基于ADAMS软件的啤酒瓶装箱机双四杆机构的运动仿真优化(1)
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。
基于adams的摆环机构运动仿真及优化设计
基于adams的摆环机构运动仿真及优化设计：
摆环机构是一种基本的机械运动装置，它具有结构简单、节省空间、运动可靠性高等
特性，被广泛应用于机床、注塑机等多个机械工程。
Adams是用于机械系统动力学仿真的一种软件，它可以用来仿真摆环机构的运动时响应特性，为优化设计提供了有效支持。
Adams能够仿真摆环机构流程和多个运动参数之间的相互作用，可以准确表示摆环机
构运动变化，是实现摆环机构优化设计的重要工具。
举例来说，Adams能够根据摆环机构
内部参数计算两个自由度的力学链条参数，并计算其运动特性，为给定的摆环机构结构指
定精确的位置。
此外，由于Adams可以模拟摆环机构内部多个参数之间的相互影响，因此
能够准确预测摆环机构的运动变化。
Adams的优势还可以体现在优化设计中。
借助于Adams，我们可以从一系列不同的输
入参数，其中包括质量、运动参数、力学链条等参数，寻求摆环机构最优解。
Adams还可
以模拟出足够精确的摆环机构运动轨迹，利用这些模拟数据来确定新的摆环机构结构及运
动参数的一系列范畴，通过这种设计也可以实现优化设计的效果。
另外， Adams还可以实现精确模拟，以及流体动力学分析等多种功能，同时也可以进行参数优化和对比分析，根据收集的实际数据，快速验证摆环机构的结构参数和运动参数，从而可以更有效地实现优化设计，提高生产效率。
总之，Adams可以用于摆环机构的仿真和优化设计，其准确的运动仿真和多功能优化
支持使得摆环机构可以更加精确的满足设计要求，从而提升设计效率。
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作者：栾建举杜茂华来源：《软件》2020年第02期摘 ;要：机械四连杆机构是机械类的典型机构，其设计与运动分析具有很强的理论性和实践性。
针对作图法和解析法对该类机构进行运动分析的不足，在基于经典机构学理论的基础上，采用ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）动力学仿真方法，可实现对铰链四杆机构的运动特性的直观、高效而准确的计算机辅助分析。
然后，采用多体系统动力学理论，通过ADAMS分析了机构的简化方法并进行运动学仿真，对四连杆机构中杆件的传动角、位移、速度及运动轨迹进行了分析。
关键词：;四连杆机构;多体系统动力学;ADAMS运动仿真中图分类号： TP391;;;;文献标识码：;A;;;;DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.02.035【Abstract】： Mechanical four-bar linkage is a typical mechanism of mechanical category. Its design and motion analysis have strong theoretical and practical properties. In view of the shortcomings of drawing method and analytical method in kinematic analysis of this kind of mechanism， on the basis of classical mechanism theory， Adams （automatic dynamic analysis of mechanical systems） dynamic simulation method can be used to realize the intuitive， efficient and accurate computer-aided analysis of the kinematic characteristics of the four-bar mechanism. Then，based on the multi-body system dynamics theory， the simplified method of the mechanism is analyzed by Adams and the kinematic simulation is carried out. The transmission angle，displacement， speed and motion track of the members in the four-bar mechanism are analyzed.【Key words】： Four-Bar linkage mechanism;;Multi-body system dynamics; ADAMS;motion simulation0;;引言机械四连杆机构是一种机械类的典型机构，常见的平面连杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
