (8)因各力对质心取矩代数和恒为零，故无法列出力矩平衡方程．根据几何约束条件，可以列出以下方程作为补充方程，即F32xcos θ3+F32ysin θ3=0. (9)对构件3有F43x+F23x+F3x+F63x=0，F43y+F23y+F3y+F63y-m3g=0，-(yD-yS3)F43x+(xD-xS3)F43y-(yB-yS3)F23x+(xB-xS3)F23y+(yS3-yC)F63x-(xS3-xC)F63y+M3=0. (10)对构件4有F54x+F4x+F34x=0，F54y+F4y-m4g+F34y=0，-(yE-yS4)F54x-(xS4-xE)F54y+(yS4-yD)F34x+(xD-xS4)F34y+M4=0． (11)对构件5，由于导路对刨头5只产生垂直反力F65，但力作用点未知．因此可以这样处理：把反力F65向质心S5简化，可得反力F65和反力矩M65．列方程如下，即F45x+Fr+F5x=0，F45y+F65-m5g=0，F45yxS5+M65=0. (12)将上述各构件的平衡方程式，整理成以运动副反力和平衡力矩为未知量的线性方程组，并写成矩阵形式，即CFR=D， (13)式中：C为系数矩阵；FR为未知力矩阵；D为已知力矩阵，其中.2.2 动力学建模与仿真2.2.1 添加质量和转动惯量及阻力按已知条件分别设置曲柄1，滑块2，摆动杆3，连杆4和刨头5的质量和转动惯量，并对刨头5设置阻力Fr=5 880 N，完成动力学仿真的设置．2.2.2 动力学仿真及结果后处理仿真结束后，右击曲柄1与大地之间运动副JOINT_1即可查看运动副A处的约束反力及平衡力矩Md，如图5和图6所示．刨头5所受阻力Fr如图7所示，同时也可以查看刨头5所受的垂直反力F65随时间的变化曲线，如图8所示．从图5可以看出，牛头刨床刨头在工作进程中，机构在x(水平)方向的受力明显比y(垂直)方向要平滑些，且力的方向没有变化，而y(垂直)方向的受力却出现了较大的变化．因此可以得出，y(垂直)方向的受力主要是由于机器振动而引起．由图6可以看出，牛头刨床刨头在工作进程中，平衡力矩变化较平缓，而空行程时变化较大，符合实际要求，故仿真是正确的．3 结语通过六杆机构仿真输出曲线图可以看出：牛头刨床工作进程中速度较平稳，加速度值较小；回程时速度变化大，加速度值也较大，具有急回特性，仿真结果与实际相符合．运用ADAMS仿真直观揭示了牛头刨床刨头的运动规律和各构件的受力状态，与矩阵求解相比，更加形象生动．通过对牛头刨床六杆机构进行建模、运动学及动力学仿真分析，实现了机构设计的形象化和量化的完美统一，大大提高了设计效率和质量，节省了时间和成本．参考文献：[1] 敏政，邵翔宇，王乐，等.多目标规划下的牛头刨床优化设计[J].机械与电子，2009(9):24-26.[2] 黎新，王国彪.牛头刨床的遗传优化设计[J].机床与液压，2006(10)：40-42.[3] 陈立平.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程[M].北京:清华大学出版社,2005:15-200.[4] 李旭荣，郑相周.基于ADAMS的牛头刨床工作机构虚拟样机设计与动态仿真[J].中国工程机械学报，2007，5(4)：437-439.[5] 李龙海.基于SIMULINK的平面六杆机构仿真分析[J].机械设计与制造，2009,10(1)：154-156.[6] 杨双龙，战强，马晓辉，等.基于ADAMS的锁紧臂机构的动力学仿真及参数化分析[J].机械设计与制造，2010,11(11):26-28.[7] CHANG DEGONG, LI HENG, XIAO ZHIJUAN, et al. Kinematics Simulation of Air Splicer Shearing Mechanism Based on ADAMS[C]//2009 Second International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation-ICICTA2009, IEEE Computer Society. 2009: 75-77.[8] 张国凤，李革，赵匀.两种牛头刨床机构的动力学特性分析与比较[J].农机化研究，2005,5(3):66-68.[9] 宋晓华，方坤礼，吴军.基于Matlab的机构动力学仿真分析[J].煤矿机械，2005(2):51-53.[10] 王栗，覃岭，阮卫平，等.机械式压力机曲柄六杆机构运动学特性分析[J].机械传动，2011,35(1):59-61.。
