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  机械原理课程虚拟样机仿真 实验报告 题 目: 基于ADAMS的六杆机构的 运动学分析 姓 名: 学 号: 班 级: 2016年5月30日 基于ADAMS的六杆机构的运动学分析闫响 北京航空航天大学 能源与动力工程学院 (北京 100191) 摘 要 本文主要针对六杆机构,理论分析了该机构各输出构件的位置、速度和加速度的变化规律;并利用ADAMS软件对机构进行了建模仿真,得到了各输出构件的位置、速度和加速度的变化曲线;通过仿真结果与理论分析的比较,验证了理论分析的正确性。 关键词: ADAMS;六杆机构;运动学分析. 目 录 1、题目要求 1 2、机构位置、速度及加速度方程的求解 4 2.1 求解C构件位置、速度、加速度(解析法) 4 2.2 求解E构件位置、速度、加速度(解析法) 6 3、ADAMS软件仿真模型的建立及结果分析 10 3.1仿线已知图1所示六杆机构中,∠CAE = 90°, lAB = 150 mm, lAC = 550 mm, lBD = 80 mm, lDE = 500 mm, w1 = 10 rad/s。其中,杆件AB为主动件,滑块C和滑块E为输出构件。求∠BAE = 45°时构件3的角速度和角加速度和点E的速度和加速度。 图1 2、机构位置、速度及加速度方程的求解 输出构件为构件C与构建E。应用解析法求解两构件位置、速度、加速度方程。 2.1 求解C构件位置、速度、加速度(解析法) 建立如图2所示的坐标系。因为在ADAMS坐标系中,垂直纸面向外的方向为Z轴正向,为使其互相吻合,设定 向右为正,向左为负。 3构件的角度(以Y轴负向为起始,顺时针为正,逆时针为负)当∠BAE = 45°时,t为0.55s: 2.2 求解E构件位置、速度、加速度(解析法) E构建的位置(用横坐标表示): 滑块的速度公式与加速度公式过长且过于复杂,化简已意义不大,因此将公式拆分成几个层次,分层次计算,降低计算难度。 E构件的速度: E构件的加速度: 当∠BAE = 45°时 3、ADAMS软件仿真模型的建立及结果分析 3.1仿线仿真结果分析 其中构件C在ADAMS中为PART_10,构件E在ADAMS中为PART_9。 构件C角速度: 构件C角加速度: 构件E位置: 构件E速度: 构件E加速度: 理论结果与仿真结果对比: ∠BAE = 45° 理论结果 仿真结果 构件C角速度 -1.72 -1.75rad/s 构件C角加速度 -37.65 35.08 构件E位置 639.53mm 640mm 构件E速度 -1293.05mm/s -1250mm/s 构件E加速度 -6216.47 -6000 综上,仿真结果与理论计算的结果基本吻合,可以说明理论计算的方法是正确的,结果是可信的。而采用ADAMS软件的仿真,尤其对于理论分析起来非常困难的模型来说,是一种相对而言更便捷的方法。 4、结束语 运用ADAMS虚拟样机仿真分析软件,可以快速方便的建立机构的模型,并对其进行运动学与动力学仿真。由于虚拟样机有别于物理样机,只要能够表达机构真实的运动情况即可,并不需要完全再现机构本身的所有细节。通过对模型进行参数化,可以实现设计参数的可更改性和关联性,对提高设计效率和产品系列化有重要意义。虚拟样机具有低成本,易复制,易系列化等特点,对于节约设计成本和缩短产品开发周期有重要意义。同时有些机构理论分析太过复杂,使用虚拟样机可以减少工作量。 参考文献: [1]郭卫东. 机械原理(第二版). 科学出版社, 2013年1月. 图2 1

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