adams曲柄滑块机构实例仿真1.docx
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adams曲柄滑块机构实例仿真1
题6-6图
题6-6图为开槽机上用的急回机构。
原动件BC匀速转动，已知
，
，
，
。
原动件为构件BC，为匀速转动，角速度
。
对该机构进行运动分析和动力分析。
在本例子中,将展示在ADAMS中可以先用未组装的形式构造急回机构的各个部件，然后在仿真前让这些部件自动地组装起来，最后进行仿真。
这种方法比较适合构造由较多部件组成的复杂模型。
创建过程
⒈启动ADAMS
双击桌面上ADAMS/View的快捷图标,打开ADAMS/View。
在欢迎对话框中选择“Createanewmodel”，在模型名称（Modelname）栏中输入：
jihuijigou；在重力名称（Gravity）栏中选择“EarthNormal（-GlobalY）”；在单位名称（Units）栏中选择“MMKS–mm,kg,N,s,deg”。
如图1-1所示。
图1-1欢迎对话框
图2-1设置工作网格对话框
⒉设置工作环境
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，将网格的尺
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10mm。
然后点击“OK”确定。
如图2-1所表示。
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。
用鼠标左键点击动态移动（DynamicTranslate）图标
，
图3-1设置杆选项
在模型窗口中，按住鼠标左键，移动鼠标选择合适的网格。
⒊创建机构的各个部件
在ADAMS/View零件库中选择
连杆（Link）图标
，长度为200mm
（
），其他参数合理选择。
如图
3-1所示。
在ADAMS/View工作窗口中先用
鼠标左键选择点（-80,0,0）mm（该点的位置
可以选择在其他地方），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（-200,160,0）mm），创建出主曲柄BC
（PART_2）。
如图3-2所表示。
在ADAMS/View零件库中选择连杆
图3-2创建的主曲柄BC
图3-1设置杆选项
（Link）图标
，参数选择如图3-3所示。
在工作窗口
中先用鼠标左键选择原点（0,0,0）mm（根据上面创建的主曲柄BC的位置和题中的条件,副曲柄AC的位置是唯一的），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（-230,290,0）mm），创建出副曲柄AC（PART_3）。
如图3-3所表示。
该步骤将创建主、副曲柄之间的连接部分C，
在ADAMS/View零件库中选择连杆（Link）图标
，参数选择如图3-4
所示。
在ADAMS/View工
作窗口中先用鼠标左键在主
曲柄（PART_2）和副曲柄
（PART_3）之间任意选择
一点（本题选择点（-270,190
0）），并与副曲柄（PART_3
）近似平行，点击鼠标左键
连接部分C（PART_4）创建
出来，如图3-5所示。
图3-5创建的连接部分C
图3-6设置杆选项
图3-7创建的连杆DF
图3-8设置长方体
参数
在ADAMS/View零件库中选择连杆（Link）图标
，参数
选择如图3-6所示。
在ADAMS/View工作窗口中，用鼠标左键在副曲
柄上侧的区域任意选择一点（本题中选择点（30,100,0）mm），并使连
杆垂直向上，然后点击鼠标左键确定。
连杆DF（PART_5）创建出来，
如图3-7所示。
在ADAMS/View零件库中选择长方体（Box）图标
，参数
选择如图3-8所示，参数可以任意选择，只要合理就可以。
在ADAMS
/View工作窗口中，用鼠标左键在副曲柄上侧的区域任意选择一点（本
题中选择点（-70,500,0）mm），并点击鼠标左键确认。
滑块F（PART_6）
图3-9 创建的滑块F
如图3-9所示。
图4-1设置Marker点
的参数
⒋创建铰接点D
在ADAMS/View零件库中选择MARKER点图标
，
参数选择如4-1所表示。
先用鼠标左键点击副曲柄（PART_3），
然后选择点击Marker点（），如图4-2所示．一个固结
图4-2选择副曲柄上的Marker点
图4-3创建的副曲柄上的Marker点
在副曲柄（PART_3）上的Marker点（MARKER_10）创建出来。
如图4-3所示。
在所创建的MARKER_10点上右击鼠标，在弹出的
对话框中选--Marker:
MARKER_10→Modify,如图4-4所
示。
在弹出的属性对话框中，如图4-5所示，容易知道
MARKER_10点的坐标为（,,）mm，而题目
中铰接点D到原点（0,0,0）mm的距离
。
我们可通过直角三角形的性质，计算出当MARKER_10点
的坐标为（,,0）mm时，MARKER_10点到原点的