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机械四连杆机构是一种常用的机构形式，它广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机、机床、机器人和机械手等。
本文基于ADAMS软件，对机械四连杆机构进行运动仿真分析，并对仿真结果进行分析和讨论。
一、ADAMS软件介绍ADAMS是一款专门用于多体动力学仿真分析的商业软件，它可以用来仿真各种机械系统的动力学特性，包括车辆、飞机、机器人以及各种机械机构等，还可以分析机构的运动轨迹、速度、加速度、力矩等参数。
在本文中，我们将利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行仿真分析，探究机构的运动规律和特性。
二、机械四连杆机构的结构和运动特性机械四连杆机构由四个连杆组成，其中两个连杆为机构的输入和输出轴，另外两个连杆则起到连接作用。
机构的结构如图1所示。
图1 机械四连杆机构结构示意图机械四连杆机构的运动特性与其连杆长度、角度以及连接方式等因素密切相关，下面我们将对机构的运动特性进行详细的分析。
1. 运动自由度机械四连杆机构的运动自由度为1，即只有一维平动或旋转方向。
2. 平衡性机械四连杆机构具有良好的平衡性，可以在很大程度上减小机构的惯性力，提高机构的稳定性。
3. 运动规律机械四连杆机构的运动规律比较复杂，难以用解析方法进行求解。
通常采用动力学仿真和实验方法，对机构的运动规律进行研究和分析。
为了探究机械四连杆机构的运动规律和特性，我们利用ADAMS软件对机构进行仿真分析。
仿真模型如图2所示。
在仿真过程中，我们可以通过改变机构的输入参数，如连杆长度、连杆角度等，来观察机构的运动规律和特性。
下面我们将举例说明。
1. 连杆长度变化时机构的运动规律改变机构的输入连杆长度，可以观察到机构的运动规律发生了显著的变化。
当输入连杆长度L1=100mm、L2=200mm时，机构的运动规律如图3所示。
图3 机构运动规律图（L1=100mm、L2=200mm）从图3中可以看出，当输入连杆开始旋转时，机构的输出连杆也随之旋转，但是旋转速度比输入连杆慢，这是由于机构的连杆长度不同，导致机构的角度运动不同所致。
基于ADAMS软件的啤酒瓶装箱机双四杆机构的运动仿真优化
（ ． ｅａｔｅｔ ｆ ｃａｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｈ ｎ ｎＵ ｉｅ ｉ ｆ ｅｌ ｌ ｙ Ｚ ｕｈｕ４ ２０ ， ｌｎ ； １ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｈ ｎ ａ Ｅ ｇｎｅ ｎ ， ｕ ａ ｎ ｒｔ ｏ Ｔ ｃ ｏ ，ｈ ｚｏ １０ ８ Ｃｆ ａ ｍ ｏ Ｍｅ ｃ ｉ ｖ ｓｙ ｍｏ ｇ ｉ
ｓ ｗ ｒ Ａ Ａ ．Ｆｒ ｉｅ ａ ｃ ｉ ｕａｉ ｎ ｌｓｄ ｗｔ ｓｖ ｔａ ｐｏｏ ｐ ，ｔｅ ｆ ｒｐ ｒｍ ｔｚ ｇｔｅｍｏ ｅ， ｏ ａｅ Ｄ ＭＳ ｉ ｔｋｎ ｍ ｔ ｓｓ ｌ ｏ ａ ａ ｅ ｉ ｉ ｉｕｌ ｒｔ ｙ ｅ ｈ ｎ ａ ｅ ａａ ｅ ｉｎ ｈ ｄ ｌ ｔ ｆ ｓ ｉ ｍ ｔｎ ｙ ｈｔ ｒ ｔ ｔ ｒｉ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ａ ｋｅ ；ｔ ｎ ｆ ｕ —ｉ ｋ ｍｅ ｈａ ｉｍ ；ｋ ｎ ｍａｉ ｓ ｓｍｕ ａ ｉｎ；ｏ ｉ ｚ ｔｏ ｅ ｉｎ ｄｓ ｐ ｃ ｒ ｗｉ —ｏ ｒｌｎ ｃ ｎ ｓ ｉｅ ｔ ｉ ｌｔ ｃ ｏ ｐｔ ｍｉａ ｉｎ ｄ ｓｇ
１ 装箱 机原 理及 工作 流程
分析和优化设计 。首先 建立了该机构 的虚拟样机模型 ， 行运动 学仿 真分析 ， 将模 型作参数化 处理 ， 过对每 个 并进 然后 通
设计 变量进行灵敏度分析 ， 选取其 中灵敏度最 高的几个变量进行 优化 评估 ， 最后得到优化结果 。 关 键 词： 装箱机 ； 四杆机构 ； 双 运动仿真 ； 优化设计
（． 南工业 大学 机械 工程 学 院 ， 南 株 洲 ４ ２０ ； １湖 湖 １０ ８ ２ 长 沙 中联 重工科技 发展 股份 有 限公 司 ，湖 南 长沙 ４００ ） ． １０７
摘 要： 为提 高装箱机 的工作效率和获得 较好 的使 用性能 ， 采用机械 系统仿 真软件 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ针对其 双四杆机构 进行仿 真
