机构虚拟设计与仿真实验指导书

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1、班级：学号：姓名：武汉科技大学机械自动化学院机械实验示范中心8机构虚拟设计与仿真实验指导书一、实验目的机构虚拟设计与仿真实验利用工程软件ADAMS解决机构类型设计、尺寸设计、运动与动力学仿真等工程技术问题，通过虚拟设计与实验，深入了解机械工程人才必须掌握的一些基本知识和技能，对虚拟样机技术在机构设计中的应用有一个较全面的认识，对机构设计中的一些具体问题能提出解决的方法和途径。二、ADAMS软件功能ADAMS是世界上应用广泛的机械系统动力学仿真分析软件，为用户提供了一个集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机环境。利用该软件，可以建立和测试虚拟样机，实现在计算机上仿真分析复杂机械系统的

2、性能。三、实验内容1.自拟一个机构设计题目（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构或组合机构等），在ADAMS软件平台上建模；2.进行机构的类型设计、尺寸设计；3.进行机构的运动性能分析与仿真；4.输出机构仿真曲线结果与动画文件。四、操作步骤和方法1.熟悉ADAMS软件的特点、基本功能与操作界面；2.自拟机构原型，在ADAMS/View窗口中建立机构模型，对于复杂机构，可在三维造型软件中建模再导入ADAMS；3.设置各构件属性，建立铰链点，加上外力和动力元件；4.对建立的机构模型进行运动和动力学仿真；5.利用仿真软件将仿真结果保存下来，并输出动画文件。五、实验报告实验报告主要内容有：实验目的、

3、实验要求、实验结果与分析、机构模型图、机构已知参数（包括尺寸、质量、材料等）、机构运动与动力学仿真结果、结果分析。六、思考题1.利用ADAMS进行虚拟样机设计与仿真的一般流程是什么？2.在连杆设计中，如何保证各杆的长度为圆整数值？3.怎样造出凸轮的轮廓？4.ADAMS软件与哪些工程软件有接口，主要实现什么功能?8ADAMS示例机构操作流程1.运行ADAMS：在启动界面中选择“创建一个新模型（Createanewmodel）”，指定启动位置（Startin）为硬盘上的一个位置，文件夹路径中不能采用中文名字。给模型起一个名字，例如设计一个六杆机构，起名“sixrod”。点击“OK”进入界

4、面。2.建立几何模型：选中工具栏面板上的连杆，将下面的参数栏中的宽度（width）复选框选中，把宽度固定为4cm；用鼠标在界面上点击确定连杆的两个端点，建立连杆的线框模型，如图依次创建四个连杆；在工具栏面板连杆上右键单击，弹出模型浮动式工具栏，从中用左键选中滑块（Box），用鼠标在界面上点击确定滑块的左上顶点和右下顶点，建立滑块的线框模型，这样整个六杆机构的几何模型就建立好了（机架不用建模）。83.定义运动副：在工具栏面板中选择运动副（joint）中的转动副（Revolute），需要指定2个物体和一个位置来定义一个转动副。首先鼠标左键选择曲柄，然后在空白区域点击选择机架（或称为地面g

5、round），再指定曲柄下方的铰链点定义转动副。同理将连杆和曲柄，摇杆和连杆，滑块和连接杆之间等都定义为转动副。如下图所示。再定义滑块和地面之间的移动副：在工具栏面板中选择运动副（joint）中的移动副（Translational），需要指定2个物体和一个位置来定义一个移动副。首先鼠标左键选择滑块，然后在空白区域点击选择机架（或称为地面ground），再选择滑块下方的一个角点将显示的箭头方向指定为水平方向（即滑块沿水平方向在地面上左右移动）。4.施加运动：在工具栏面板中选择转动副运动（Rotationaljointmotion），选择曲柄与地面相连的转动副，单击鼠标，则在此转动副处添

6、加了一个输入运动，可以修改运动方向和角速度等值。此时仿真模型已建立完毕，点击工具栏最下方的“Render”按钮渲染模型，使之从线框模型变为三维实体模型。5.运动仿真：在工具栏面板中选择仿真控件（Interactivesimulationcontrols），在仿真时间（Endtime）参数框内输入“50”（单位为秒），在仿真步数（Steps）参数框内输入“2000”（即整个50s的动画由2000帧图片所组成，步数越多，动画越精细，但同时消耗系统资源也越多）。然后点击“Start”按钮开始运动仿真。86.测量运动参数：在菜单栏中依次选择“Build→Measure→Angle→New”，

7、弹出角度测量对话框，选出所欲测量角度（传动角）的三个标记点，在“Firstmarker”参数框中点击右键，选择marker→pick（拾取），然后鼠标左键单击选择连杆的中点；在在“Middlemarker”参数框中点击右键，选择marker→pick（拾取），然后鼠标左键单击选择连杆与摇杆的连接点；在“Lastmarker”参数框中点击右键，选择marker→pick（拾取），然后鼠标左键单击选择摇杆的中点，点击“OK”按钮，则显示出传动角随时间的变化曲线