机械动力学大作业 2.pdf
机械动力学大作业机械动力学大作业基于基于 ADAMSADAMS 的曲柄滑块机构动力学分析及仿真的曲柄滑块机构动力学分析及仿真学学号：号：专专业：机械工程业：机械工程学生姓名：学生姓名：任课教师：任课教师：杨恩霞教授杨恩霞教授20132013 年年 1010 月月 2121 日日一、题目要求一、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、建立模型三、建立模型1.1.启动启动 ADAMSADAMS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 2 检查和设置建模基本环境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 Units 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 3 几何建模几何建模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/ViewADAMS/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，点击鼠标左键（本题选择点（0.5,0,0）m)，创建出杆 AB（PART2PART2）。如图 3-4 所表示。图 3-3图 3-42）运用 rigid body：link功能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/ViewADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择点（0.5,0,0）m，然后按照和题目中差不多的倾斜角，点击鼠标左键（本题选择点（2.5,0,0）m)，创建出杆 BC（PART3PART3）。如图 3-6 所表示。图 3-5图 3-63）运用rigid body：box功能，按照已知的长宽高建立滑块。L=0.6m W=0.6m D=0.6 m m=30kg图 3-7 在 ADAMS/ViewADAMS/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（PART4PART4）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 Loc2 Bod-1 Loc 和 Normal To GridNormal To Grid。在 ADAMS/ViewADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择主曲柄（PART_2PART_2），然后选择机架（groundground），接着选择主曲柄上的PART_2.MARKER_1PART_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_1JOINT_1)图 3-10（2）参数选择 2 Bod-21Loc2 Bod-21Loc和 Normal To GridNormal To Grid。在 ADAMS/ViewADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择连杆（PART3PART3），然后选择曲柄（PART2PART2），接着先后选择主曲柄上的 PART_2.MARKER_2PART_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(JOINT2JOINT2)图 3-11（3）参数选择 2 Bod-21Loc2 Bod-21Loc 和 Normal To GridNormal To Grid。在 ADAMS/ViewADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择连杆（PART4PART4），然后选择曲柄（PART3PART3），接着先后选择主曲柄上的 PART_3.MARKER_4PART_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(JOINT3JOINT3)图 3-126）运用 joint：translational 功能，建立滑块移动副参数选择 2 Bod-1Loc2 Bod-1Loc 和 Pick FeaturePick Feature。在 ADAMS/ViewADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择滑块（PART_4PART_4），然后选择机架（groundground），接着选择滑块上的 PART4.BOXPART4.BOX3.V133.V13，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_4JOINT_4)图 3-137）施加力和力矩运用 applied force:force运用 applied force:torque添加完如图 3-14，对滑块施加阻力 100N。，对曲柄 AB 施加驱动力 200N。图 3-14四、模型的运动情况四、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，系统进行仿真，观察模型的运动情况作步长 50,然后点击开始仿真按钮图 4-1五、运动曲线分析五、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、时间与速度关系时间与速度关系图 5-34、时间与加速度关系时间与加速度关系图 5-45、时间与角速度关系时间与角速度关系图 5-56、时间与角加速度关系时间与角加速度关系图 5-66 6、结果分析、结果分析将时间与 X 方向的位移，速度，角速度，加速度，角加速度，整合成一下。