基于ADAMS的四连杆机构运动学分析
基于ADAMS的四连杆机构运动学分析任晓路【摘要】介绍了基于ADAMS的四连杆机构运动学在ADAMS三维仿真教学环境下所使用的主要建模方法,分析了其主要运动受力情况.通过仿真实验结果对比分析发现,运用ADAMS进行运动学仿真软件实验分析,可以突破平面图纸的分析局限性,ADAMS仿真软件辅助教学能够在四连杆机构运动学的教学中起到有效的应用价值.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2018(033)011【总页数】3页(P117-119)【关键词】ADAMS;四连杆机构;运动学【作者】任晓路【作者单位】九州职业技术学院,山东新泰221116【正文语种】中文【中图分类】TH113.2引言四连杆机构是一种较为常见且尤为重要的机构，不同的机构杆件之间，需要实现转动副连接，由此平面四连杆机构通常也被称之为铰链四连杆机构[1]。
四连杆机构具备诸多优势特点，整体结构较为简单，且工作应用质量比较可靠，被广泛地应用于机床、机械等工作中。
随着计算机信息技术的不断创新和研发，计算机仿真教学更成为实验室教学开展中一种尤为重要的教学变革方式[2]。
本次研究基于ADAMS展开对四连杆机构仿真运动学分析，为研究型实验教学开展提供可行性思路及相应做法[3-4]。
1 机械仿真软件简述机械方阵分析主要包括三类：几何建模、结构分析和运动学分析。
1.1 几何建模通过借助CAD等几何建模软件，在实验过程中借助软件所存在的图像转换以及交互技术，达到曲面、实体等不同造型的技术类绘画[5]。
当前被广泛应用的几何建模仿真软件，主要包括了Auto CAD、SolidWorks、SolidEdge以及Pro/E等[6]。
在应用Auto CAD仿真软件的过程中，该软件具备了较为强大的二维绘图编辑功能，但是该软件同样存在一定不足之处，就是通过在将实体模型转变为工程图的具体操作过程中，整体步骤相对比较繁琐。
通过借助SolidWorks、SolidEdge以及Pro/E软件，能够更加直观且精准地实现组件内部结构。
基于ADAMS的移动导杆机构的动力学分析
本文给出同机分体异步薄板冲压成形工艺的概 念 ,说明并归纳关键技术 。该技术在换热器半片成形 的研究中得到运用 , 证明是一种行之有效的加工方 式 ,尤其是针对小批量生产的中小型企业更为适用 。
参 考 文 献: [ 1 ] 李硕本. 冲压工艺理论与新技术 [M ]. 北京 :机械工
业出版 , 2002. [ 2 ] 肖景容 ,姜奎华. 冲压工艺学 [M ]. 北京 :机械工业出
得移动导杆的近似运动方程为 :
x = r cos (ωt) + l 1 - 1 r 2 + 1 ×r2 cos( 2ωt)
4l
4l
……………………………………………… ( 1)
将式 ( 1)对时间取一阶导数 , 可求得导杆移动的
速度方程为 :
v = - ωr sin (ωt) - 1 ×r2ωsin ( 2ωt) ……… ( 2) 2l
图 3 曲柄运动曲线
另外 ,移动导杆的运动是由原动件曲柄 1 直接来 传递动力 ,通过分析可见 ,传动角 Ψ 始终较大 , 即使当 φ = ±90°时 ,也不会出现死点 (Ψ ≠0) , 所以移动导杆 机构有较大的机械效率 。
4 结语
在机构设计过程中 ,应该对机构通过合理的计算 机软件进行动力学分析 ,研究其动力学特征 ,设计合 理的结构 。实践表明 ,移动导杆机构在某型发射装置 的设计应用相当成功 ,使用效果良好 。此外 ,由上面 的分析过程可看出 ,在设计的初始阶段 ,用户不必要 从数学上面对结构的运动学方程及其求解进行繁琐 的分析 、推导和论证 ,运用 ADAM S软件就可对机构进
ep,
2 1
- 1) ln r2 rep, 2
- 1]
…………………
基于AMAMS 四连杆机构运动学分析
摘要利用计算机对机械设计的必然趋势。
该文简述利用机构设计与分析软件ADAMS对曲柄连杆进行设计与分析。
仿真得到的机构运动学特性，与理论计算结果吻合较好，可为曲轴连杆的优化和改进设计提供依据。