距离为100mm，即此时MARKER_10点为所要的铰接点D。
将属性对话框中的Location的坐标（,,）
mm修改为（,,0）mm，然后点击OK确定。
则MA
RKER_10点的位置将改变，如图4-6所示。
图5-1设置Marker点
的参数
图5-3创建的滑块上的Marker点
⒌在滑块上创建一个Marker点
在ADAMS/View零件库中选择MARKER点图标
，
参数选择如5-1所表示先用鼠标左键点击滑块（PART_6），
然后选择点击Marker点（），如图5-2所示．一个固
结在滑块（PART_6）上的Marker点（MARKER_11）创建出来
。
如图5-3所示。
图5-2选择滑块上的Marker点
在所创建的MARKER_11点上右击鼠标，在弹出的
对话框中选--Marker:
MARKER_11→Modify,如图5-4所
示。
在弹出的属性对话框中，如图5-5所示，将对话框中
Location栏的值（,,）修改为（,,）
，表示MARKER_11点向x轴正方向移动了20mm，然后
点击OK确认，移动后的MARKER_11点的位置位于滑块
的右侧面，如图5-6所表示。
⒍创建机架
图6-1设置长方体
参数
图6-2 创建的机架
用工具Box建立机架，代表滑块滑动的平面。
在建立机架时，ADAMS/View默认其宽度是长和高中较小者的两倍。
你也可以在生成机架前定义它的长、宽、高。
在ADAMS/View零件库中选择长方体
（Box）图标
，参数选择如图6-1
所示，参数可以任意选择，只要合理就
可以。
在ADAMS/View工作窗口中，在
点（0,580,0）（机架的位置选择不是唯一
的,只要滑块的运动范围不超过机架就可
以）点击鼠标左键，拖到点（10,200,0）点
击鼠标。
生成的机架（PART_7）如图
6-2所表示。
图7-1主曲柄上的旋转副
⒎创建旋转副
选择ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint:
Revolute）
图标
，参数选择2Bod-1Loc和NormalToGrid。
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，
如图7-1所示。
图中显亮的部分就是所创建的旋转副（JOINT_1）
图7-2副曲柄上的旋转副
该旋转副连接机架和主曲柄，使主曲柄能相对机架旋转。
选择ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint:
Revolute）
图标
，参数选择2Bod-1Loc和NormalToGrid。
在
ADAMS/View工作窗口中先用鼠标左键选择副曲柄（PART_3），
然后选择机架（ground），接着选择副曲柄上的，
如图7-2所示。
图中显亮的部分就是所创建的旋转副（JOINT_2）
该旋转副连接机架和副曲柄,使副曲柄能相对机架旋转。
图7-3主曲柄和连接部
分C之间的旋转副
选择ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint:
Revolute）
图标
，参数选择2Bod-2Loc和NormalToGrid。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择连接部分C（PART_4），然后选
择主曲柄（PART_2），接着先后选择连接部分C上的和
主曲柄上的如图7-3所示。
图中显亮的部分就
是所创建的旋转副（JOINT_3），该旋转副连接主曲柄和连接部分C,使
主曲柄和连接部分C之间作相对旋转运动。
选择ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint:
Revolute）图
图7-4副曲柄和连杆
DF之间的旋转副
标
，参数选择2Bod-2Loc和NormalToGrid。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择连杆DF（PART_5），然后选择
副曲柄（PART_3），接着先后选择连杆DF上的
和副曲柄上的铰接点D（）如图7-4所示。
图中
显亮的部分就是所创建的旋转副（JOINT_4），该旋转副连接副曲柄和连
杆DF,使副曲柄和连杆DF之间作相对旋转运动。
选择ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint:
Revolute）图
图7-5滑块和连杆DF
之间的旋转副
标
，参数选择2Bod-2Loc和NormalToGrid。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择滑块（PART_6），然后选择
连杆DF（PART_5），接着先后选择滑块（PART_6）的
和连杆DF上的，如图7-5所示。
图中显亮的
部分就是所创建的旋转副（JOINT_5），该旋转副连接滑块和连杆DF,
使滑块和连杆DF之间作相对旋转运动。
