Adams仿真大作业

1、 机械原理课程虚拟样机仿真实验报告 题 目： 基于ADAMS的八杆机构的运动学分析 姓 名： 何志敏学 号： 13071090班 级： 130714班2015年6月4日基于ADAMS的八杆机构的运动学分析13071090 130714班北京航空航天大学 机械工程及自动化学院 （北京 100191）摘 要本文主要针对八杆机构，理论分析了该机构输出构件的位置、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；八杆机构；运动学分析目 录1、题目要求42、自由度计算

2、43、构件位置、速度及加速度方程的求解（封闭向量法）4 3.1.位置与角度6 3.2.速度与角速度6 3.3.加速度与角加速度74、ADAMS软件仿真模型的建立及结果分析7 4.1仿真模型的建立7 4.2仿真结果分析85、结束语11参考文献111、 题目要求试计算图1所示运动链的自由度，并判断该运动链是否具有确定的运动。若有复合铰链、局部自由度和虚约束，应明确指出。其中构件1为主动件，构件7为输出构件。图1 八杆机构2、 自由度计算 C、E处为复合铰链，无局部自由度和虚约束。3、 构件位置、速度及加速度方程的求解（封闭向量法）如图2所示，建立直角坐标系，定义各杆向量，其中将偏距e看成一定常量，

3、由此机构组成一个封闭向量四边形，可写出如下封闭向量方程式 分别向x轴和y轴投影得 图2 解析法作曲柄滑块机构的运动分析消去连杆转角，得 由此解得 式中，型参数M=±1，应按照所给机构的装配方案或滑块移动的连续性选取。如图3所示，连杆实线位置M=+1，连杆虚线位置M=-1。滑块的位置确定后，连杆转角即可由式（2）唯一确定，即 求连杆的角速度和角加速度时，可将式（2）中的第二式对时间求导一次和二次，即可得如下方程 将式（2）对时间求导一次及二次，可得滑块的速度及加速度方程 设D点坐标为，则有 向x轴投影得 进一步推导得 对式（11）求一次导数得 对式（11）求二次导数得 下面拟定一组具体

4、参数，求解所给参数位置下的输出参数。 将上述已知条件带入上面推得的公式中，解出其位置参数如下：3.1.位置与角度3.2速度与角速度3.3加速度与角加速度综上所述，理论计算该四杆机构的结果如下表1所示：表1 理论计算结果构件4构件2构件7位置与角度速度与角速度加速度与角加速度4、ADAMS软件仿真模型的建立及结果分析4.1仿真模型的建立按着下面这组参数建立ADAMS模型：，。所建立八杆机构模型图如下所示，其中红色曲柄连接着on ground选项，即为机架。图3 ADAMS机构模型图4.2仿真结果分析通过仿真模型得到构件4和构件7的位置、速度、加速度曲线如图4所示，其中红线为位置，蓝线为速度，紫线

5、为加速度。图4 构件4和构件7位置、速度、加速度曲线构件2的角度、角速度和角加速度曲线如图5所示，其中红线为角度曲线，蓝线为角速度曲线，紫线为角加速度曲线。图5 构件2的角度、角速度和角加速度曲线为了便于验证上述理论方法计算结果的正确性，取横坐标为构件1相对机架的角度，得到构件4和构件7的位置、速度、加速度曲线如图6-8所示。图6 构件4（红线）和构件7（蓝线）的位置图7 构件4（红线）和构件7（蓝线）的速度图8 构件4（红线）与构件7（蓝线）的加速度取横坐标为构件1相对机架的角度，构件2的角度、角速度和角加速度变化曲线如图9所示。图9 构件2的角度（红线）、角速度（蓝线）和角加速度（紫线）曲

6、线从上面的仿真曲线图中可以得到：在构件1与水平方向夹角为66.8°时，仿真得到的构件4（part4）和构件7（part8）的位置、速度、加速度值和构件2（part3）的速度、角速度和角加速度值列在表2中。构件4构件2构件7位置与角度速度与角速度加速度与角加速度表2 ADAMS仿真的运动学结果综上，表2中所得到的仿真结果与表1中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。5、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