关键词：机构分析、曲柄连杆、ADAMS软件目录摘要 (1)一、工程背景 (3)1.1研究对象简介 (3)1.2ADMAS软件 (3)二、四连杆机构原理 (5)2.1基本概念 (5)2.2 平面四杆机构的基本特性 (5)2.2.1曲柄存在条件 (5)2.2.2急回特性及行程速比系数K (6)2.2.3压力角和传动角 (8)2.2.4 死点 (9)三、ADAMS求解动力学基本原理 (10)3.1AMAMS求解原理 (10)3.2仿真计算过程 (11)四、仿真模型建立 (13)五、仿真结果与分析 (15)参考文献 (20)一、工程背景1.1研究对象简介四连杆机构在通用机械、纺织、食品、印刷等工业领域有着广泛的应用，是机构运动弹性动力学的一个主要研究对象。
连杆机构高速运行时，在外力与惯性力作用下，构件会发生不可忽略的振动。
为提高轨迹精度，减小振动，使机构能够准确、高效的工作，必须对这种有害的振动响应加以控制。
目前基于四连杆机构振动特性分析的机构运动弹性动力学研究正日趋完善，但如何改善机构的动态特性，有效地抑制弹性机构的有害振动，是机构学界面临的一个重要的研究课题。
1.2ADMAS软件ADAMS，即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc。
)开发的虚拟样机分析软件。
目前，ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。
根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近八千万美元，占据了51%的份额。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库，约束库，力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学，运动学和动力学分析，输出位移，速度，加速度和反作用力曲线。
基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析论文
基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析论文摘要：六连杆机构是一种常见的机械结构，广泛应用于机械工程领域。
本文以ADAMS软件为工具，对六连杆机构的运动学进行了分析。
通过建立六连杆机构的模型，并设置合理的运动学约束条件，可以准确地描述机构的运动规律。
通过对模型进行求解和仿真，可以得到机构各连杆的位移、速度和加速度等关键参数。
通过分析这些参数的变化规律，可以深入理解六连杆机构的运动特性，并为机构的设计和优化提供理论依据。
本文通过对六连杆机构的运动学分析，验证了ADAMS软件在机构分析中的有效性和准确性，对于提高机构设计的效率和可靠性具有重要意义。
关键词：ADAMS；六连杆机构；运动学分析；模型建立；仿真1.引言六连杆机构是一种典型的机械运动结构，具有广泛的应用前景。
在机械工程领域，六连杆机构被广泛应用于发动机、变速器、悬挂系统等装置中。
在这些应用中，准确地分析六连杆机构的运动学特性对于机构设计和优化具有重要意义。
2.模型建立在ADAMS软件中建立六连杆机构的模型是进行运动学分析的第一步。
模型需要包括六个连杆和几个关节。
通过设置适当的约束条件，模拟机构的运动。
通过添加质点和其他物理特性，可以更准确地描述机构的运动。
3.运动学约束条件为了准确地描述六连杆机构的运动，需要设置合理的运动学约束条件。
这些约束条件可以包括连杆的长度、角度、运动范围等。
通过调整这些约束条件，可以模拟机构在不同工况下的运动。
4.求解和仿真通过对六连杆机构模型进行求解和仿真，可以得到机构的位移、速度和加速度等关键参数。
这些参数的变化规律可以直观地反映六连杆机构的运动特性。
通过研究这些特性，可以发现机构的局限性和改进方向。
5.结果分析基于ADAMS软件的运动学分析可以得到六连杆机构的运动规律。
通过分析仿真结果，可以得出结论如下：（1）六连杆机构的运动较为复杂，各连杆之间的相互作用会导致运动规律的改变；（2）约束条件的变化会对机构的运动产生较大的影响；（3）仿真结果和理论计算结果吻合较好，验证了ADAMS软件在机构分析中的准确性和有效性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
[ 4] 王国强 , 张进平 , 马若丁 .虚拟样 机技术及其 在 ADAMS上的实践 [ M] .西安 :西北工业大学出版社 , 2002.
