ADAMS的曲柄滑块机构
曲柄滑块机构运动仿真分析说明书
一、分析目的
1、掌握多体动力学分析软件ADAMS中实体建模方法；
2、掌握ADAMS中施加约束和驱动的方法；
3、计算出在该驱动作用下滑块运动的位移、速度和加速度。
二、原理
图1 曲柄滑块机构模型
按照曲柄滑块机构的实际工况，在软件中建立相应的几何、约束及驱动模型，即按照曲柄滑块机构的实际尺寸，建立曲柄、连杆和滑块的几何实体模型；把曲柄和连杆、连杆和滑块之间的实际连接简化成铰连接，滑块和滑道之间的连接简化成棱柱副连接，从而在软件中建立其连接副模型；把曲柄的驱动运动建立相应的驱动模型；然后利用计算机进行动力学模拟，从而可以求得曲柄、连杆和滑块零件在实际工况下的任何时间、任何位置所对应的位移、速度加速度，以及约束反力等一系列参数。
三、仿真方法
（1）启动ADAMS/View程序
1）启动ADAMS/View程序；
2）在欢迎对话框，选择Create a new model 项；在模型名称栏输入.xny_12；重力设置选择Earth Normal参数；单位设置选择MKS系统（M，KG，N，SEC，DEG，H）；
3）选择OK按钮。
（2）检查和设置建模基本环境
1）检查默认单位系统在Settings菜单中选择Units 命令，显示单位设置对话框，当前的设置应该为MKS系统。
2）设置工作栅格
①在Settings菜单，选择Working Grid命令，显示设置工作栅格对话框；
②设置Size X=2.0，Size Y=1.0，Spacing X=0.05，Show Working Grid=on；
③选择OK按钮。
3）动态调整活动窗口在主工具箱中，选择工具，在窗口内上下拖动鼠标，使之显示整个工作栅格。
4）设置图标在Settings菜单，选择Icons命令，显示图标设置对话框；在New Size栏输入0.1；选择OK按钮。
5）检查重力设置在Settings菜单，选择Gravity命令，显示设置重力加速度对话框；当前的重力设置应该为X=0，Y=-9.80665，Z=0，Gravity=ON；选择OK按钮。
6）设置ADAMS默认存盘目录。在File菜单，选择Select Directory栏，显示寻找目录对话框；输入要存盘的路径，选择OK按钮。
（3）几何建模
1）按F4键，显示坐标窗口。
2）定义连接点鼠标右击主工具箱的几何建模工具集，选取定义点工具；选择参数；Add to Ground，Don’t attach；按照表1所示的坐标，分别定义A、B、C点。
表1 定义连接点及坐标
3）圆盘几何建模
①在几何建模工具集，选取圆柱体建模工具；
②在参数设置栏，设置New Part；Length=ON，Length=0.1；Radius=ON，Radius=0.3；
③用鼠标选择POINT_1点为起始绘图点，拖动鼠标，此时可以看见几何形体随鼠标拖动改变方向。释放鼠标键，完成圆盘形体建模；
④改变圆盘方向。用鼠标选择屏幕上无对象处，放弃当前对圆盘的选择；将鼠标置于点（0，0，0）用右键显示弹出式菜单；在Part_1下方，选择MAR_1，再选择Modify，显示修改对话框；输入：Orientation=(0.0，0.0，0.0)，选择OK
按钮。可以看见圆盘改变了放置方向；
⑤改变圆盘位置。在主工具箱，选择；选择不同视图方向工具，从不同的方向观看圆盘，可以看到圆盘在Z轴方向不对称于栅格平面。选择MAR_1，再选择Modify；显示修改对话框；在Location栏，将{0，0，0}改为{0，0，-0.05}；选择OK按钮，圆盘移动到对称于栅格平面的位置；
⑥改变圆盘名称。将鼠标置于圆盘处，显示弹出式菜单，选择PRAT_1，再选择Rename，显示改名对话框；在New Name栏，将PART_1改为wheel，选择OK按钮；
⑦设置圆盘物理性质。在圆盘处，显示弹出式菜单菜单，选择wheel，再选择Modify，显示修改对话框；在Define mass by 栏，选择Geometry and Density，Density栏，输入7800；选择OK按钮。
4）连杆几何建模
①在几何建模工具集，选取连杆建模工具；
②在参数设置栏，选择New Part；Width=ON，Width=0.15；Depth=ON，Depth=0.05；
③选择POINT_2点为起始绘图点，拖动鼠标POINT_3，释放鼠标键，完成建模；
④改变连杆名称。在连杆处，显示弹出式菜单，选择PRAT_1，再选择Rename，显示改名对话框；在New Name栏，将PRAT_1改为handle，选择OK按钮；
⑤设置连杆物理性质。在连杆处，显示弹出式菜单选择handle，再选择Modify，显示修改对话框；在Define mass by 栏，选择User Input；输入：Mass=65，选择OK按钮。
5）滑块几何建模
①在几何建模工具集，选取立方体建模工具；
②在参数设置栏，选择New Part；Height=ON，Height=0.3；Depth=ON，Depth=0.3；
③选择点（1.15，-0.15，0）为起始绘图点，拖动鼠标点（1.55，0.15，0），释放鼠标键，产生滑块几何模型；
④改变滑块位置。在点（1.15，-0.15，0）处，显示弹出式菜单，选择MAR_1，再选择Modify，显示修改对话框；在在Location栏，将{1.15，-0.15，0}改为{1.15，-0.15，-0.15}；选择OK按钮；