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.引言机械四连杆机构是一种常见的机械结构，它由四个连杆组成，通过转动连接在一起，能够实现复杂的运动。
对于这种机构的运动行为进行仿真分析，可以帮助工程师们更好地理解其工作原理和性能特点，为设计优化和控制提供可靠的理论基础。
本文将介绍基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析的方法和结果，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
2.问题描述机械四连杆机构的运动仿真分析主要涉及以下几个问题：首先是机构的运动学特性，包括连杆的运动轨迹、角度、速度和加速度等；其次是机构的力学特性，包括连杆的受力情况、驱动力和阻力等；最后是机构的动力学特性，包括连杆的动力学模型、运动过程中的能量转换和损耗等。
通过分析这些问题，可以全面了解机械四连杆机构的运动规律和工作性能，为相关工程设计和控制优化提供重要参考。
3.基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析方法ADAMS（Adams Dynamics）是一款专业的多体动力学仿真软件，可以对多体机械系统的运动行为进行模拟和分析。
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析主要包括以下几个步骤：建立模型、设定运动和约束条件、进行仿真计算、分析结果并优化设计。
3.1 建立模型首先需要在ADAMS软件中建立机械四连杆机构的三维模型，包括连杆、连接点、驱动装置等。
通过软件提供的建模工具，可以简单快速地绘制出机构的几何结构，并添加材料、质量、惯性等物理属性，为后续的仿真计算做好准备。
3.2 设定运动和约束条件在建立好模型后，需要设定机械四连杆机构的运动和约束条件。
通过ADAMS软件提供的运动学分析工具，可以简单地定义连杆的转动角度、线速度和角速度等运动参数，同时添加约束条件，限制机构的运动范围和姿态，以保证仿真计算的准确性和可靠性。
3.3 进行仿真计算设定好运动和约束条件后，即可进行仿真计算。
ADAMS软件提供了理想化模拟和实验数据验证两种仿真方式，可以根据需求选择合适的方法进行计算。
基于Matlab和ADMAS的四杆机构运动仿真
２ Ｍ ａｌｂ程 序 设 计 ｔ ａ
当数 学 模 型 完 成 后 ， 接 着 我 们 在 Ｍ 文 件 中 来 编 写 紧
（） ２
则 Ａ（Ｃ在 任 意 时刻 的 角度 为 ： ）
ｔ ，一 ｔｄ ｇ ， ｅ ／ ８ １Ｏ
程 序 实 现平 面 四杆 机 构 的 运 动 轨 迹 仿 真 。
籀ｌ卷 第９ Ｏ 划
２ １｝ 月 ０１ ‘ ９
软 件 导 刊
Ｓｏｆｗ ａ ｅＧｕｉ ｅ ｔ ｒ ｄ
Ｖｏｌｌ ０ ９ ０Ｎ Ｓｅ ． ０ １ ｐ ２ ｌ
基 于 Ｍａ ｔａ ｌｂ和 ＡＤ ＭＡＳ 的 四杆 机 构 运 动 仿 真
周 展 张 钢 。 林 富 生 ， ，
（ ） 义 已 知 常 量 １定
１ — ２０ ｍ； １ ９ｒ ａ
１ — １Ｏ ｍ ： ２ ｌｍ １ — ２Ｏ ｍ ： ３ ５ｍ １ — ２０ ｍ： ４ ４ ｒ ａ
ｗ ２＝ ２ ｐ ： ０ ｉ
图 ｌ 四 杆机 构 模 型
其 中 为 任 意 时刻 的 ＡＯＣ的 弧 度 ， 已知 常 量 。 是
１ ３ ＡＦ、 一 ＡＣ ｂ ａ Ｏ、 一 ＡＣ ｅ ＡＣ， Ｂ、 — ＡＤ、 ＤＣ、 Ｏ 的 杆 Ｃ
由 此 可 得 任 意 时 刻 ａ点 的 运 动 轨 迹 坐 标 为 （ ｘ ａ ） ａ ，ｙ ， 其中 ：
ａ ｒ ２＊ ｃ ｓ ｔ ） ｏ （ ２
ａ 一 ｒ ２＊ｓ ｎ（ ２ ｉ ｔ）
（． １ 武汉 纺 织 大学 机 电工程 与 自动 化 学院 ， 北 武汉 ４ ０ ７ ； ． 迪 电器 ， 湖 ３０ ３２ 港 湖北 武 汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ １
摘 要 ： 链 四杆 机 构 是 机 械 设 备 中 最基 本 的 机 构 类 型 之 一 ， 它为 研 究对 象 建 立数 学 模 型 ， 用 ＭＡ Ｂ编 程 与 铰 以 应 ＴＩ Ａ
基于ADAMS的模切机双肘杆机构的运动学仿真分析
用旋转副 约束 。 曲柄与地连接的转动副上添加 在
精密 制造 与 自动 化
２ １ 第 ３期 ０ ２年
基于 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ的模切机双肘杆机构的运动学仿真分析
高 丽 丽
（ 上海 理工大 学
摘
上 海 ２０９ ） ０ ０ ３
要 以模切 机双 肘杆机构为研 究对象 ，对其进行 了运动学分析 。采用传统 的方法来分析机构运动学 时计算量
