曲柄滑块机构的虚拟样机参数化建模与仿真

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1、《产品设计与虚拟样机》第3次作业姓名：杨绍宝学号：ZY1307307班级：ZY130732013-11-25-1-曲柄滑块机构的虚拟样机参数化建模与仿真杨绍宝ZY1307307（北京航空航天大学北京100191）摘要本文主要是利用软件ADAMS对曲柄滑块机构创建参数化模型，进行建立仿真。通过改变参数值，观察机构模型的变化。关键词：ADAMS；曲柄滑块机构；参数化模型.12一、曲柄滑块机构的设计要求如课本图4-71所示一对心曲柄滑块机构。已知曲柄和连杆的初始长度为a=100mm，b=200mm，试以杆长a,b和曲柄的转角为可变参数，创建机构的参数化模型，更改参数

2、值杆长变量和曲柄转角变量，观察机构模型的变化。二、参数化模型建模过程1、创建参数化点打开ADAMS软件，新建一个模型，取名为modelzuoye，在主工具箱中选择point工具按钮并双击该选项，展开选项区。选中Addtoground和Don’tAttach，单击工作区中心，分别创建三个点，并将这些点更名为POINT_A，POINT_B和POINT_C，如图1所示。图1创建点2、创建曲柄和连杆构件在主工具箱中选择Link工具按钮，展开选项区。下拉菜单选择“Newpart”，不选中Length，Width值输入10和Depth值输入5，分别创建两根杆件，如图2所示

3、。12图2创建完毕的曲柄和连杆1、创建设计变量创建分别表示曲柄和连杆杆长以及曲柄的转角的三个设计变量DV_a、DV_b和DV_angle。以设计变量DV_a的创建过程来阐述设计变量的一般创建过程。DV_a的的创建结果如图3所示。其创建过程如下：a选择Build

4、DesignVariable

5、New 菜单项，弹出CreateDesignVariable对话框；b在该对话框中将Name文本框中的DV_1更改为DV_a；c选择Units为length;d更改StandardValue文本框中的初始数值为100；e选择ValueRangeby为AbsoluteMina

6、ndMaxValues；f将MinValue文本框中的数值更改为0；g将MaxValue文本框中的数值更改为+200；h单击Apply按钮，完成设计变量DV_a的创建。12图3设计变量DV_a的创建1、创建滑块在主工具箱中选择Box工具按钮，展开选项区。下拉菜单选择“Newpart”，选中Length，Width和Depth，依次修改为50，50和50，单击POINT_C创建滑块，并将滑块质心调整至C处，如图所示。图4创建滑块2、创建转动副右击Joint按钮，选择转动副，分别在曲柄和连杆，连杆和滑块之间添加转动副，并在滑块与ground之间添加移动副，如图5所

7、示。12图5运动副创建1、施加运动单击RotationalJointMotion按钮，为杆件AB添加一个角速度为30.0d*time的匀速旋转运动，如图6所示。图6加上匀速转动2、各点参数化将各点参数化，右击任意一点，modify,修改POINT—A的X、Y坐标分别为0，POINT_B的X、Y坐标分别为(DV_a*cos(DV_angle))和(DV_a*sin(DV_angle))，POINT_C的X、Y坐标分别为12(DV_a*cos(DV_angle)+sqrt(DV_a*cos(DV_angle)*DV_a*cos(DV_angle)-DV_a*DV_

8、a+DV_b*DV_b))和0,如图7所示。单击Apply.图7参数化过程图8参数化结果图12一、运动仿真过程1、单击仿真按钮，将时间设为12s，步数设为500步，运行仿真，如图9、所示。图9运动仿真过程图2、单击Build，选择Measures

9、Angle

10、New，分别选择相应的Marker，依次选择Marker1、Marker2、Marker3测量得曲柄在0s到12s角位移的变化规律（曲柄的初始转角为45°），如图10所示：12图10曲柄转动角度的测量在后置处理中曲柄角度变化情况如图11所示：图11后置处理中曲柄角度变化情况12从曲线图像中可以得到曲柄的初

11、始角位移为45°与实际情况吻合。1、通过Build

12、DesignVariable

13、Modify将曲柄杆长和连杆杆长为别更改为160mm和350mm，更改杆长变量值，观察机构模型变化，变化结果如图12所示。图12改变杆长参数值前后对比模型图将曲柄转角变量改为100°，并重新测量其转角变化，模型的对比变化如图13所示，测得转角位移如图14所示。图13改变转角参数前后的模型变化12图14改变转角参数后测得的转角位移在后置处理中，可清晰看到曲柄构件的角位移的变化情况，如图15所示：图15在后置处理中的运动规律从曲线图像中可以得到曲柄的初始角位移为100°与实际情况吻合

14、。12一、总结再机械设计的过程中，应用