[ 5] 胡松 , 邹慧君 , 张青 , 等 .机 械运动方 案实体模 型实现可 视化动态 模拟的研究 [ J] .机械设计与研究 , 2003, 19(3):14-16.
[ 1] 宋晓华 , 黄 云峰 , 肖俊建 .利用闭 环矢量 方程进 行机 构运动 分析 [ J] .轻工机械 , 2005, 23(1):60-62.
[ 2] 赵小刚 , 李 永春 .MATLAB/Simulink软件的 曲柄导 杆机构 运动学 仿真 [ J] .轻工机械 , 2007, 25(6):39-41.
[ 6] 田云峰 , 郑巍 .基 于 ADAMS的移动 导杆机 构的动 力学分 析 [ J] . 现代制造工程 , 2006(3):60-61.
[ 信息 · 简讯 ]
· 行业简讯· 加铝将投入 1 700万欧元用于开发中欧包装市场
加铝包装 (AlcanPackaging)是力拓加铝 (RioTintoAlcan)的一个子公司 , 该公司决定在中欧包装市 场投资 1 700 万欧元 。 加铝 包装准备在捷克共和 国的诺维比多夫地区建立一个软包装工厂 , 为该地区 的食品市场提供产品 。
约束副
相关构件
固定副 转动副 1 转动副 2 转动副 3 移动副
机架 曲柄、机架 曲柄、滑块 导杆、机架 滑块、导杆
3 仿真分析 建好 模 型 后 , 在 ADAMS/View中 调用 ADAMS/
Solver进行仿真计算 , 就可获得各个构件的运动特性 。 在仿真分 析 中 , 给定 曲柄 的角 速度 ω=300 (°)/s, ADAMS/Solver就会自动输出构件的位移 、速度 、加速 度等 。 这些输出值通过 ADAMS/View中的 Plotting以 图形形式输出 , 从而能清晰地看出他们在仿真过程中 的变化规律 [ 6] 。图 3为滑块质心的运动曲线 , 图 4为 摆动导杆质心的运动曲线 。 4 结束语
摘 要 :针对图解法和解析法分析四杆机构运动规律暴露出的问题 , 提出了 采用 ADAMS软件对四 杆机构进行 运动学分 析的观点 。 以摆动导杆机构为例 , 详细介 绍了整 个分析 过程 。 结果 表明 , 使用 ADAMS软件 分析四 杆机构 运动规律 , 操 作过程简单明了 , 仿真结果可信 。 关 键 词 :摆动导杆机构 ;ADAMS软件 ;运动学仿真 中图分类号 :TH112.1;TP391 文献标志码 :A 文章编号 :1005-2895(2008)05-0038-02
第 26卷 第 5期 2008年 10 月
轻工机械 LightIndustryMachinery
Vol.26 No.5 Oct.2008
[ 研究 · 设计 ]
基于 ADAMS软件的摆动导杆机构 的运动学分析
张庆功 , 马晓丽 , 周兆忠
(浙江工业大学浙西分校 机电工程系 , 浙江 衢州 324000)
加铝包装总裁兼 CEO戈登先生 (IleneGordon)表示 , “这次投资将巩固我们 在快速增长的中欧市场的地位 。 这是加铝包装发展 战略中最新也是非常 重要的一步 。”而新工 厂主要从事软包装的生产和 凹版印 刷 。 这个工 厂预计 在 2009年 第 4季度 投入运 营 , 预 计首期将招收 100名员工 。
0 引言 摆动导杆机构是一种应用比较广泛的平面连杆机
构 , 它将曲柄的旋转运动转换成 为导杆的往复摆 动 。 对摆动导杆机构的运动分析 , 即构件上特定点的位移 、 速度和加速度分析, 常用的方法有图解法和解析 法 [ 1-2] 。图解法较直观 、方便 , 但是精度不高 , 需要反复 作 图 ;而 解 析 法 人 工 计 算 运 算 量 大 , 容 易 出 错 。 ADAMS软件是以多刚体运动学理论为基础的机构动 力学 、运动学仿真软件 , 可以产生复杂机械系统的虚拟 样机 , 真实地仿真其运 动过程 [ 3] 。因 此 , 本文 将采用 ADAMS软件对特定的摆动导杆机构进行运动学仿真 研究 , 以期获得该机构的位置 、速度和加速度 等运动 参数 。