⑤改变滑块名称。在滑块处，显示弹出式菜单，选择PART_1，再选择Rename，显示改名对话框；在New Name栏，将PRAT_1改为piston，选择OK按钮；
⑥设置滑块物理性质。在滑块处，显示弹出式菜单选择piston，再选择Modify，显示修改对话框；在Define mass by 栏，选择Geometry and Material Type；在Material Type栏中右击显示弹出式菜单，选择Material，再选择Browse，显示数据库浏览器，选择Brass，选择OK按钮。
（4）施加运动副和驱动
1）施加铰接副圆盘在A点处通过铰接副同地面框架连接，在B、C点处分别通过铰接副将圆盘与连杆，连杆和滑块连接。
①添加圆盘与地面框架铰接副。在主工具箱的连接工具集，选择铰接副；在参数设置栏，选择1Location，Normal To Grid；选择POINT_1点，完成设置。
②添加圆盘与连杆铰接副。连接工具集，选择铰接副；在参数设置栏，选择2-Bod-1Loc，Normal to Grid；依次选择：圆盘、连杆、POINT_2，完成设置。
③添加连杆与滑块铰接副。连接工具集，选择铰接副；在参数设置栏，选择2-Bod-1Loc，Normal to Grid；依次选择：连杆、滑块、POINT_3，完成设置。2）仿真观看当前模型的运动情况
①在主工具箱，选择仿真工具；
②在主工具箱参数设置栏，选择Dynamic，取End Time=5.0，Steps=200；
③选择，开始仿真分析。
3）添加棱柱副
①在主工具箱，选择棱柱副工具。
②在主工具箱参数设置栏，选择2-Bod-1Loc，Pick Feature。
③依次选择：滑块、地面、POINT_3、方向指向圆盘，完成设置。
4）定义圆盘的运动
①在主工具箱的运动工具集，选择旋转运动工具图标，显示定义旋转运动对话框；
②在Set up栏，输入360；选择JOINT_1，完成转速设置。
5）施加滑块作用力F
①定义点的作用点。在主工具箱的几何建模工具集，选取定义点工具；选择参数：Add to Ground，Don’t attach，选择点（1.55，0，0），定义点POINT_4。
②在主工具箱的力工具箱，选择单作用力图标，显示施加力对话框。
③在参数设置区，输入和选择：Direction=Space Fixed；Construction=Pick Feature；Characteristic=Custom。FORCE_1=ON，FORCE=10000
④依次选择：滑块、点POINT_4（1.55，0，0）和鼠标箭头指向圆盘方向；设置FORCE_1同时显示修改力对话框。
⑤保存曲柄滑块机构模型。在File菜单，选择Save Database。当前模型的轴测视图如图2-2所示：
图2 曲柄滑块机构构建模型
（5）对曲柄滑块机构进行仿真分析
1）仿真分析
①在主工具箱，选择仿真工具。
②在主工具箱参数设置栏，选择Dynamic，取End Time=2.5，Steps=200。四、仿真后处理
（1）绘制各曲线
1）绘制滑块位移曲线
2）绘制滑块速度曲线
3)绘制滑块加速度曲线
4）绘制滑块法向作用力
5）绘制驱动力矩
6）绘制滑块作用力
（2）参数化机构的仿真分析（滑块的位移、速度、驱动力矩）1）产生滑块位移和速度的测量图（步骤略）
图3 滑块位移曲线
图4 滑块速度曲线
图5 驱动力矩曲线
（3）进行研究设计
1)在Simulate 菜单，选择Design Evaluation,显示对话框，设置如下图
2）选择Start ，进行研究设计。结果如下
图6 驱动力矩随设计变量DV_1变化曲线
图7 驱动力矩随时间的变化曲线
图8 滑块位移随时间的变化曲线
图9 滑块速度随时间变化曲线
ADAMS 曲柄滑块
机电工程学院 机械动力学项目训练 学号：S3120700 专业：机械制造及自动化 学生姓名：哈工程 任课教师：杨恩霞教授 2012年11月
Ⅰ项目训练要求： 建立单自由度杆机构动力学模型，由静止启动，选择一固定驱动力矩，绘制 原动件在一周内的运动关系线图。 我选择的机构为曲柄滑块机构，如图1-1所示，采用ADAMS 软件，建立简 单机械系统的动力学模型，借助软件进行求解计算和结果分析。 具体参数如下： AB杆（曲柄）：L=0.5m W=0.2 m D=0.1 m m=0.01kg BC杆（连杆）：L= 2m W= 0.2 m D= 0.1 m m =0.01kg 滑块： L=0.7 m W=0.6 m D=0.6 m m =2 kg 驱动力矩： M=200 N.m 阻力： F=100N 图1-1 Ⅱ运用ADAMS建立模型： 1）为了方便建立模型，将长度单位设为米。 2）选择设置（Setting）菜单中的工作网格（working Grid）命令，设定工作网 格在X方向的长度为5米，工作网格和Y方向的间距为5米。 3）运用rigid body：link 功能 按照已知的长宽高建立AB杆（曲柄）L=0.5m W=0.2 m D=0.1 m m=20kg；BC杆（连杆）L= 2m W= 0.2 m D= 0.1 m m =40kg。 4）运用rigid body：box功能，按照已知的长宽高建立滑块。L=0.6m W=0.6 m D=0.6 m m =30kg 建立如下图曲柄滑块机构模型 图1-2 5）修改构件的质量，在各个构件位置点击右键，选择modify修改。AB杆（曲柄）m=20kg; BC杆（连杆） m =40kg; 滑块m =30kg 6）运用joint ：revolute 功能，建立曲柄与地面、曲柄与连杆、连杆与滑块 之间的转动副。
