曲柄摇杆机构.docx

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曲柄摇杆机构

实验三——用ADAMS验证曲柄连杆机构

AB20cm，CD40cm，DA60cm，BAD2/3，ADC/3；

对该机构进行验证，是否为曲柄摇杆机构；同时进行运动分析和动力分析。

图3-1铰链四杆机构

实验目的】

1、了解ADAMS软件；认识ADAMS工作界面。

2、掌握ADMAS的建模与仿真；

3、验证铰链四杆机构中曲柄存在的条件。

实验原理】

1、铰链四杆机构是指将4个杆件全部用转动副联接起来的机构。

2、铰链四杆机构中曲柄存在的条件为以下两点：

（1）曲柄为最短杆件或最短的相邻杆件，此条件称为最短构件条件。

（2）最短杆件与最长杆件的长度之和必须小于或等于其他两杆件的长度之和，即：

lll'l''

minmax

此条件简称为构件长度和条件。

【实验仪器和设备】

1、计算机。

2、机械系统动力学分析软件ADAMS2013。

3、《机械设计基础》教材；实验指导书；实验报告。

实验步骤】

1、启动ADAMS。

双击桌面上ADAMS/View的快捷图标“”，打开ADAMS/View。

在欢迎对话框如图3-2中选择“新建模型”（Createanewmodel），弹出如图3-3所示“创建新模型”（Createanewmodel）对话框。

图3-2欢迎对话框

图3-3“创建新模型”对话框

在“模型名称”（Modelname）栏中输入：

sparkplug；在“重力（Gravity）”栏中选择“正常重力（-全局Y轴）”；在“单位（Units）”栏中选择“MMKS–mm，kg，N，s，deg”；在“工作路径”栏中选择“C:

\sparkplug”

2、设置工作环境。

2.1对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。

在ADAMS/View菜单栏中，选择设置（Setting）下拉菜单中的工作网格（WorkingGrid）命令。

系统弹出设置工作网格对话框如图3-4所示，选择“矩形”方式显示工作栅格；将网格的大小尺寸（Size）中的X和Y分别设置成750mm和1000mm，间距（Spacing）中的X和Y都设置成50mm。

然后点击“OK”确定。

2.2用鼠标左键点击动态放大（DynamicZoom）图标，在模型窗口中，点击鼠标左键并按住不放，移动鼠标进行放大或缩小。

（也可以使用快捷键，点击键盘上的字母“Z”，

按住不放，移动鼠标进行放大或缩小）

2.3用鼠标左键点击动态移动（DynamicTranslate）图标，在模型窗口中，按住鼠标左键，移动鼠标选择合适的网格。

（也可以使用快捷键，点击键盘上的字母“T”，按住不放，图3-4“工作网格”对话框

移动鼠标进行放大或缩小）

2.4用鼠标左键点击动态旋转（DynamicRoate）图标

，在模型窗口中，按住鼠标左键，旋转至合适的视图。

（也可以使用快捷键，点击键盘上的字母“R”，按住不放，移动鼠标进行放大或缩小）

3、建模

4cm

3.1在ADAMS/View零件库中选择连杆，创建机架在如图3-5所示的实体零件库中，点击连杆（Link）图标，在ADAMS/View面版左侧弹出连杆参数设置对话框，将长度为60cm（DA60cm）；宽度为

