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。

7）运用joint：translational功能，建立滑块移动副。

图1-3
8) 施加力和力矩
运用applied force:force，对滑块施加阻力100N。

运用applied force:torque，对曲柄AB施加驱动力200N。

图1-4
Ⅲ运动曲线分析:
方法：曲柄作为参考对象，通过measure功能，可导出曲柄位移、速度、加速度、角速度、角加速度分别与时间关系图。

1，时间与X方向的位移关系
导出时间与X方向位移关系图时具体操作选项如下:
导出时间与X方向位移关系图时具体操作图1-5
时间与X方向的位移关系图1-6
2、时间与Y方向位移关系：
时间与Y方向位移关系图1-7
3、时间与速度关系
时间与速度关系图1-8 4、时间与加速度关系
时间与加速度关系图1-9 5，时间与角速度关系
时间与角速度关系图1-10 6，时间与角加速度关系
时间与角加速度关系图1-11
Ⅳ结果分析：
将时间与X方向的位移，速度，角速度，加速度，角加速度，整合成一个完整的图像方便进行分析。

1）根据时间与X方向位移关系图和时间与Y方向位移关系图，可以得出曲柄完成一周的运动，所需要的时间大约为1.583s。

2)运动分析
选择以构件1为等效件，列出等效运动方程：
M V=M1-F3(V3/W1)；
J V=J1Ａ+m3(V3/W1)2；
根据Ｓ
３＝Ｌ
１
cosθ1+L2cosθ2；S'3=-θ'1L1sinθ1 -θ'2L2sinθ2 带入上等式得：
M V=M1-F3(L1sinθ1);
J V=J1A+m3(L1sinθ1)2;
利用微分方程M V=J Vθ''+0.5θ'2dJ V/dθ；整理得：
M1-F3(L1sinθ1)=[J1A+m3(L1sinθ1)2]θ''1+θ'12m3L12sinθ1cosθ1
①当杆1由静止启动时，θ1=0，θ''1=M1/J1A
②当杆1由静止启动时，求角加速度的最小值：
θ''1min=[M1-F3(L1sinθ1)]/[J1A+m3(L1sinθ1)2] 即当θ1=90◦，θ''1min=（M1-F3L1）/（J1A+m3L12）。