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机械原理课程虚拟样机仿真实验报告 题 目： 基于ADAMS的手摇抽水机的仿真与分析 姓 名： XXX学 号： *班 级： ￥2013年5月1日基于ADAMS的手摇抽水机的仿真与分析11070001 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院 （北京 100191）摘 要本文主要针对日常生活中的手摇抽水机，首先绘制机构的运动简图，理论验证机构工作原理的可行性；然后使用SolidWorks软件对机构进行三维实体建模，使用ADAMS软件对机构进行仿真与分析。通过仿真，不仅验证了手摇抽水机原理的可行性，而且对机构传力特性的分析，验证了此机构设计的合理性。关键词： ADAMS；手摇抽水机；传力特性.目 录1、机构简单分析42、机构的三维实体建模53、机构的ADAMS仿真分析53.1模型的导入53.2模型的完善63.3机构分析64、机构拓展（此部分也可省略不写）74.1其它手动抽水机简介74.2 移动导杆机构的其它应用85、结束语8参考文献:81、机构简单分析图1所示为一手摇抽水机，当上下扳动手柄1时，活塞4便在筒内作往复移动，从而完成抽水和压水的工作。图1 手摇抽水机根据机构工作原理，绘制的抽水机的运动简图如图2所示。图2 手摇抽水机运动简图经分析可知，此机构为四杆机构，其中活动构件数目n=3，低副数目PL=4，高副数目PH=0，因而机构自由度F=3n-2PL-PH=33-24-10=1因为此四杆机构的自由度为1，而机构的主动件数目也为1，所以机构具有确定运动。2、机构的三维实体建模假定运动简图2中，LAE=350mm，LAB=100mm，LBC=170mm，LAF=250mm。下面以这组数据为关键参数进行三维实体建模，使用SolidWorks软件建立的三维实体模型如图3所示。为便于观察机构的内部机构，在建模时对套筒进行了适当的剖切。 （a）主视图 （b）轴测图图3 手摇抽水机三维模型（已剖切）3、机构的ADAMS仿真分析3.1模型的导入将使用SolidWorks软件建立的三维实体模型，以图4所示的初始位形导入到ADAMS软件中，导入后的模型如图5所示。选择图4所示的初始位形，便于在主动件上添加对称运动。图4 手摇抽水机仿真的初始位形图5 导入到ADAMS中的手摇抽水机3.2模型的完善按照机构实际，对导入的手摇抽水机进行运动副和主运动的添加，添加后的结果如图6所示。其中，添加到机构上的主运动为30d*sin(time)，添加在B点的铰链上。在完善模型后，可对机构进行仿真。图6 完善后的手摇抽水机3.3机构分析（1）运动分析由前文的运动简图可知，该机构为移动导杆机构，能够将构件1的往复摆动，转化为构件3的往复移动，从而实现机构连续抽水的功能。机构的运动仿真结果可见所附文件抽水机.avi（2）力学特性分析由于此机构要完成手动抽水的任务，而抽水时构件3往往承受很大的载荷，这就对机构的传力特性提出了很高的要求。下面对机构的传力特性进行分析。压力角或传动角是判断连杆机构传力性能优劣的重要的标志。在该机构中，传动角是指构件1和构件3所加的锐角，即图2中的或其补角。在对机构进行虚拟样机仿真时，为便于测量且能够反映机构传动角的大小，可直接测量。当时，即为机构压力角；当时，的补角即为机构压力角。随时间变化的规律如图7所示。图7 随时间变化的规律由图7可知，在摇杆主驱运动的作用下，的变化范围为63.6126.7，因而可知，此时该机构传动角的范围为53.790，最小传动角的值为53.7 ，机构具有较好的传力性能。而且该机构利用杠杆原理，可有效减小抽水时对主动力的要求。由以上分析可知，图2中所示的移动导杆机构可以很好地实现手动连续抽水的功能，机构设计具有很好的合理性。4、机构拓展（此部分也可省略不写）4.1其它手动抽水机简介略4.2 移动导杆机构的其它应用略5、结束语使用SolidWorks三维建模软件和ADAMS虚拟样机仿真分析软件，不仅可以快速方便的建立机构的三维模型，而且能够对机构进行运动学与动力学仿真。这对于机构的设计和验证有重要意义。其中，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。而且虚拟样机具有低成本，易复制