图7-6白色箭头
⒏创建移动副
选择ADAMS/View约束库中的移动副（Joint:
Translational）
图标，参数选择2Bod-2Loc和PickFeature。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择连接部分C（PART_4），然后
选择副曲柄（PART_3），接着先后选择连接部分C上的
和副曲柄上的，这时出现白色箭头，移动鼠标，使白色
图7-7连接部分C和副曲柄之间
的移动副
箭头的方向与副曲柄平行，如图7-6所示。
然后连续点击鼠标左键
两次，这样定义了连接部分C在副曲柄上做移动运动。
如图7-7所
示，图中显亮的部分就是所创建的移动副（JOINT_6），该移动副联结
连接部分C和副曲柄,使连接部分C和副曲柄之间作相对移动运动。
。
图7-8白色箭头
图7-9滑块和机架之间
的移动副
选择ADAMS/View约束库中的移动副（Joint:
Translational）
图标，参数选择2Bod-2Loc和PickFeature。
在ADAMS
/View工作窗口中先用鼠标左键选择滑块
（PART_6），然后选择机架（ground），接着
先后选择滑块上的，
和机架上的，这时出
现白色箭头，移动鼠标，使白色箭头的方向
与机架平行（垂直向上），如图7-8所示。
然
后连续点击鼠标左键两次，这样定义了滑块在
机架上做移动运动。
如图7-9所示图中显亮的
部分就是所创建的移动副（JOINT_7），该移动
副联结滑块和机架,使滑块能在机架上移动运动。
⒐创建驱动
在ADAMS/View驱动库中选择旋转驱动（RotationalJointMotion）按钮
，在Speed一栏中输入-360，-360表示旋转驱动每秒钟顺时钟旋转360度。
在ADAMS/View工作窗口中，用鼠标左键点击主曲柄上旋转副（JOINT_1），一个旋转驱动创建出来，如图9-1所示，图中显亮的部分为旋转驱动。
⒑保存模型
在ADAMS/View中，选择“File”菜单中的“SaveDatabaseAs”命令，如图10-1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，保存急回机构模型。
如图10-2所示。
图10-2保存模型对话框
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（EndTime）为3，仿真工作步长（StepSize）,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10-3和图10-4分别表示未组装的急回机构和组装的急回机构。
图10-3未组装的急回机构
图10-4组装的急回机构
⒒仿真验证
下面仅对原动件BC、连杆DF、滑块F进行运动分析和力分析，其他构件的分析可以此为参考进行。
图11-1旋转副属性修改命令
对原动件BC的旋转副JOINT_1进行运动
分析和力分析。
在ADAMS/View工作窗口中用
鼠标右键点击原动件BC的旋转副JOINT_1，选
择Modify命令，如图11-1所示，在弹出的修改
对话框中选择测量（Measures）图标
如图
图11-2修改对话框
11-2所示。
在弹出的测量对话框中，将
Component栏设置为mag，将From/At栏设置为
（或者）（选择
前者，表示测量的是原动件BC对机架的压力，选择
后者，表示测量的是机架对原动件BC的支持力，两
力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反）
其他的设置如图11-3所示。
然后点击对话框下面的
“OK”确认。
生成的力-位移曲线如图11-4所示。
图11-3测量力对话框的设置
图11-4力和时间的曲线图
对原动件BC的旋转副JOINT_1进行如何角位移测量的运动分析，旋转副JOINT_1的角位移测量和其力测量过程几乎一样，在图11-3所示的对话框中，将Characteristic栏选为Ax/Ay/AzProjectedRotation，Component栏选为Z，将From/At栏设置为（或者），其他的设置如图11-5所示。
然后点击对话框下面的“OK”确认。
生成的力-位移曲线如图11-6所示。
当From/At栏设置为时，生成的角
位移和时间的曲线图如图11-7所示。
图11-7和图11-6
的区别在于符号的相反，绝对值大小相同。
这就是设置
From/At栏不同的参考点从而导致曲线的不同。
对连杆DF进行运动学分析。
在此，运动分析以连杆DF的中点为参考点，确定其运动和构件DF绕其转动，也可以以连杆上的其他点为参考点。
在ADAMS/View菜单栏中，选择Build→Measure→Point-to-Point→New，如图11-8所示，进行点与点之间的位移测量。
系统弹出点与点之间测量的对话框，将光标放在被测量的点（ToPoint）栏中，按鼠标右键，选择Marker→Browse，如图11-9所示。
图11-9点与点之间测量的对话框