大 ，直观性较差 。为 了提高模切机设计 的效率和可靠性 ，介绍 了采用虚拟仿真技术对模切机双肘杆机构进行仿真 研究 。将在ＰｏＥ￣建好 的模型导￣Ａ ＭＳ ｒ／ ＤＡ 对其进行机构运动学分析 ，从而得 出了运动学 曲线 ，为 以后 的机构动
为 ｘ ｔ格 式 的 文 件 ，然 后 导 入 到 ＡＤＡＭＳ中进
图 ５ 动平台滑动 位移 曲线
行 仿 真 ，首 先选 取适 当 的坐标 系与 单位 ，调 整视 图
到其 运动 的范 围及 极 限位置 ，为安装 和 调试 带来 了 便利 。通过仿真 ，可 以分析其运动 的一些特 性 ，这 种
态 静 力 分 析 和 参 数 优 化 提 供 准 确 的计 算 依据 。 关键词 模切机 双肘杆 Ａ Ｍ Ｓ 运 动 学 ＤＡ
模切 机 是 印刷包 装 行业压 制 纸盒 、 纸箱 等 纸制
品 的专用 设 备 ， 印刷 包 装行 业 中重要 的表 面 装饰 是
模切 机 的工作 原理 是通 过上 、 下平 台接触对 压
的应 用 软件 ，应 用Ａ ＤＡＭＳ 件对 模切 机 双肘 机构 软 进 行运 动仿 真 ， 与传 统 的平面 机 构运 动分 析方 法如
劣 ，对 模切机 的速 度 、精度 及 其稳 定性 都有较 大影 响 。双 肘杆机 构 简 图如 图 ２所 示 。
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ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一种常用的机械系统模型动力学仿真软件，通过ADAMS可以对机械系统的运动进行仿真分析。
机械四连杆机构是一种常用的运动转换机构，在机械工程领域中应用广泛。
本文将基于ADAMS对机械四连杆机构进行运动仿真分析，以探究其运动特性。
需要建立机械四连杆机构的模型。
在ADAMS软件中，可以通过建模工具箱进行模型建立。
选择合适的零件进行建模，并定义零件之间的连接关系和运动约束。
根据机械四连杆机构的特点，需要定义四个铰链关节来连接相邻的零件，同时需要设置运动约束以模拟四连杆的运动。
接下来，需要给机械四连杆机构添加驱动器。
驱动器可以模拟对机构施加的力或运动，用以驱动整个系统的运动。
在ADAMS中，可以选择合适的驱动器类型，并设置合适的输入参数。
在机械四连杆机构中，可以选择驱动轮或驱动杆等进行驱动。
然后，进行仿真参数设置。
在ADAMS中，可以设置仿真的时间范围、步长和求解器等参数。
根据需要，可以设置合适的仿真参数，以保证仿真的精度和效率。
完成仿真参数设置后，就可以进行运动仿真分析了。
点击仿真按钮，ADAMS将自动进行仿真计算，并以图形和数值的形式显示仿真结果。
可以通过仿真结果来分析机械四连杆机构的运动特性，包括角位移、角速度和角加速度等。
在分析机械四连杆机构的运动特性时，可以通过改变机构参数或驱动器参数来进行参数分析。
通过调整参数，可以得到不同情况下的运动特性，并进行比较分析，以评估机构的性能和优化设计。
通过ADAMS进行机械四连杆机构的运动仿真分析可以帮助工程师深入了解机构的运动特性，优化设计，提高机构的性能和效率。
ADAMS提供了丰富的建模工具箱和仿真参数设置，使得仿真分析更加方便和准确。
通过仿真分析，可以为机械四连杆机构的设计和优化提供有效的参考和指导。
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摘要：本文利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行了运动仿真分析，通过对其运动性能、力学特性等方面的研究，为机械设计提供了理论基础和技术支持。
1.引言机械四连杆机构是一种常用的传动机构，在机械设计中起着重要作用。
其特点是结构简单、运动稳定、传动精度高，被广泛应用于各种机械装置中。
为了提高机械产品的设计效率和性能，需要对四连杆机构的运动特性进行充分分析和优化。
ADAMS软件是一种专业的运动仿真分析工具，可以对机械系统的运动行为进行较为精确的模拟和分析，具有很高的应用价值。
本文将利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行运动仿真分析，以期为机械设计提供理论基础和技术支持。
2.机械四连杆机构的结构和原理机械四连杆机构是一种由四个连杆组成的传动机构，其结构简单，由四个连杆和四个铰链连接而成。
四连杆机构可以将输入运动转换为输出运动，并且通过连杆长度的设计可以调节输出运动的幅度和速度，具有广泛的应用价值。
机械四连杆机构的原理是通过各个连杆的相对运动，使得输出连杆实现期望的运动轨迹，并且不同的连杆长度和铰链布置可以实现不同的运动方式。