曲柄滑块机构的运动分析及应用
机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：泽陆(11071182) 柯宇 (11071177) 熊宇飞(11071174) 保开 (11071183) 班级： 110717 2013年6月10日
摘要 (3) 曲柄滑块机构简介 (4) 曲柄滑块机构定义 (4) 曲柄滑块机构的特性及应用 (4) 曲柄滑块机构的分类 (8) 偏心轮机构简介 (9) 曲柄滑块的动力学特性 (10) 曲柄滑块的运动学特性 (11) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14) 参考文献 (15) 组员分工 (15)
摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.
曲柄滑块机构运动分析
曲柄滑块机构运动分析 一、相关参数 在图1所示的曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸分别为mm l 1001=,mm l 3002=,s rad /101=ω,试确定连杆2和滑块3的位移、速度和加速度，并绘制出运动线图。 图1 曲柄滑块机构 二、数学模型的建立 1、位置分析 为了对机构进行运动分析，将各构件表示为矢量，可写出各杆矢所构成的封闭矢量方程。 将各矢量分别向X 轴和Y 轴进行投影，得 0sin sin cos cos 22112211=+=+θθθθl l S l l C (1) 由式（1）得 2、速度分析 将式（1）对时间t 求导，得速度关系 C v l l l l =--=+222111222111sin sin 0 cos cos θωθωθωθω （2） 将（2）式用矩阵形式来表示，如下所示 ??? ???-=??? ?????? ???-1111122222cos sin . 0 cos 1 sin θθωωθθl l v l l C （3） 3、加速度分析 将（2）对时间t 求导，得加速度关系 三、计算程序 1、主程序 %1.输入已知数据 clear; l1=; l2=; e=0; hd=pi/180; du=180/pi; omega1=10; alpha1=0;
%2.曲柄滑块机构运动计算 for n1=1:721 theta1(n1)=(n1-1)*hd; %调用函数slider_crank计算曲柄滑块机构位移、速度、加速度 [theta2(n1),s3(n1),omega2(n1),v3(n1),alpha2(n1),a3(n1)]=slider_crank(theta1(n1),omega1,alpha1,l1,l2,e); end figure(1); n1=0:720; subplot(2,3,1) plot(n1,theta2*du); title('连杆转角位移线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角位移/\circ'); grid on subplot(2,3,2) plot(n1,omega2); title('连杆角速度运动线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角速度/rad\cdots^{-1}'); grid on subplot(2,3,3) plot(n1,alpha2); title('连杆角加速度运动线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角加速度/rad\cdots^{-2}'); grid on subplot(2,3,4) plot(n1,s3); title('滑块位移线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('滑块位移/\m'); grid on
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 mm a 80=, mm b 200=, mm l AD 100=, mm l DF 400=。原动件为构件BC,为匀速转动,角速 度2/rad s ωπ= 。对该机构进行运动分析与动力分析。 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 ⒈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“Create 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。 题6-6图