；深度为

2cm，如图3-6所示。

在ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择点（-300，0，0）mm（该点的位

置可以选择在其他地方），然后沿着水平方向，点击用鼠标左键选择点（300，0，0）mm，创建出机

架DA（PART_2），如图3-7所示。

3.2在ADAMS/View零件库中选择连杆，创建原动杆件在如图3-5所示的实体零件库中，点击连杆（Link）

4cm

图标，在ADAMS/View面版左侧弹出连杆参数设置对话框，将长度为20cm（AB20cm）；宽度为

；深度为

AB

2cm，如图3-8所示。

在ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择点（-300，0，0）mm，然后大

致沿着120°方向，点击用鼠标左键选择另外一点，创建出原动杆件

PART_3），如图3-9所示。

3.3在ADAMS/View零件库中选择连杆，创建连架杆在如图3-5所示的实体零件库中，点击连杆（Link）

图标，在ADAMS/View面版左侧弹出连杆参数设置对话框，将长度为40cm（CD40cm）；宽度为

4cm；深度为

2cm，如图3-10所示。

在ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择点（300，0，0）mm，然后大

致沿着120°方向，点击用鼠标左键选择另外一点，创建出连架杆CD（PART_4），如图3-11所示。

3.4在ADAMS/View零件库中选择连杆，创建连杆

在如图3-5所示的实体零件库中，点击连杆（Link）

图标，在ADAMS/View面版左侧弹出连杆参数设置对话框，将长度根据原动件与连架杆来确定，宽

图3-13创建的连架杆

2cm，如图3-12所示。

点击用鼠标左键选择原动件（PART_3）一端的MARK点，然后用鼠标左键

选择连架杆（PART_4）一端的MARK点，创建出连架杆BC（PART_5），如图3-13所示。

图3-12原动杆件参数设置对话框

4、创建固定副

在ADAMS/View链接库中选择固定副，如图

3-14，创建机架。

在ADAMS/View面版左侧弹出参

AD

数设置对话框，选择默认的构件方式。

固定副将两个构件固定在一起，这里选择将杆

（PART_2）

与大地（GROUND）固定在一起作为机架。

4.1首先将鼠标移至工作栅格处，当界面中出现（

ground）时，如图3-16所示，点击鼠标左键作为第1选择的部件。

4.2将鼠标移至杆AD

时，当界面中出现（PART_2）时，如图3-17所示，点击鼠标左键作为第2选择的部件。

4.3将鼠标移至杆AD

（PART_2）中点时，界面中出现（PART_2.cm），如图3-18所示，点击鼠标左键，将固定副添加至杆AD（PART_2）中点处。

则将杆AD

（PART_2）与大地（GROUND）用固定副联接在一起，如图3-19所示。

图3-16选择第1个部件

图3-17选择第2个部件

图3-18选择固定副施加点

图3-19固定副样例

5、创建转动副

在ADAMS/View链接库中选择转动副，如图3-20所示。

在ADAMS/View面版左侧弹出参数设置对话框，选择默认的构件方式。

5.1将鼠标移至杆AD

时，当界面中出现（PART_2）时，如图3-21所示，点击鼠标左键作为第1选择的部件。

5.2将鼠标移至杆AB时，当界面中出现（PART_3）时，图3-20转动副样例

如图3-22所示，点击鼠标左键作为第2选择的部件。

5.3将鼠标移至杆AD

（PART_2）左端点时，界面中出现（PART_2.MARKER_1），如图3-23所示，点击鼠标左键，将转动副施加在杆（PART_2.MARKER_1）处，如图3-24所示。

图3-21选择第1个部件

图3-22选择第2个部件

图3-23选择转动副施加点

图3-24转动副样例

5.4根据上述操作方法和步骤，将杆AB（PART_3）和杆BC（PART_5）用转动副联接；将杆

将杆CD（PART_4）和杆AD

BC（PART_5）和杆CD（PART_4）用转动副联接；

PART_2）用转动副联接；如图3-25所示。

6、创建驱动

6.2将鼠标左键移至杆AD（PART_2）与杆AB

PART_3）联接处的转动副（JOINT_2）如图3-28所示。

点击鼠标左键，在（JOINT_2）处施加转动副驱动，如图3-29所示。

7、更改模型显示样式

选择菜单中“视图”→“渲染方式（R）”→“实体模式（O）”，模型显示如图3-30所示。

8、保存模型

在ADAMS/View中，选择“文件（File）”菜单中的“把数据库另存为（SaveDatabase

As）”命令，如图3-31所示。

系统弹出保存模型对话框，输入保存的路径和模型名称，按OK，保存

曲柄摇杆机构模型sparkplug如图3-32所示。

说明：

ADAMS中文件的名称中不能以单纯的数字命名；可以用英文或英文与数字的组合；但不

能识别纯数字、汉字或者符号之类的名称。

Time）为4，仿真工作步数600，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。

点击按钮可以停止仿真。

点击

按钮可以重置并输入配置。

图3-33仿真控制对话框

将机构在运动仿真的过程的

4个任意位置进行暂停，并截图作为实验记录，如图3-34所示。

图3-34（a）t1时刻运动图

图3-34（c）t3时刻运动图

图3-34（b）t2时刻运动图

图3-34（d）t4时刻运动图