3.ADAMS软件的运动仿真分析ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件是由美国麻省理工学院研发的一款专业的机械系统运动仿真分析工具，具有较高的精度和可靠性。
其建模简便，求解速度快，可以对机械系统的运动行为进行较为真实的模拟和分析。
利用ADAMS 软件可以实现对机械系统的运动学和动力学分析，可以得到系统的速度、加速度、力学特性等参数，为机械设计提供重要参考依据。
4.基于ADAMS的机械四连杆机构建模在ADAMS软件中建模机械四连杆机构，首先需要对其结构进行建模，包括连杆、铰链的参数化等。
其次对各个连杆和铰链的连接关系进行建立，可以根据实际情况进行参数化调整。
最后对系统施加输入运动条件，并设置输出参数，以便进行仿真分析。
ADAMS_机械系统仿真教学实践
28AUTO TIMEAUTOMOBILE EDUCATION | 汽车教育ADAMS 机械系统仿真教学实践——以四连杆机构设计为例姜波 孙德志 张颖 胡晶长春光华学院机械工程学院 吉林省长春市 130033摘 要： A DAMS 机械系统仿真技术已成为机械、汽车相关专业领域进行产品设计与开发的重要技术手段，结合四连杆机构设计，从机构结构分析、模型创建、仿真分析到参数化分析与优化设计，开展ADAMS 软件仿真技术应用的教学，以帮助学生构建ADAMS 机械系统仿真框架，强化实践应用能力。
关键词：ADAMS 机械系统仿真教学 四连杆机构 仿真分析与设计1 引言随着ADAMS 机械系统仿真技术在工业产品设计领域中的广泛应用，ADAMS 软件仿真技术已逐步成为机械工程师的必备技术[1]。
由于该技术与工程力学、机械原理、机械系统运动学与动力学、优化设计等基础理论课程联系紧密，并不易于掌握[2-4]。
为更好地开展该课程的教学，现结合四连杆机构的设计，采用ADAMS软件进行四杆机构的模型创建、运动特性仿真、参数化分析与优化设计，就ADAMS/View、ADAMS/Postprocessor 两大功能模块的应用，帮助学生构建ADAMS 机械系统仿真框架，提高实践应用能力。
2 教学内容与思路四杆机构设计的ADAMS 仿真教学主要包括以下几部分内容：一，以帮助学生将理论知识与ADAMS 软件仿真应用有机结合，在分析机构结构与运动特点的基础上确定结构参数、约束关系、构建仿真模型；二，开展仿真分析，获取运动特性曲线图，并进行运动特性与传动性能分析，找出机构运动中存在的问题；三，针对问题进行参数化分析查找原因，确定主要影响因素；四，以主要影响因素为设计变量、性能优化为目标进行优化设计，取得最优结果。
3 四连杆机构的ADAMS 仿真分析与设计3.1 四连杆机构介绍四杆机构作为最简单的连杆机构，因其为低副面接触，可以承受较大的载荷，便于加工，能实现将主动件的运动和力传递给执行构件，通过改变构件的相对长度即可实现不同的运动，且具有丰富的连杆曲线可以满足各种运动需求，在汽车刮雨器、搅拌机、仪器仪表、机器人、农业机械等机械产品的设计中被广泛采用。
基于ADAMS的平面四连杆机构仿真分析
了虚拟样机技术和ADAMS软件实体建模的方法和过程，并进行了运动学仿真。在设计和分析中将仿真得到的实验数据和
理论计算结果进行了对比，数据结果显示基本一致，验证了ADAMS对四连杆机构设计及运动学分析方法的正确性。
关键词：四连杆机构；实体建模；运动学仿真；ADAMS
中图分类号:TH 112.1；TP 391.7
文献标志码:A
文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员8）06原园017原园3
Simulation for Four-bar Mechanism Based on ADAMS
1
2
WANG Xinhai , CHEN Zhihua
（1. School ofMechanical Engineering and Material,Jiujiang University,Jiujiang 332005,China;
不同的方法建立：一是直接在ADAMS环境下进行实体建
模，然后进行仿真；二是利用三维建模软件 （如Pro/E、
SolidWorks 及 其 他 软 件） 建 立 好 的 模 型 直 接 导 入 到
ADAMS软件中，然后添加相关约束副、驱动力和力矩，即
而进行仿真。
2 四杆机构仿真分ຫໍສະໝຸດ 实例2.1 四杆机构分类2. School of Electromechanical Engineering,Beijing Information Science and Technology University,Beijing 100192,China）
Abstract:The design process of the four -bar linkage mechanism is complicated, and the calculation error is large.