图1-1 欢迎对话框 ⒉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与Y分别设置成750mm与1000mm,间距(Spacing) 中的X与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。 ⒊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 (mm b200 ),其她参数合理选择。如图 3-1所示。在ADAMS/View工作窗口中先用 鼠标左键选择点(-80,0,0)mm(该点的位置 可以选择在其她地方),然后按照与题目中 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 (Link)图标,参数选择如图3-3所示。在工作窗口 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的位置与题中的条件,副曲柄AC的位置就是唯一的),然后按照与题目中差不多的倾斜角,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。 图2-1 设置工作网格对话框 图3-1设置杆选项 图3-2 创建的主曲柄BC 图3-1设置杆选项
曲柄滑块机构的运动分析及应用修订版
曲柄滑块机构的运动分析及应用修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：刘泽陆(11071182) 陈柯宇 (11071177) 熊宇飞(11071174) 张保开 (11071183) 班级： 110717 2013年6月10日 摘要 (3) 曲柄滑块机构简介 (4) 曲柄滑块机构定义 (4) 曲柄滑块机构的特性及应用 (4) 曲柄滑块机构的分类 (8) 偏心轮机构简介 (9)
曲柄滑块的动力学特性 (10) 曲柄滑块的运动学特性 (11) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14) 参考文献 (15) 组员分工 (15) 摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.
曲柄滑块机构运动分析
曲柄滑块机构运动分析 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
曲柄滑块机构运动分析 一、相关参数 在图1所示的曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸分别为 mm l 1001=,mm l 3002=,s rad /101=ω,试确定连杆2和滑块3的位移、速度和加速度，并绘制出运动线图。 图1 曲柄滑块机构 二、数学模型的建立 1、位置分析 为了对机构进行运动分析，将各构件表示为矢量，可写出各杆矢所构成的封闭矢量方程。 将各矢量分别向X 轴和Y 轴进行投影，得 0sin sin cos cos 22112211=+=+θθθθl l S l l C (1) 由式（1）得 2、速度分析 将式（1）对时间t 求导，得速度关系 C v l l l l =--=+222111222111sin sin 0 cos cos θωθωθωθω （2） 将（2）式用矩阵形式来表示，如下所示 ??????-=????????????-11 11122222cos sin . 0 cos 1 sin θθωωθθl l v l l C （3） 3、加速度分析 将（2）对时间t 求导，得加速度关系 三、计算程序 1、主程序 %1.输入已知数据 clear;
l1=; l2=; e=0; hd=pi/180; du=180/pi; omega1=10; alpha1=0; %2.曲柄滑块机构运动计算 for n1=1:721 theta1(n1)=(n1-1)*hd; %调用函数slider_crank计算曲柄滑块机构位移、速度、加速度 [theta2(n1),s3(n1),omega2(n1),v3(n1),alpha2(n1),a3(n1)]=slider_crank(theta1(n1),omega1,alpha1 ,l1,l2,e); end figure(1); n1=0:720; subplot(2,3,1) plot(n1,theta2*du); title('连杆转角位移线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角位移/\circ'); grid on subplot(2,3,2) plot(n1,omega2); title('连杆角速度运动线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角速度/rad\cdots^{-1}'); grid on
曲柄滑块机构的运动分析及应用精编WORD版
曲柄滑块机构的运动分析及应用精编W O R D 版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：刘泽陆(11071182) 陈柯宇 (11071177) 熊宇飞(11071174) 张保开 (11071183) 班级： 110717 2013年6月10日 摘要 (3) 曲柄滑块机构简介 (4) 曲柄滑块机构定义 (4) 曲柄滑块机构的特性及应用 (4) 曲柄滑块机构的分类 (8) 偏心轮机构简介 (9) 曲柄滑块的动力学特性 (10)
曲柄滑块的运动学特性 (11) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14) 参考文献 (15) 组员分工 (15) 摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.
