湖南大學(xué)ADAMS大報告-A5B8題S1402W0000

1、湖南大學(xué)課程考核報告HUNAN UNIVERSITYADAMS虛擬樣機技術(shù)課程報告題目 A5B8機構(gòu)建模與運動和力分析 學(xué)生姓名王*學(xué)生學(xué)號S1402W0*專業(yè)班級機械7班任課老師楊華2014 年11 月 22 日一、 題目二、 機構(gòu)運動簡圖和自由度三、 機構(gòu)建模四、 運動分析五、 靜力分析(不計重力和慣性力)六、 功率分析七、 機械效率分析八、 課程學(xué)習(xí)體會和建議一、題目按分配的題目將A機構(gòu)和B機構(gòu)串聯(lián)組成一個組合機構(gòu)，要求對該組合機構(gòu)作運動分析、靜力分析、機械利益分析、功率分析、機械效率分析。二、 機構(gòu)運動簡圖和自由度運動簡圖分析：由下圖機構(gòu)簡圖可知，A5機構(gòu)為行星差速齒輪機構(gòu),B8為曲柄

2、搖桿機構(gòu)，由大齒輪4高速輸入，小齒輪1低速輸出，齒輪1連接到B8曲柄。A5B8自由度分析：自由度F = 3n - (2pl + ph) = 2三、機構(gòu)建模各桿件同一直徑8mm，桿件長度滿足4連桿運動學(xué)關(guān)系，桿件從左到右長度依次為50mm、150mm、125mm。齒輪參數(shù)：模數(shù)為2，Z1=16，Z2=20，Z3=30，Z4=40，壓力角取20?？紤]到在ADAMS中建模比較復(fù)雜，本機構(gòu)全部模型均在Solidworks中建立并導(dǎo)出Parasolid文件，該文件導(dǎo)入ADAMS，給各構(gòu)件賦予質(zhì)量（steel）。導(dǎo)入到ADAMS中，添加固定副、轉(zhuǎn)動副、耦合副等約束后，機構(gòu)能夠達到運動要求，齒輪嚙合正常，機

3、構(gòu)實現(xiàn)傳遞運動。四、運動分析上面表格是全部數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel的部分截圖，運用表格中的數(shù)據(jù)，生成下列表格。在運動分析中，輸入角速度為30。由速比曲線（輸出速度/輸入速度）可以很清楚是到輸出部分角速度變化情況，在一個運動周期中為負(fù)方向減速-正方向加速-正方向減速-負(fù)方向加速。五、靜力分析(不計重力和慣性力)在靜力分析中，設(shè)定阻力矩為10NM，力比(阻力/驅(qū)動力的絕對值)曲線存在極值點，是因為驅(qū)動力存在2個零點，除了極值點外，其他力比值約為3。 在除去存在部分極值點后，可以明顯的看到大部分速比值和力比值的乘積約為1。可知這個分析結(jié)果是合理的。之所以有波動，而且乘積的值不為1,但接近于1的原因是系統(tǒng)內(nèi)

4、存在一定的測量誤差。六、功率分析結(jié)果顯示，在不考慮摩擦和機械損失的前提下，在該機構(gòu)中輸出功率和輸入功率之和基本上為0，輸出功率絕對值基本上等于輸入功率絕對值，該結(jié)論符合能量守恒定律。七、機械效率分析在ADAMS加載摩擦力時的摩擦力常數(shù)設(shè)置ADAMS中生成的曲線Excel中生成的曲線情形1：在機構(gòu)的高速部分（輸入端）的某個運動副中施加摩擦力情形2：在機構(gòu)的低速部分（輸出端）的某個運動副中施加摩擦力上圖大致認(rèn)為：低速部分加摩擦力機械效率大于高速部分加摩擦力機械效率從圖中可以看出低速機構(gòu)添加摩擦力，對驅(qū)動影響較小，驅(qū)動力得到很好的傳遞；在高速機構(gòu)添加摩擦，機構(gòu)的機械損失較多，原始驅(qū)動力較大的被削弱了

5、，機械效率較低?？赡苁菓?yīng)該高速部分加摩擦力會引起更加明顯的發(fā)熱造成能量損失。八、課程學(xué)習(xí)體會和建議通過本課程的學(xué)習(xí)，我深刻體會到了虛擬樣機的強大，這是這學(xué)期首次深入接觸的軟件，雖然我以前覺得在虛擬樣機中模擬并不太現(xiàn)實，但是通過學(xué)習(xí)這門課程，我感覺到了只要模型設(shè)計的足夠精確，并且約束和現(xiàn)實的差距不大，那樣仿真以后的結(jié)果差距還是不大的。運用虛擬樣機技術(shù)，可以大大簡化機械產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)過程，大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和降低開發(fā)成本，明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的系統(tǒng)性能，獲得最優(yōu)化和創(chuàng)新的設(shè)計產(chǎn)品。ADAMS是目前著名的虛擬樣機分析軟件，運用ADAMS軟件，用戶可以很方便地虛擬樣機進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力