基于Matlab和ADMAS的四杆机构运动仿真
基于Matlab和ADMAS的四杆机构运动仿真作者：周展,张钢,林富生来源：《软件导刊》2011年第09期摘要：铰链四杆机构是机械设备中最基本的机构类型之一，以它为研究对象建立数学模型，应用MATLAB编程与ADMAS建模分别对四杆机构进行仿真分析，获得各点的运动曲线进行对比，两种方法各有所长，分析结果显示直观。
关键词：四杆机构;仿真;运动中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2011）09-0102-020 引言本文以MATLAB、ADMAS为平台，开发了一个平面四杆机构运动轨迹仿真系统，模拟四杆机构的运动仿真，并获得各点的运动轨迹坐标，使设计显得直观，更好地帮助了工程技术人员在机构分析与设计过程中进行优化，提高了工作效率，降低产品开发成本。
1 建立机构运动的数学模型设原动件OA以n转/min的速度匀速转动，求各杆的运动轨迹。
将平面四杆机构看成一个封闭的四边形，连接OB、AC相交于E点，令t2=∠AOC、t4=∠BCD、t3=∠BAF、a=∠ACO、b=∠ACB、e=AC，AD、DC、CO的杆长分别为r1、r2、r3、r4，如图1所示。
由原动件OA以n转/min的速度匀速转动可得OA的角速度为：在MATLAB中还提供了一个实用的用户图形界面开发程序（Guide），它支持可视化编程，可以十分方便地设计出高质量的应用软件图形界面，用户只需要在文本框中输入OA、AB、BC、OC等杆件的长度以及原动件的转速即可快速模拟四杆机构运动轨迹，极大程度地减少了工作量，提高了工作效率。
3 ADMAS仿真分析3.1 创建机构模型(1)创建四杆机构：OA=110mm，AB=250mm，BC=240mm，OC=290mm。
(2)分别创建OA与ground、OA与AB、AB与BC、BC与ground之间的转动副。
(3) 设OA为原动件，给OA施加驱动，令其角速度w1=20πrad/s。
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发布时间：2021-05-03T09:04:41.948Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：杨磊[导读] 文章所设计的后松土器为平行四边形结构，整体悬挂在后机架上，以装配在平地机GR2153平地机为例。
四连杆后松主要由座架、上拉杆、油缸、齿架、下连接体、大齿、小齿等组成，其中座架、上拉杆、齿架、下连接体组成一个平行四连杆机构，其变化的平行四边形有2个，分别为(按照行车方向)左侧1个平行四边形、右侧1个平行四边形，因此在加工时，必须有较高的同轴度与平行度。
郑州飞机装备有限责任公司【摘要】：通过运用ADAMS对机械四连杆机构进行运动仿真分析，能够更深入地理解多体动力学理论，能实现对铰链四杆机构的运动特性的直观而准确分析。
【关键词】：ADAMS；机械四连杆机构；运动仿真引言四杆机构能够承受较大的载荷，各杆件之间的连接处容易润滑；加工制造简便，其运动精度较高；相邻两构件之间的接触相对封闭；四杆机构的构造能够实现许多种运动规律和轨迹需求。
通常机械四连杆机构的主要有急回、压力与传动角、死角三个特性。
1.平行四连杆机构原理文章所设计的后松土器为平行四边形结构，整体悬挂在后机架上，以装配在平地机GR2153平地机为例。
四连杆后松主要由座架、上拉杆、油缸、齿架、下连接体、大齿、小齿等组成，其中座架、上拉杆、齿架、下连接体组成一个平行四连杆机构，其变化的平行四边形有2个，分别为(按照行车方向)左侧1个平行四边形、右侧1个平行四边形，因此在加工时，必须有较高的同轴度与平行度。
卡特140K四连杆有一个压力角，按照四连杆传动要素，压力角α要在0～20°，传动角γ要在70°～90°，这样的传动比较适宜；入土角φ既要保证入土时阻力小，也要保证作业时排土方便，因此后松入土角位为25°～32°时比较合适。
平行四连杆的受力方向均为平行四边形单边受力方向，四连杆每边相当于二力杆，受力方向均是沿端杆方向，也可以理解为平行四边球铰沿平行四边形的分力。
基于ADAMS软件的四杆机构角速度曲线拟合
因值。 λ 为介于(0，1)之间的常数，本例取 0.3。两
个个体中各个基因分别执行交叉后，组合成两个新 个体。
（4）变异操作
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机械 2004 年第 31 卷第 12 期
算法，设计出硬件在环实时仿真系统，它作为外部 电控单元的开发调试平台，可以方便地模拟出各种 需要的车辆转向情况，并对电控系统的控制效果进 行迅速直观地判断分析。
[3] Chen J S ， Control of Electric Power Steering Systems. SAE Transactions[R]，1998，1116：1702－1704.
[4] Seoul. S. G.， Control logic for an electric power steering system using assist motor [J ]. Mechatronics， 2002，(12)：447－459.
[5] 余志生. 汽车理论(第3版)[M]. 北京：机械工业出版社，2000.
(上接第45页)
变异就是以特定概率(一般在 0.001 到 0.01 之间 取值)使个体发生“突变”，以免程序陷于局部最优。 在实值编码中个体取值是连续的实数，本例将个体 中某一基因在允许值范围内随机取值。
基于MATLAB和ADAMS的四连杆机构运动仿真
基于MATLAB和ADAMS的四连杆机构运动仿真
任泽凯
【期刊名称】《装备机械》
【年(卷),期】2016(000)003
【摘要】在MATLAB/Simulink和ADAMS两种软件中,对四连杆机构进行运动仿真,并对结果加以分析.首先用传统方法对四连杆机构进行数学分析建模,得到运动学微分方程,并在Simulink中建立相应的数学模型,进行运动学仿真,得到相关杆件的运动特性曲线;然后通过虚拟样机软件ADAMS建立同一四连杆机构仿真模型,并设置相关参数,进而仿真得到机构中相关杆件的运动学时间响应曲线;最后对比不同软件的仿真结果,发现吻合情况较好,从而验证了ADAMS运动学仿真的可靠性与方便性.
