基于UG与ADAMS的曲柄摇块的建模与运动仿真

基于UG与ADAMS的曲柄摇块的建模与运动仿真

摘要

本文以曲柄摇块机构为研究对象，介绍了曲柄摇块机构近似直线轨迹的应用。在NX9.0软件中建造三维模型，然后导入ADAMS仿真分析。理论分析曲柄摇机构在ADAMS软件环境下建立曲柄块机制仿真模型,得到了曲柄块位移、速度、加速度和力随时间变化的曲线。提供了一种有效的方法使曲柄机构设计合理,结构参数优化设计，可以使设计人员在物理原型构建快速、直观的分析其性能，提高了设计效率和质量，节省时间和成本。

关键字：曲柄摇块机构运动仿真机构造型 ADAMS UG

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 4

1.1 四杆机构的发展趋势 4

1.2 研究的意义及主要的研究内容 4

第二章曲柄摇块机构模型的建立 6

2.1 曲柄摇块机构的简介及应用 6

2.1.1 曲柄摇块机构的概述 6

2.1.2 曲柄摇块机构的定义及演变 6

2.1.3 曲柄摇块机构的特性 7

2.1.4 曲柄摇块机构的应用 7

2.2 曲柄摇块机构的设计 8

2.3 曲柄摇块机构模型建立 9

2.2.1 机架的造型 10

2.2.2 曲柄的造型 12

2.2.3 连杆的造型 13

2.2.4 摇块的造型 14

2.4 曲柄摇块机构模型装配 14

2.5 模型的导出 18

第三章曲柄摇块机构的ADMAS运动学仿真 19

3.1 在ADAMS中模型的导入 19

3.2 编辑零件属性，添加约束和驱动 19

3.3 曲柄摇块机构的运动仿真分析 23

3.3.1 曲柄的速度和加速度运动分析和仿真 24

3.3.2 摇块铰链点X方向作用力仿真和分析 25

3.3.3 曲柄压力角运动仿真和分析 26

3.3.4 连杆位移的运动仿真和分析 27

3.4 曲柄摇块机构运动仿真动画的导出及结论 29

第四章总结 31

致谢 32

参考文献 33

第一章绪论

1.1四杆机构的发展趋势

对于我们来说 “机构”这两个词不但不陌生，而且非常熟悉，关键它在我们日常生活中的应用也十分广泛。比如说咱们在高建筑旁抬头不见低头见的挖掘机的挖掘装置、机床、摆动式油泵、液压驱动、自动烹饪机器人及气动装置中，自卸卡车翻斗、家里的缝纫机踏板机构、雷达天线俯仰机构等...都是最典型的四杆机构。

铰链四杆机构则是四杆机构最规范的叫法。所谓四杆它包括“曲柄、摇杆、连架杆、机架”。铰链四杆机构中最基础的机构当属曲柄摇杆机构，它的条件是在最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆之和且最短杆的相邻杆为机架时而得到的。类似曲柄摇杆机构的那必须是曲柄摇块机构莫属了，即在曲柄摇杆机构的基础上把摇杆变成摇块即可，当然这并不是曲柄摇块机构的来由。通过四杆机构还可以演化而得到一系列相应的机构。

1.2研究的意义及主要的研究内容

本次设计主要是拟采用UG对曲柄摇块机构结构进行三维建模式的建模和在ADAMS软件中进行运动仿真，最后在通过对曲柄摇块机构进行模块的分析和运动学分析。其主要内容如下：

1. UG软件三维造型，对曲柄摇块机构进行建模，在实物图里面对各杆件尺寸进行测量，然后根据比例对各杆件进行比例缩放，然后在UG中将各杆件利用约束命令完成装配。

2. 在UG软件里面对曲柄摇块机构完成了建模之后，需要将曲柄摇块的三维模型导入到ADMAS中对此机构进行仿真运动，并且还要设置机构之间的连接定义和驱动定义。

3. ADMAS对曲柄摇块机构进行了仿真运动之后，通过此软件对曲柄摇块机构的数据模块特征曲线不仅分析可以其机构的运动特征。还可以根据特征曲线分析该机构的位移,速度，加速度等它们的相关特性，这样才能确保机构的正常运作。

参考文献

[1] 师忠荣，机械原理课程设计[M]，机械工业出版社，2003年

[2] 傅则绍，机构设计学[M]，成都科学技术大学出版社，1988年

[3] 钟日铭，精通UG NX9.0机械设计[M]，机械工业出版社，2014年

[4] 宋少云，ADAMS在机械设计中的应用[M]，国防工业出版社，2015年

[5] 郭卫东，ADAMS2013应用实例精解教程[M]，机械工业出版社，2015年

[6] 李增刚，ADAMS入门详解与实例[M]，国防工业出版社，2014年