曲柄滑块机构的定义
曲柄滑块机构的定义 曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。是由曲柄（或曲轴、偏心轮）、连杆滑块通过移动副和转动副组成的机构。 曲柄滑块的特点及应用 常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动;或者将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动。对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时,研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等,从而评价机构是否满足工作性能要求,机构是否发生运动干涉等。曲柄滑块机构具有运动副为低副,各元件间为面接触,构成低副两元件的几何形状比较简单,加工方便,易于得到较高的制造精度等优点,因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用，如自动送料机构、冲床、内燃机空气压缩机等。 优点： 1.面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大； 2.低副易于加工，可获得较高精度，成本低； 3.杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制； 4.可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。 缺点： 1.低副中存在间隙，精度低； 2.不容易实现精确复杂的运动规律。 凸轮滑块机构的定义 凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成高副结构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。 与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。
凸轮滑块的特点及应用 .优点： 1.能够实现精确的运动规律； 2.设计较简单。 缺点：1.承载能力低,行程短； 2.凸轮轮廓加工困难。 丝杠螺母机构的定义 丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。 丝杠螺母的特点及应用 优点： 1.结构简单，支撑稳定。 2.制动装置由于滚珠丝杠副的传动效率高，又无自锁能力。 缺点： 1.传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置 2.但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。 齿轮 齿轮齿条机构的定义 齿轮齿条传动是将齿轮的回转运动转变为往复直线运动，或将齿条的往复直线运动转变为齿轮的回转运动。
ADAMS机构设计与分析
曲柄滑块机构的仿真与分析： 图中件1、2、为齿轮，按圆柱建模，其中齿轮2半径350mm、厚度50mm；齿轮1半径150mm、厚度40mm；件3连杆（宽150mm;厚60mm）、件4长方体滑块（长600mm、宽300mm、高400mm），要求整个模型与栅格成对称状态。其中：齿轮1材料密度为7.8 10-3kg/cm2；连杆3质量Q=65kg，惯性矩Ixx=0.132kg.m2，Iyy=6.80kg.m2，Izz=6.91kg.m2；滑块4材料为铝。 绘图步骤简介： 步骤1：启动ADAMS/View程序 1）选择MD Adams>Adams-view MD 2010 2）在打开的对话框中选择create a new model 。 3）选择start in 后在单击，在自己指定的工作目录下新建的一个文件夹，以保存样机模型。 4）在model name栏中输入模型名称：model_lixiang 5）在gravity选项栏中选择earth normal（-global Y）。 6）在units文本框设定为MMKS—mm、kg、N、s、deg 。 7）单击ok按钮。如图：
步骤2：设定建模环境 1）选择settings>working grid，按图所示进行设置工作栅格大小及间距。 2）单击ok按钮，可看到工作栅格已经改变。 3）在主工具箱中选择，显示view控制图标。 4）按F键或在主工具箱中单击，可看到整个工作栅格。 步骤3：样机建模 1、创建设计点 1）在集合建模工具集中，单击点工具图标 2）在主工具箱的选项栏中选择添加到零件上add to ground。 3）在建模视窗中，先点击ground，再选择该点，点击右键，打开修改点对话框，修改坐标为A（-800，-20,20），重复此过程，依次创建点B（-300,0,25）、C（0,0,0）、D（1000,0,0） 2、创建驱动齿轮1 1）在集合建模工具集中，单击圆柱工具图标、。 2）在主工具箱的选项栏中选择新零件new part 3）在长度选项输入40mm、半径选项输入150mm，如图（1）。 4）在建模视窗中，点击点（-800，-20，20），水平拖动鼠标至点的右边点击，创建圆柱体5）旋转圆柱体与屏幕垂直：鼠标放在圆柱体左端附近，点击右键，选择标记点marker菜单，
matlab曲柄滑块机构的运动学仿真
《系统仿真与matlab》综合试题 题目：曲柄滑块机构的运动学仿真 编号：______________ 21 _____________ 难度系数：___________________________ 姓名______________________ 班级_________________ 学号__________________ 联系方式______________ 成绩________________________________
《系统仿真与matlab 》综合试题 (1) 一、引言........................................................ 3. 二、运动学分析 (3) 1、实例题目 (3) 2、运动分析 (3) 三、M ATLAB程序编写 (5) 四、使用指南和实例仿真 (8) 五、结语 10