6、學(xué)分析。虛擬樣機技術(shù)的研究范圍主要是機械系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)分析，其核心是利用計算機輔助分析技術(shù)進行機械系統(tǒng)的運動學(xué)和動力學(xué)分析，以確定系統(tǒng)及其各構(gòu)件在任意時刻的位置、速度和加速度，同時，通過求解代數(shù)方程組確定引起系統(tǒng)及其各構(gòu)件運動所需的作用力及其反作用力。虛擬樣機分析軟件在進行機械系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)分析時，還需要融合其他相關(guān)技術(shù)。一個優(yōu)秀的虛擬樣機分析軟件除了可以進行機械系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)分析，還應(yīng)該包含一下技術(shù)：1）幾何形體的計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件和技術(shù)。用于機械系統(tǒng)的幾何建模，或者展現(xiàn)仿真結(jié)果。2）有限元分析（FEA）軟件和技術(shù)?？衫梅治鼋Y(jié)果，確定所需的外力和邊界條件。3）模擬各種

7、各樣作用力的軟件編程技術(shù)。4）利用實驗裝置的實驗結(jié)果進行某些構(gòu)件的建模。5）控制系統(tǒng)設(shè)計與分析軟件和技術(shù)。6）優(yōu)化分析軟件和技術(shù)。通過優(yōu)化分析，確定最佳設(shè)計結(jié)構(gòu)和參數(shù)值。ADAMS軟件是全球運用最為廣泛的機械類仿真軟件，ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。ADAMS一方面是虛擬樣機分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具平臺。所以學(xué)好ADAMS是非常有用的。

8、經(jīng)過8個星期的課堂學(xué)習(xí)以及課后模型分析練習(xí)，我掌握了ADAMS軟件的最基本用法，非常高興又基本掌握了一種非常實用的工具。此次ADAMS運動仿真分析我的題目是A5+B8。我剛開始時覺得這道題的機構(gòu)很簡單，傳動路線也很清晰，但動手后發(fā)現(xiàn)這道題不是我所想象中的那么容易。一方面作為一個相對復(fù)雜的機構(gòu)，我以前學(xué)習(xí)機械原理時候?qū)τ谛行禽啓C構(gòu)的學(xué)習(xí)還不夠深入，理解欠缺深刻，所以在選題后我又花了不少時間重新補習(xí)相關(guān)機械知識；另一方面對于Adams使用的技巧也不甚熟練，還有很多需要學(xué)習(xí)的地方，在期間我通過很多途徑查找了相關(guān)資料學(xué)習(xí)使用ADAMS。由于軟件運用不熟練，經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤，因此本來較輕松的事做得相對復(fù)雜

9、了，以后還需多加熟練Adams的操作。開始時，我先創(chuàng)建較小的機構(gòu)或者子系統(tǒng)進行仿真分析，然后再創(chuàng)建完整的虛擬樣機，進行簡單的仿真分析，確認(rèn)連接正確后再繼續(xù)進行樣機建模，一步步穩(wěn)步前進，最后終于完成曾一度讓自己艷羨不已的簡單仿真。這次ADAMS運動學(xué)仿真分析收獲挺多的，總結(jié)起來如下：1、運用ADAMS軟件進行仿真要有比較牢固的機械原理基礎(chǔ)，這樣才能分析清楚各部件間的約束關(guān)系。2、要有比較好的英語基礎(chǔ)，因為ADAMS軟件是全英文的，只有學(xué)好了英語才能看懂其中的各種信息。3、用ADAMS軟件進行仿真最好要一步一步進行，添加一個約束或力就仿真一下，防止出錯，如果你一次性添加全部的約束、驅(qū)動以及仿真，一

10、旦出現(xiàn)錯誤很難查出。 總之，這次仿真收獲頗多，對ADAMS軟件的應(yīng)用有了更深入的了解，同時提高了自己分析機構(gòu)與解決問題的能力。我感覺這個軟件會對我以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助，所以雖然花費的時間有點多，但是感覺還是值得的，再次感謝老師的教誨。非常榮幸，我能選擇ADAMS虛擬樣機仿真這門課，也是在學(xué)習(xí)了這門課后我才開始意識到這么專業(yè)課對于我們的重要意義，這將是我們以后走上崗位不可或缺的專業(yè)技能。課后長時間的操作與練習(xí)，這次作業(yè)花費較大精力的操作，讓我對ADAMS軟件的使用有了一定的心得體會，現(xiàn)在已經(jīng)能初步進行對簡單機構(gòu)系統(tǒng)的仿真。雖然目前我還無法使用ADAMS軟件進行較為復(fù)雜的機械系統(tǒng)虛擬樣機仿真分析，但正如我所說的，我對ADAMS虛擬樣機仿真的學(xué)習(xí)這才剛剛開始。這門知識的學(xué)習(xí)、技能的初步運用，為我開啟了新的殿堂。在今后的日子里，即便課堂上的學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束，我仍然會努力學(xué)習(xí)這門對于機械行業(yè)不可或缺的專業(yè)技能，爭取有一天能夠登堂入室。對這門課老師的講解方法，我很喜歡。局部放大的圖像讓坐在后面的同學(xué)也能夠仔細看清老師的操作，加深同學(xué)的記憶，為課后自己學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。因