Abstract:Focusingontheproblemsexposedinanalysingthekinematicslawoffourbarmechanismbygraphologyand analytics, thepaperproposedtoadoptADAMS(automaticdynamicanalysisofmechanicalsystems)softwareinkinematics analysisoffourbarmechanism andtookoscillatingguidebarmechanism asanexample, gavedetailedintroductionof wholeanalyticsprocess.Theconclusionshowedthatanalysisofkinematicslawoffourbarmechanism withADAMS softwarewassimpleandsimulationresultwascredible. Keywords:oscillating-guide-barmechanism;ADAMSsoftware;kinematicssimulation
1 工作原理 图 1为摆动导杆机构 , 曲柄 AB为原动件 , 导杆 BC
是从动件 , 通过滑块 B将曲柄 AB的连续转动转变为 导杆 BC的 往复 摆动 。 给定 AB=100 mm, AC=350 mm., 曲柄 AB以 n=50 r/min匀速旋转 , 曲柄 AB的初 始位置为水平位置 。 2 样机模型
收稿日期 :2008-02-01 作者简介 :张庆功 (1972 - ), 男 , 湖北天门人 , 硕士 , 讲师 , 研究方向为虚拟样机技术 、先进制 造技术 。
[ 研究 · 设计 ]
张庆功 , 等 基于 ADAMS软件的
表 1 摆动导杆机构运动模型约束映射表
(摘自 《中国纸网 》 2008-07-16)
采用 ADAMS2005 建立虚拟 样机 。 首 先 , 根 据几 何关系计算出图 1中 B和 C点的坐标 (假定 A点为坐 标原点 ), 用连杆构件连接各点 , 构造出曲柄 、滑块和 导杆的三维模型 [ 4] 。然后 , 在曲柄 、机架 、滑块和导杆 之间创建相应的约束副 , 并在曲柄与机架的转动副处 添加旋转驱动 , 如表 1所示 [ 5] 。最后 , 得到如图 2所示 的摆动导杆机构虚拟样机 。
本文采用 ADAMS软件对摆动导杆机构虚拟样机 进行运动学分析 , 得到了摆动导 杆机构的运动曲 线 。 实践表明 , 虚拟样机技术简便 、直观 、可靠 , 避免了解析 法繁琐的分析 、推导和论证过程以及图解法反复绘图 和精度不高的问 题 。运用 ADAMS软件 对机构进 行分
析和论证 , 仿真得到各个构件的运动特征 , 有利于机构 设计初期方案的筛选和优化 。 参考文献 :
KinematicsAnalysisofOscillating-Guide-BarMechanism withADAMSSoftware
ZHANGQing-gong, MAXiao-li, ZHOUZhao-zhong
(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering, WestBranchofZhejiangUniversityofTechnology, Quzhou324000, China)