基于ADAMS六杆机构分析.doc

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仿真模型的建立 11 3.2仿真结果分析 11 4、结束语 13 参考文献: 13 1、题目要求 图1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仿真模型的建立 3.2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