亠、引言 曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的主机构中，把往复移动转换为不整周或整周的回转运动；压缩机、冲床以曲柄为主动件，把整周转动转换为往复移动。这里使用运动学知识，对其运动进行解析，并用MATL AE为其设计仿真模块。 1、运动学分析 1、实例题目 对图示单缸四冲程发动机中常见的曲柄滑块机构进行运动学仿真。已知连杆长度：D 0.1m , r3 0.4m，连杆的转速：2 2 , 3 3 , 设曲柄r2以匀速旋转，2 50r/s。初始条件：2 3 0。仿真以2为 输入，计算3和A，仿真时间0.5 s。 2、运动分析 建立封闭矢量方程: r2+r3=r1 (9)
平面连杆机构及其方案与分析
第二章平面连杆机构及其设计与分析 §2-1 概述 平面连杆机构<全低副机构）:若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。 优点： （1）低副，面接触，压强小，磨损少。 （2）结构简单，易加工制造。 （3）运动多样性，应用广泛。 曲柄滑块机构：转动－移动 曲柄摇杆机构：转动－摆动 双曲柄机构：转动－转动 双摇杆机构：摆动－摆动 （4）杆状构件可延伸到较远的地方工作<机械手） （5）能起增力作用<压力机） 缺点： <1）主动件匀速，从动件速度变化大，加速度大，惯性力大，运动副动反力增加，机械振动，宜于低速。 <2）在某些条件下，设计困难。 §2-2平面连杆机构的基本结构与分类 一、平面连杆机构的基本运动学结构 铰链四杆机构的基本结构 1．铰链四杆机构 所有运动副全为回转副的四杆机构。 BC－连杆 AB、CD－连架杆 连架杆：整周回转－曲柄 往复摆动－摇杆 2．三种基本型式
（1）曲柄摇杆机构 定义：两连架杆一为曲柄，另一为摇杆的铰链四杆机构。 特点：、 0～360°, 、＜360° 应用：鳄式破碎机缝纫机踏板机构揉面机 （2）双曲柄机构 定义：两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。 由来：将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。 应用特例：双平行四边形机构 ****** 曲柄滑块机构的运动学分析 *******' SC=input(' 输入滑块行程的均值(mm) SC = '); P=input(' 输入曲柄轴心至滑销最远距离(mm) P = '); E=input(' 输入机构偏心距的均值(mm) E = '); RL=input(' 输入曲柄与连杆长度比的均值 RL = '); DR=input(' 输入曲柄长度偏差(mm) DR = '); DL=input(' 输入连杆长度偏差(mm) DL = '); DE=input(' 输入机构偏心距偏差(mm) DE = '); N=input(' 输入曲柄转速(r/min) N = '); L=sqrt((P-SC)^2-E^2)/(1-RL); fprintf(1,' 连杆长度的均值(mm) L = %3.6f \n',L) R=RL*L; fprintf(1,' 曲柄长度的均值(mm) R = %3.6f \n',R) CR=DR/3;CL=DL/3;CE=DE/3; EL=E/L; fprintf(1,' 偏心距与连杆长度比的均值(mm) EL = %3.6f \n',EL) fprintf(1,' 曲柄长度的标准离差(mm) CR = %3.6f \n',CR) fprintf(1,' 连杆长度的标准离差(mm) CR = %3.6f \n',CL) fprintf(1,' 偏心距的标准离差(mm) CE = %3.6f \n',CE) W=pi*N/30; fprintf(1,' 曲柄的角速度(mm) W = %3.6f \n',W) CRL=sqrt((R*CL)^2+(L*CR)^2)/L^2; fprintf(1,' 曲柄与连杆长度比的标准离差 CRL = %3.6f \n',CRL) CEL=sqrt((E*CL)^2+(L*CE)^2)/L^2; fprintf(1,' 偏心距与连杆长度比的标准离差 CEL = %3.6f \n',CEL) theta=0:10:360; hd=theta.*pi/180; % 计算滑块位移、速度、加速度的均值 S=R.*(1-cos(hd)-EL.*sin(hd)+0.5.*RL.*sin(hd).^2); V=R.*W.*(sin(hd)-EL.*cos(hd)+0.5.*RL.*sin(2.*hd)); A=R.*W^2.*(cos(hd)+EL.*sin(hd)+RL.*cos(2.*hd)); figure(1); subplot(1,3,1); plot(theta,S,'r') title('\bf \mus 线图') m a t l a b曲柄连杆机构 分析 clear;clc; n=750;l=0.975;R=0.0381;h=0.2;omiga=n.*pi/30;tmax=2.*pi/omiga; t=0:0.001:tmax; %计算曲柄转一圈的总t值 alpha1=atan((h+R.*sin(omiga.*t))./sqrt(l.*l-(h+R.*sin(omiga.*t))))+pi; alpha1p=-(R.*omiga.*cos(omiga.*t))./(l.*cos(alpha1)); vb=-R.*omiga.*sin(omiga.*t)+R.*omiga.*cos(omiga.*t).*tan(alpha1); ab=-R.*omiga.^2.*cos(omiga.*t)- (R.*omiga.*cos(omiga.*t)).^2./(l.*(cos(alpha1)).^3) -R.*omiga.^2.*sin(omiga.*t).