机械动力学大作业

1、机械动力学大作业基于 ADAMS的曲柄滑块机构动力学分析及仿真学 号：专 业：机械工程学生姓名：任课教师： 杨恩霞教授2013年10月 21日一、题目要求采用 ADAMS 软件或 Matlab/Simulink 环境，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。 建立单自由度杆机构 （有无滑块均可） 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，具体机构及参数自拟。二、所选题目我选择的机构为曲柄滑块机构，如图 2-1 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

2、柄）： L=0.5m W=0.2 m D=0.1 m m=20kgBC杆（连杆）： L= 2m W= 0.2 m D= 0.1 m m =40kg滑块： L=0.6 m W=0.6 m D=0.6 m m =30kg驱动力矩： M=200 N.m阻力： F=100N图 2-1三、建立模型1.启动 ADAMS在欢迎对话框， 选择 New Model 项；在模型名称栏输入 qubing；重力设置选择 Earth Normal 参数；单位设置选择 MKS 系统（ m，kg，N，s，deg，）如图 3-1图 3-12 检查和设置建模基本环境1) 检查默认单位系统 在 Settings 菜单中选择 Un

3、its 命令，显示单位设置对话 框，当前的设置应该为 MKS 系统。2) 设置工作栅格 在 Settings 菜单，选择 Working Grid 命令，显示设置工作栅格对话框； 设置 Size X=5.0， Size Y=5.0， Spacing X=0.1， Spacing Y=0.1 选择 OK 按钮。如图：3 几何建模1）运用 rigid body：link功能 按照已知的长宽高建立 AB杆（曲柄）L=0.5mW=0.2 m D=0.1 m m=20kg ；如图 3-3 ，在 ADAMS/View 工作窗口中先用 鼠标左键选择点（ 0,0,0）m，然后按照和题目中差不多的倾斜角，点击鼠

4、标左键 （本题选择点（ 0.5,0,0）m），创建出杆 AB（PART2）。如图 3-4 所表示。图 3-32）运用 rigid body：link按照已知的长宽高建立 BC杆（连杆）L= 2mW= 0.2 m D= 0.1 m m =40kg ；如图 3-5 ，在 ADAMS/View 工作窗口中先用m，然后按照和题目中差不多的倾斜角，点击鼠标左m），创建出杆 BC（PART3）。如图 3-6 所表示。鼠标左键选择点（ 0.5,0,0）键（本题选择点（ 2.5,0,0）图 3-5图 3-63）运用 rigidbody：box功能，按照已知的长宽高建立滑块L=0.6m W=0.6m D=0.6

5、 m m =30kg 图 3-7 在 ADAMS/View 工作窗口中，用鼠标左键在连 杆上的区域任意选择一点（本题中选择点（ 1.9,-0.3,0） m），并点击鼠标左键确认。滑块 C（PART4）建立如下图曲柄滑块机构模型图 3-8图 3-7图 3-84）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 如图 3-9图 3-95）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。（ 1）参数选择 2 Bod-1 Loc和 Normal

6、To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用 鼠标左键选择主曲柄（ PART_2），然后选择机架（ ground ），接着选择主曲柄上的 PART_2.MARKER_，1 如图 3-10 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副 （JOINT_1）图 3-10（ 2）参数选择 2 Bod-21Loc和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用 鼠标左键选择连杆（ PART3），然后选择曲柄（ PART2），接着先后选择主曲柄上 的 PART_2.MARKER_2如图 3-11 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副 （JOINT2）图 3-11（ 3）参

7、数选择 2 Bod-21Loc和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用 鼠标左键选择连杆（ PART4），然后选择曲柄（ PART3），接着先后选择主曲柄上 的 PART_3.MARKER_4如图 3-12 所示。图中显亮的部分就是所创建的旋转副 （JOINT3）图 3-126）运用 joint ： translational 功能 ，建立滑块移动副参数选择 2 Bod-1Loc和 Pick Feature。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键 选择滑块（ PART_4），然后选择机架（ ground），接着选择滑块上的 PART4.BOX 3.V

8、13，这时出现白色箭头，移动鼠标，使白色箭头的方向与水平方向平行，如图 3-13 所示就是所创建的移动副 （JOINT_4）图 3-137）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。添加完如图 3-14图 3-14四、模型的运动情况点击主工具箱的仿真按钮 ， 设置仿真终止时间仿真终止时间 2s 仿真工作步长 50, 然后点击开始仿真按钮 ，系统进行仿真，观察模型的运动情况图 4-1五、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 （以PART2为测量点） :时间与 X 方向的位移关系图 5-12、时间与 Y 方向位移关系时间与 Y 方向的位移关系图 5-23