基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析 论文

本科毕业设计（论文）

学生姓名： 院 （系）： 机械工程学院 专业班级： 机械1004班 指导教师： 于洋 完成时间： 2014 年 月 日

题 目： 基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析

西安石油大学本科毕业设计（论文）

基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析

摘要：虚拟样机技术是一种崭新的产品开发技术，其中ADAMS软件是目前最著名的虚拟样机分析软件之一。本文阐述了虚拟样机技术和ADAMS软件的特点及其应用，以六连杆机构在牛头刨床中的应用为研究对象，对其进行动力学分析。主要运用我们学习过的机械原理和理论力学知识对机构进行运动学和动力学的相关理论计算；利用ADAMS软件在图形显示方面的优势，采用其基本模块ADAMS/View(界面模块) 和ADAMS/PostProcessor（后处理模块）进行一系列建模、运动分析和动态模拟仿真工作。验证模型的正确性，并对机构在整个周期内的可行性进行计算分析，记录相应信息，输出所需要的位置、速度、加速度、力矩等曲线与理论结果比较，充分展现虚拟样机技术与物理样机比较之下的优越性，为虚拟样机技术的深入研究打下基础。

关键词：ADAMS；六连杆机构 ；运动学分析；仿真

西安石油大学本科毕业设计（论文）

The Kinematic Analysis of Six Bar Linkage based on ADAMS

Abstract：Virtual prototyping technology is a new product development technology, and software ADAMS is one of the most famous virtual prototype analysis software software. This article expounds the characteristics and application of virtual prototype technology and ADAMS software, chose the application in six bar linkage as research body and do some dynamics analysis. Mainly use the knowledge of mechanical principle and the theory of mechanical we have already learned, kinematics and dynamics of mechanism related to the theoretical calculated. Using ADAMS software in graphic display advantages and

using

the

basic

module

of

ADAMS/View

(interface

module)

and

ADAMS/PostProcessor (post-processing module) to a series of modeling, motion analysis and dynamic simulation work. To prove the validity of the model and the feasibility of institutions in the whole cycle calculation analysis, record the corresponding information, output the required position, velocity, acceleration, torque curve compared with theoretical results, such as to fully demonstrate the virtual prototype technology and the superiority of physical prototype, lays the foundation for the further study of virtual prototype technology.

Keywords：ADAMS ,Six Bar Linkage, Kinematic Analysis, Smulation

目录

1 绪论 ................................................................................................................................. 1

1.1 虚拟样机技术及其研究现状 .............................................................................. 1

1.1.1 虚拟样机技术的基本概念 ....................................................................... 1 1.1.2 虚拟样机技术的应用及其特点 ............................................................... 1 1.1.3 虚拟样机技术的研究现状与发展趋势 ................................................... 2 1.2 ADAMS软件 ....................................................................................................... 3

1.2.1 ADAMS软件简介 .................................................................................... 3 1.2.2 ADAMS软件的模块 ................................................................................ 4 1.2.3 ADAMS软件的特点 ................................................................................ 4 1.2.4 ADAMS软件的应用 ................................................................................ 4 1.3 连杆机构概况 .................................................................................................... 5

1.3.1 连杆机构及其传动特点 ........................................................................... 5 1.3.2 平面六杆机构的分类 ............................................................................... 6 1.4 课题研究的内容与目的 ...................................................................................... 6 2 六连杆牛头刨床机构的相关特性分析 ......................................................................... 7

2.1 六连杆牛头刨床工作原理和要求 ...................................................................... 7 2.2 机构运动学分析 .................................................................................................. 7

2.2.1 机构的自由度与行程速度比 ................................................................... 8 2.2.2 用矢量方程图解法在右极限处作机构的速度分析 ............................... 8 2.2.3 用矢量方程图解法在右极限处作机构的加速度分析 ......................... 11 2.3 机构的动力学分析 ............................................................................................ 15

2.3.1 惯性力的计算 ......................................................................................... 15 2.3.2 惯性力偶矩 ............................................................................................. 15 2.3.3 拆分杆组 ................................................................................................. 16 2.3.4 机构受力分析 ......................................................................................... 16

2.4 小结 ............................................................................................................................ 18 3 基于ADAMS的六连杆机构的建模与仿真 ............................................................... 19

3.1 工作环境设置 .................................................................................................... 19 3.2 创建模型 ............................................................................................................ 19

3.2.1 求特殊位置时各点的坐标 ..................................................................... 19 3.2.2 用ADAMS创建各构件 ......................................................................... 20 3.3 Body特性修改 ................................................................................................ 21

Ⅰ

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3.3.1 曲柄1和滑块2的质量、转动惯量修改 ............................................. 21 3.3.2 摇杆3、连杆4和滑块5的质量与转动惯量修改 .............................. 21 3.4 添加约束和驱动 ................................................................................................ 21

3.4.1 添加约束 ................................................................................................. 22 3.4.2 添加驱动 ................................................................................................. 23 3.5 施加载荷 ............................................................................................................ 24 3.6 模型仿真 ............................................................................................................ 24

3.6.1 模型验证 ................................................................................................. 24 3.6.2 简单仿真与动画回放 ............................................................................. 25 3.6.3 模型测量 ................................................................................................. 26 3.7 小结 .................................................................................................................... 27 4 仿真结果分析 ............................................................................................................... 29

4.1.1 ADAMS/PostProcessor简介 .................................................................. 29 4.1.2 由仿真结果绘制曲线图的类型 ............................................................. 29 4.2 仿真结果曲线图与分析比较 ............................................................................ 30

4.2.1 曲柄1(PART_2) ...................................................................................... 30 4.2.2 滑块5（(PART_6) .................................................................................. 32 4.3 小结 .................................................................................................................... 33 5 总结 ............................................................................................................................... 35 参考文献 ............................................................................................................................. 36 致 谢 ................................................................................................................................. 37

Ⅱ

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