*tan(alpha1); subplot(1,2,1);plot(t,vb);title('曲柄滑块机构的滑块v-t图'); xlabel('时间t(曲柄旋转一周)');ylabel('滑块速度v');grid on; subplot(1,2,2);plot(t,ab);title('曲柄滑块机构的滑块a-t图'); xlabel('时间t(曲柄旋转一周)');ylabel('滑块加速度a');grid on; %下面黄金分割法求滑块的速度与加速度最大值 epsilon=input('根据曲线初始区间已确定，请输入计算精度epsilon(如输入 0.001):'); a=0;b=0.04; %初始区间 n1=0; %n1用于计算次数 a1=b-0.618*(b-a);y1=-R.*omiga.*sin(omiga.*a1) +R.*omiga.*cos(omiga.*a1).*tan(alpha1); a2=a+0.618*(b-a);y2=-R.*omiga.*sin(omiga.*a2) +R.*omiga.*cos(omiga.*a2).*tan(alpha1); while abs(a-b)>=epsilon if y1<=y2 机械工程郑佳文学号：1508520102 任务：根据杆长判断机构类型，模拟仿真曲柄滑块机构运动，并绘制滑块速度及加速度图像。 源代码： clear all clc l1=4,l2=10,e=0,w1=10; if(e==0) & (l1>l2) % load handel % sound(y,Fs) disp('当e=0时,l1需小于l2。不满足杆长条件，请重新输入l1,l2,e的值') elseif((e~=0)&(l1+e>l2)) % load handel % sound(y,Fs) disp('当e~=0时,l1+e需小于l2。不满足杆长条件，请重新输入l1,l2,e的值') else end fai=linspace(0,2*pi); for i=1:10:length(fai) JGT2(fai(i),l1,l2,e,w1) end %%%%%%%%%%%计算滑块速度并绘制图像 figure (2) fai=0:0.01:2*pi; v=-l1.*sin(fai).*w1-(l2^2-(l1.*sin(fai)-e). ^2).^(-0.5)*(l1^2).*(l1.*sin(fai)-e).*sin(f ai).*cos(fai).*w1; plot(fai,v,'-b') title('滑块角度-速度图像') xlabel('角度\phi/°') ylabel('速度/m/s') figure (3) A=- l1.*cos(fai) - (l1^2.*cos(fai).^2)./(l2^2 - (e - l1.*sin(fai)).^2).^(1/2) - (l1.*sin(fai).*(e - l1.*sin(fai)))./(l2^2 - (e - l1.*sin(fai)).^2).^(1/2) ... - (l1^2.*cos(fai).^2.*(e - l1.*sin(fai)).^2)./(l2^2 - (e - l1.*sin(fai)).^2).^(3/2); 北京航空航天大学研究生课程考核记录 2013－2014 学年第一学期 学号ZY1307307 姓名杨绍宝成绩 课程名称：《产品设计与虚拟样机》论文题目：基于ADAMS的曲柄滑块压力机构力的仿真分析 任课教师评语： 任课教师签字：考核日期：年月日 2013-1-5 基于ADAMS的曲柄滑块压力机构力的仿真 分析 ZY1307307 杨绍宝 北京航空航天大学机械工程及自动化学院（北京100191） 摘要 本文主要是对曲柄滑块压力机构进行建立仿真，通过传感器测试施加于滑块上的力，通过这个力控制滑块的运动 关键词：ADAMS；曲柄滑块；传感器 目录 1、曲柄滑块压力机构的设计要求 (3) 1) 题目设计要求 (3) 2) 求解步骤： (3) 2、建立虚拟样机模型： (3) 1)设置工作空间和网格 (3) 2)创建曲柄滑块模型 (4) 3)添加传感器 (12) 4)施加运动 (12) 3、仿真与测试 ........................... 错误!未定义书签。 1) 仿真模型 (12) 2) 模型测试 (12) 4、结束语 (13) 参考文献: (14) 1、曲柄滑块压力机构的设计要求 （1）题目设计要求 如图1所示为曲柄滑块压力机构简化模型。已知曲柄长为a=100mm，连杆长度为b=200mm，作用在曲柄上的驱动转矩。先用弹簧来模拟滑块与被压紧物体之间的力。设弹簧刚度为K=1N/mm。为保证被压物体的安全，现需要设置一个力传感器。当传感器感知到压紧力的值大于或等于70N时，机构就停止运动。试完成这个力传感器的设计，并通过仿真机构验证其正确性。 图1 曲柄滑块力机构 （2）求解步骤： 首先创建一个曲柄滑块机构模型以及弹簧，然后通过对曲柄施加运动以及传感器工作，对模型进行仿真。控制滑块的运动。 2、建立虚拟样机模型： 1)设置工作空间和网格 任务一曲柄连杆机构认识实训 一、课前准备 （一）汽车认识与维护保养实训室 1.实训室分区及桌椅摆放 实训场地须包含多媒体教学区（图例中所示）、实际操作区、设备设施摆放区。以每班30人为例，分为3组。桌椅摆放如图所示。 图2-1 实训室桌椅布置图 2.展示台架 汽车发动机展示台架3台（每组一台），通过该设备，学生可以学会汽车发动机的基本知识，理解相关理论。 3.电脑、投影仪 用于播放PPT、视频和查阅资料用。 （二）零配件（数量） 表2-1 曲轴机构零配件表 此表所需零部件，详单参考附表 （三）信息 1.发动机工作原理 发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃棍合气并引燃);可燃棍合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功;最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次，称为四行程发动机。而把完成一个工作循环，曲轴转一圈(360°)，活塞往复运动两次，称为二行程发动机。 2.四行程发动机工作原理 四行程汽油机的运转是按进气、压缩、作功和排气的顺序不断循环反复的。 图2-2 发动机工作原理图 3.