【总页数】5页(P55-58,65)
【作者】任泽凯
【作者单位】哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院山东威海264209
【正文语种】中文
【中图分类】TH122;TP391.9
【相关文献】
1.基于ADAMS和MATLAB的喷涂机器人运动仿真研究 [J], 袁安富;沈思思;余莉;曾晶晶
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5.基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析 [J], 栾建举; 杜茂华
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2008年第 5期
图 5 运动分析结果图 参数值设置为可以改变的变量 。在分析过程中 ,只需 要改变样机模型中有关参数值 ,程序就可以自动地更 新整个样机模型 。更进一步 ,还可以由程序根据预先 设置的可变参数 ,自动地进行一系列的仿真分析 ,观察 在不同参数值下样机的变化 。由于双四杆机构的模型 是依附于设计点建立的 ,因此将设计点的坐标参数化 就可以实现双四杆机构模型的参数化 。 Point_A ～ Point_L点的横坐标和纵坐标进行参数化处理 ,设置为 变量 DV _1～ DV _24,如表 1所示 。
优化分析是 ADAMS /V iew提供的一种高级参数化 计算、分析工具。在设定的变化范围内 ,通过分析程序 自动地调整设计变量 ,求取最佳设计。装箱机的双四连 杆机构样机优化设计方法有 2种 :第 1种是同时考虑各 个设计变量 ,进行仿真分析 ,得出优化结果 ,这种方法在 设计变量较少时适用 ;第 2种方法是先分别对每个设计 变量进行优化灵敏度分析 ,选取灵敏度最高 ,即对设计 影响最大的几个变量进行调整 ,得出优化结果 ,该方法 在设计变量较多时适用 [7 ] 。本文采用第 2种方法 ,优化
对变量 DV _1～DV _24这 24个设计变量逐一进行 优化 ,得到第一次优化值和灵敏度值 ,其结果如表 1 所示 。
表 1 设计变量优化结果
设计 变量名称
设计点 位置
初始值 / 在初始值处的 最优值 / mm 敏感度 / (N ·mm - 1 ) mm
DV _1 DV _2 DV _3 DV _4 DV _5 DV _6 DV _7 DV _8 DV _9 DV _10 DV _11 DV _12 DV _13 DV _14 DV _15 DV _16 DV _17 DV _18 DV _19 DV _20 DV _21 DV _22 DV _23 DV _24
图 3 双四杆机构运动简图 在 ADAM S /V iew模块下创建地面上的 12个设计 点 Point_A ～ Point_L ,分别对应双四杆机构中的 A, B , C, D , E, F, G, H, I, J, K和 L 12 个铰接点 , 其坐标位置 如图 3所示 。各个杆和平板是依附于设计点来创建
ADAM S /V iew提供了参数化建模和分析功能 ,将
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轻工机械 L ight IndustryM achinery
摘 要 :为提高装箱机的工作效率和获得较好的使用性能 ,采用机械系统仿真软件 ADAM S针对其双四杆机构进行仿真 分析和优化设计 。首先建立了该机构的虚拟样机模型 ,并进行运动学仿真分析 ,然后将模型作参数化处理 ,通过对每个 设计变量进行灵敏度分析 ,选取其中灵敏度最高的几个变量进行优化评估 ,最后得到优化结果 。 关 键 词 :装箱机 ;双四杆机构 ;运动仿真 ;优化设计 中图分类号 : TB486; TP391. 9 文献标志码 : A 文章编号 : 100522895 (2008) 0520034204
第202068卷年第10
5期 月
轻工机械
L ight Industry M ach inery
Vol. 26 No. 5
Oct. 2008
[研究 ·设计 ]
基于 ADAM S 软件的啤酒瓶装箱机 双四杆机构的运动仿真优化
贺 兵 1 , 刘 扬 1 , 刘建华 2
(1. 湖南工业大学 机械工程学院 , 湖南 株洲 412008; 2. 长沙中联重工科技发展股份有限公司 , 湖南 长沙 410007)
局部灵敏度分析 :局部灵敏度分析只检验单个参数 的变化对模型结果的影响程度 ,其特点是只针对一个参 数 ,对于其他参数取其中心值 ,评价模型结果在该参数 每次发生变化时的变化量 。局部灵敏度分析的优点在
于其易操作性 ,可以根据模型静态分析的预定参数定量 来分析每个设计参数对模型性能影响的程度 ,从而可以 确定哪些参数对模型性能影响最大 ,即重要设计参数 , 从而缩小研究范围 ,在设计优化时作重点考虑 。
装箱机工作进程中 ,起步和终止均缓慢平稳 ,而中 途运动较快 ,空回程快速运行 ,缩短了非工作时间 ,提 高了生产效率 。从装箱机的工作性质来看 ,在抓瓶和 放瓶过程中 ,不允许有较大的速度突变 ,即加速度不能
图 1 装箱机示意图
太大 ,以免造成啤酒瓶的破碎 。为了研究装箱机抓头 在工作过程中运动情况 ,这里以装箱机中的双四连杆 机构为例 ,采用 adam s软件进行对抓头运动的仿真分
