基于ADAMS软件的摆动导杆机构的运动学分析
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。
ADAMS运动学分析
ADAMS运动学分析简介ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款用于进行多体动力学仿真分析的软件。
它是一种基于动力学原理的分析方法，可以用于研究物体的运动与力学关系。
本文档将介绍ADAMS软件的运动学分析功能，并提供一些使用指南。
运动学分析的定义运动学分析是指研究物体运动的位置、速度和加速度等基本特征的分析方法。
ADAMS通过求解物体的运动方程，从而得到物体在运动过程中的位置、速度和加速度等参数。
运动学分析的基本步骤进行运动学分析通常需要以下几个基本步骤：1.建模：首先需要将待分析的物体建模，并定义其运动学参数，如位置、速度和加速度。
2.添加约束：在ADAMS中，可以通过添加约束来定义物体之间的关系，如连接、限制等。
这些约束可以限制物体的运动方式，从而简化分析过程。
3.定义运动：在ADAMS中，可以通过定义初始条件和施加力来模拟物体的运动。
初始条件可以包括物体的初始位置、速度和加速度，而施加的力可以模拟外部作用力、约束力等。
4.运行仿真：通过设置仿真参数，如仿真时间和步长，来运行仿真模拟。
ADAMS会根据模型和参数进行计算，并输出物体的运动学参数。
5.分析结果：仿真完成后，可以通过ADAMS提供的结果分析工具来查看模拟结果，如位置、速度和加速度等。
ADAMS运动学分析的特点ADAMS作为一款专业的多体动力学仿真软件，具有以下特点：1.精确性：ADAMS采用高精度的求解方法，可以准确地求解物体的运动学方程，从而得到准确的运动学参数。
2.灵活性：ADAMS提供了丰富的建模和约束选项，可以灵活地建立各种复杂的物体模型，并定义各种约束关系。
3.可视化：ADAMS提供了直观的可视化界面，可以对模型进行可视化操作，并实时显示仿真结果。
4.可扩展性：ADAMS支持多种扩展模块和接口，可以与其他CAE软件和编程语言进行集成，方便进行进一步分析和开发。
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。
摆动导杆机构运动特性分析
摆动导杆机构运动特性分析作者：陶军张楷强来源：《科技创新导报》 2014年第35期陶军张楷强（沈阳理工大学机械工程学院辽宁沈阳 110159）摘要：该文研究了摆动导杆机构的行程速比系数及影响因素，计算了相关运动参数。
研究结果表明，行程速比系数K主要与曲柄长度有关，行程速比系数K随曲柄长度的增大而增大，曲柄越长，行程速比系数K值越大，即机构的急回运动越明显，急回特性受到运动稳定性的影响；随着极位夹角的增大,输出滑块的工作行程速度平稳性略有好转。
应用ADAMS软件对摆动导杆机构进行了运动仿真分析，得到了摆动导杆机构的运动线图，并应用ZNH-B型连杆机构实验台对急回特性的理论分析进行了实验验证，表明该文运动参数的选取是合理的。
关键词：摆动导杆机构急回特性极位夹角行程速比系数中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)12（b）-0081-02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ADAMS软件对其进行了运动仿真分析，并应用ZNH-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，ABCDE为摆动导杆偏置滑块机构运动简图，A1B1C1D1E1和A2B2C2D2E2是其两个极限位置，E为偏置滑块，、、和分别表示AC、AB、CD和DE的长度，AB为曲柄，为极位夹角。
工作时，以曲柄AB为原动件，带动滑块B在导杆DC中往复移动，同时，导杆DC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。
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
- 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)。
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。
速度为匀速圆周运动。
本图为滑块的加速度图。
图中红色线为x方向的加速度。
蓝色线为y 方向的加速度。
本图为从动件（BC）的速度曲线。
本图为从动件（BC）的加速度曲线。
八、分析目的：
通过对不同的杆件的不同尺寸可以快速的得到其运动特性，从而可以得出实际应用中的最佳尺寸，达到优化设计的目的。
也可以通过对机构不同杆件不同尺寸的分析可以得到其运动特性，从而能够最佳得利用其特性。
本试验中只给出了一组尺寸杆件的运动学分析，同理可以改变其尺寸得到不同的运动学特性。
本试验在于对利用ADAMS来进行力学分析，从而快速的得到其运动学特性，进而优化设计。
九、总结：
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确不高的问题。
运用ADAMS软件对机构进行分析和论证，仿真得到各个机构的运动特征，有利于机构设计初期方案的筛选和优化。
十、参考文献：
[1] ADAMS 基础与工程范例教程石愽强 [等]编著
中国铁道出版社 2007
[2] ADAMS 入门详解与实例李增刚编著
国防工业出版社 2006
[3] ADAMS实例教程李军邢俊文覃文洁等编著
北京理工大学出版社 2002。