发动机曲柄连杆机构 （1）简述 曲柄连杆机构是汽车发动机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在做功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。 （2）功用 把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，从而向工作机械输出机械能；在做功冲程将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力；在其他三个辅助冲程中，将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动，为做功冲程做准备。 （3）组成 曲柄连杆机构由以下组成： 1.气缸体与曲轴箱组：主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。 2.活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件。 3.曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮、扭转减振器等机件。 4.机体组 （1）气缸体 作用：它将各个气缸和曲轴箱连成一体，是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架。 分类： 表2-2 气缸体分类表 平底式龙门式隧道式 图2-3 气缸体按结构形式分 平底式：油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。 龙门式：油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。 隧道式：气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。 曲柄滑块机构建模与仿真 一、实验目的 （1）熟悉动力学分析的基本原理和基本方法 （2）掌握动力学仿真软件ADAMS的基本操作 二、实验原理 利用ADAMS进行动力学仿真分析 三、实验内容与步骤 （1）熟悉ADAMS的界面和分析步骤 （2）掌握ADAMS三维建模、约束设置、结果分析和输出 （3）求解滑块的速度、加速度，确定在给定的条件下，圆盘的驱动力矩和大小 四、实验报告 1、启动Adams/View程序，创建一个新的模型，将文件名改为simulation。 2、根据已知曲柄连杆机构的几何尺寸建立四个点（-200，0，0）、（-100，0，0）、（250，0，0）、（300，0，0），然后在这四个点上依次建立曲柄、连杆和滑块，分别命名为Crank、Link，Slider。 3、依次在前三个连接点上建立转动副约束，并在滑块与机架之间建立沿水平方向的滑动副。 4、在滑块上加一个驱动力F，用if函数定义。 If函数如下： IF( AZ( MARKER_2)-(10/180)*pi:0, 0 , IF( AZ( MARKER_2)-(170/180)*pi:100,100, IF( AZ( MARKER_2)-(730/180)*pi:0, 0 , IF( AZ( MARKER_2)-(890/180)*pi:100,100,0 5、在曲柄上施加阻力矩，并定义函数 -80*WZ( MARKER_2) 在曲柄与ground的旋转副上施加初速度200。 6、仿真计算时间2s, 步数500。 测曲柄的角速度，结果如下图所示。 7、复制并向下移动模型30cm。在点（-200.0, 0.0, -110.0）建一个Marker，利用此Marker建一个圆柱体（Length10cm,Radius 8cm）, 用merge把此圆柱体与曲柄结合在一起。 8、在后处理模块中对比测量结果 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 mm a 80=，mm b 200=，mm l AD 100=，mm l DF 400=。 原动件为构件BC ，为匀速转动，角速度2/rad s ωπ=。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 ⒈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“Create 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 ⒉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， ⒊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 (mm b200 )，其他参数合理选择。如图 3-1所示。在ADAMS/View工作窗口中先用 鼠标左键选择点（-80,0,0）mm(该点的位置 图 2-1 设置工作网格对话 曲柄滑块机构的运动分析及应用 机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：刘泽陆(11071182) 陈柯宇(11071177) 熊宇飞(11071174) 张保开(11071183) 班级：110717 2013年6月10日 摘要 (4) 曲柄滑块机构简介 (5) 曲柄滑块机构定义 (5) 曲柄滑块机构的特性及应用 (5) 曲柄滑块机构的分类 (9) 偏心轮机构简介 (10) 曲柄滑块的动力学特性 (11) 曲柄滑块的运动学特性 (13) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (16) 参考文献 (17) 组员分工 (17) 摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.曲柄滑块机构的运动学分析
matlab曲柄连杆机构分析讲课讲稿
曲柄滑块机构分析
基于ADAMS的曲柄滑块压力机构力的仿真分析
2.3任务2曲柄连杆机构认识
机械原理课程设计-曲柄滑块-ADAMS
adams曲柄滑块机构实例仿真
曲柄滑块机构的运动分析及应用