(1. Department of M echanical Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412008, China; 2. Chang Sha Zoom liom Heavy Industry Science & Technology Development Co. L td, Changsha 410007, China)
1 装箱机原理及工作流程 装箱机用于将啤酒瓶自动装进塑料 (纸 )箱里 ,适
用于啤酒 (饮料 )瓶装生产线的装箱工序 ,也适用于其 他行业的瓶子装箱工作 。它是由抓头充气 、放气来实 现抓 、放瓶子的 。通过机械运动 、气动和电控 ,把瓶子 准确 、可靠地放进箱子里 。主机由带制动器的双速电 机驱动 ,通过独特的双四杆机构 ,使瓶子提升和降落运 动准确平稳 [ 1 ] 。如图 1所示 。
分析图 5可以得到 : ①3. 9 s时抓头到达最左边的 位置 ,实现抓瓶动作 , 此时 X 坐标和 Y 坐标 分 别 为 62. 2 mm 和 159. 8 mm; ②10 s时 ,抓头到达最右边的 位置 ,实现放瓶动作 , 此时 X 坐标和 Y 坐标 分别 为
- 76. 0 mm 和 135. 5 mm; ③3. 9 s抓瓶时抓头速度为 0,但其加速度有突变 ,角加速度很大 ; ④10 s放瓶时抓 头 ,但此时加速度稍大 ,角速度小而平缓 。 4 样机模型参数化及优化设计
图 2 仿真分析及优化设计流程图 2 建立虚拟样机模型
装箱机的双四杆机构的运动简图如图 3 所示 , 分 别使 C点和 F, G 点通过 X 轴和 Y 轴 , 从而建立坐标 系 ,各点的位置如图所示 。输入构件是曲柄 AB , 作圆 周运动 ,输出构件 L K是摇杆 , 各连杆之间都为旋转副 约束 。为了研究输出构件 L K上 M 点即抓头位置的运 动特征 ,首先在 ADAM S /V iew中创建虚拟样机模型 。
目标是使抓头 M 点的最大线加速度达到最小。 所谓灵敏度 ,是指结构在外部载荷作用下 ,结构反
应量对设计变量的梯度 。结构优化中许多有效的算法
均是以目标或约束函数对设计变量的灵敏度获得为前
提的 ,灵敏度分析是结构优化设计中时常面临的问题 , 在优化过程中极为重要 。灵敏度分析是优化设计的铺
垫工作 ,用来确定重要的设计参数 ,排除那些影响程度 很小的设计参数 ,从而提高优化设计的效率 。
K inema tics S im ula tion and O ptim iza tion D esign of Tw in2four2link M echan ism of Beer Bottle Packer Ba sed on ADAM S Software
HE B ing1 , L IU Yang1 , L IU J ian2hua2
Abstract: In o rder to enhance case packer’s working efficiency and get the better app lication performance, k inem a tics sim u la tion of its tw in2fou r2link m echan ism is pu t up, and the m echan ism is optim ized using m echan ica l system sim u la tion softw a re ADAM S. First kinematics simulation analysed w ith its virtual p rototype, then after param etrizing the model, analysed the sensitivity of each design variables and op tim ized assesment on the selected several variables w ith the highest sensitivity and finally obtained the op tim ization result. Key words: packer; tw in2four2link mechanism; kinematics simulation; op tim ization design
PO INT_Ax 260
PO INT_Ay
45
PO INT_Bx 290
PO INT_By
95
PO INT_Cx 100
PO INT_Cy
0
PO INT_Dx 135
图 4 双四杆机构虚拟样机模型 3 对虚拟样机进行运动仿真分析
原动件以 30 rad / s的速度旋转 ,以抓头 M 点为研 究对象 ,借助 ADAM S进行运动仿真分析得到的结果 如图 5所示 。图 5 ( a)中的曲线 1 和曲线 2 分别为 M 点的 X 和 Y方向位移图 ,图 5 ( b)中的曲线 1和曲线 2 分别为 M 点速度和加速度图 ,图 5 ( c)中的曲线 1和曲 线 2分别为 M 点速度和角加速度图 。
[研究 ·设计 ] 贺 兵 ,等 基于 ADAM S软件的啤酒瓶装箱机双四杆机构的运动仿真优化 · 35 ·