图11-8进行点与点之间测量的命令
在弹出的DatabaseNavigator的对话框中，选择PART_5下面的（该MARKER点为连杆DF上的重心点）。
然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-10所示。
同样在图11-9中的参考点（FromPoint）栏中，按鼠标右键，选择Marker→Browse，在弹出的DatabaseNavigator的对话框中，选择ground下面的MARKER_16（该点是坐标原点），然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-11所示。
在图11-9中的Characteristic栏中选择Translationaldisplacement，在Component栏中选择mag。
如图11-12所示。
然后点击对话框下面的“OK”确认。
生成的时间-位移曲线如图11-13所示。
图11-12点与点之间测量位移对话框
图11-13时间位移曲线
速度和加速度的测量的过程和位移的过程几乎一样，只是在点与点之间测量对话框（PointtoPointMeasure）中的Characteristic项，分别选为Translationalvelocity，如图11-14所示，或者Translationalacceleration，如图11-15所示。
图11-16、图11-17分别是时间速度曲线、时间加速度曲线。
在ADAMS/View菜单栏中，选择Build→Measure→Angle→New，如图11-18所示，进行连杆DF旋转运动的测量。
系统弹出点与点之间测量的对话框，将光标放在第一个点（FirstMarker）栏中，按鼠标右键，选择Marker→Browse，如图11-19所示。
图11-18进行角位置测量的命令
图11-19角位置测量的对话框
在FirstMarker栏输入MARKER_22（该点为连杆DF与滑块F的连接点），MiddleMarker栏输入（该点为连杆DF的重心点），LastMarker栏输入MARKER_16（该点为原点处机架的点），如图11-20所示。
然后点击OK按钮确定。
图11-21为连杆DF的重心点的旋转角位置曲线图。
在ADAMS/View菜单栏中，选择Build→Measure→Point-to-Point→New，如图11-22所示，进行点与点之间的位移测量。
系统弹出点与点之间测量的对话框，将光标放在被测量的点（ToPoint）栏中，按鼠标右键，选择Marker→Browse，如图11-23所示。
在弹出的DatabaseNavigator的对话框中，选择PART_5下面的。
然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-24所示。
同样在图11-23中的参考点（FromPoint）栏中，按鼠标右键，选择Marker→Browse，在弹出的DatabaseNavigator的对话框中，选择ground下面的MARKER_16（该点是坐标原点），然后点击该对话框下面的“OK”按钮。
如图11-25所示。
图11-23选择被测量的点
图11-24选择参考点
在图11-23中的Characteristic栏中选择Translationaldisplacement，在Component栏中选择mag。
如图11-26所示。
然后点击对话框下面的“OK”确认。
生成的时间-位移曲线如图11-27所示。
速度和加速度的测量的过程和位移的过程几乎一样，只是在点与点之间测量对话框（PointtoPointMeasure）中的Characteristic项，分别选为Translationalvelocity，如图11-28所示，或者Translationalacceleration，如图11-29所示。
图11-30、图11-31分别是时间速度曲线、时间加速度曲线。
图11-30时间速度曲线
图11-31时间加速度曲线
图11-32旋转副属性修改命令
滑块F和机架之间的受力分析。
在ADAMS/View
工作窗口中用鼠标右键点击滑块F的移动副JOINT_7，选
择Modify命令，如图11-32所示，在弹出的修改
对话框中选择测量（Measures）图标
如图11-33
所示。
在弹出的测量对话框中，将Component栏设置为
X（因为在不考虑摩擦的条件下滑块和机架之间的受力方
向为X轴方向），将From/At栏设置为
图11-33修改对话框
图11-34测量力对话框的设置
图11-35力和时间的曲线图
（或者）（选择前者，表示测量的是滑块
对机架的压力，选择后者，表示测量是机架对滑块的支持力
，两力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反）
其他的设置如图11-34所示。
然后点击对话框下面的
“OK”确认。
生成的力-位移曲线如图11-35所示。
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