1、 1 Adams 实例实例建模建模仿真仿真 目录 Adams 课程论文.1 第一章 模型的建立.2 1、模型的介绍.2 2、启动 ADAMS.2 3、栅格设置.3 4、创建齿轮.3 5、创建连杆.5 6、创建滑块.6 第二章 创建转动副，移动副，齿轮副，驱动力，仿真.7 1、创建转动副.7 2、创建移动副.8 3、创建齿轮副.9 4、创建驱动力.10 5、仿真.11 第三章 计算结果后处理.12 1、滑块的速度曲线.12 2、滑块位移曲线.12 3、滑块加速度曲线.13 4、齿轮 1 与齿轮 2 转角曲线.13 5、连杆曲线图.14 6、录制动画并导出.15 第四章 总结.17 第一章第一章
2、模型的建立模型的建立 1 1、模型的介绍模型的介绍 如图一所示，该模型由齿数 z 为 200，模数 m 为 4，半径400的齿轮 1，齿数 z 为 100，模数 m 为 4，半径200的齿轮 2，以及连杆和滑块组成。该模型的运动形式为齿轮 1 为驱动轮，带动齿轮 2 转动，齿轮 2 于连杆偏心连接，带动连杆推动滑块直线反复运动。实质上是将齿轮的转动转化为滑块的平动。图 1-1 模型简图 2 2、启动启动 ADAMSADAMS 2.1 在桌面点击 ADAMS 快捷键 Adams-View x64 2013，或者 Windows 开始菜单启动：“开始”“所有程序”“MSC.Software”“Ad
3、ams x64 2013”“AView”“Adams-View”。2.2 启动后出现 Welcome 欢迎窗口，如图 1-1 所示，点击 New Model，出现Create New Model，Model Name 为 adams，Gravity 为 Earth Normal，Units 为MMKS。2.3 单击 OK，进入 ADAMS。3 图 1-2 启动 ADAMS 3 3、栅格设置、栅格设置 3.1 点击 Setting，选择 Working Grid。3.2 弹出的窗口设置网格范围尺寸，如图 1-2 所示。图 1-3 修改栅格 4 4、创建齿轮、创建齿轮 4.1 如图 1-3 所示，
4、单击 Bodies 菜单栏中的圆柱体（Cylinder），在出现的对话框中设置圆柱的长度（Length）50mm 和半径（Radius）400mm。4.2 在点（0.0.0）处点击鼠标左键，然后上拉鼠标到点（0.50.0），生成圆柱 4 体，即齿轮 1 的模型。4.3 对齿轮 1 进行位置转换，如图 1-4 所示，在 ADAMS/View 中位置/方向库中选择位置旋转图标，在角度(Angle)一栏中输入 90，表示将对象旋转 90 度。4.4 选择 PART2，出现白色箭头，依照图 1-4 的箭头方向点击鼠标，将齿轮1 反转 90 度。4.5 如图 1-5 所示，按 3.1 至 3.4 的方法
5、同样创建齿轮 2。齿轮 2 的位置为（600.0.0），上拉鼠标到位置（600.50.0）。图 1-4 创建齿轮 1 图 1-5 齿轮位置转换 图 1-6 创建齿轮 2 5 5、创建连杆、创建连杆 5.1 选择 Bodies 菜单栏中的 Construction Geometry：Marker 图标，创建标记点。在如图1-6所示的位置创建两个标记。标记位置分别为（750.50.0），（1250.50.0）。5.2 左边菜单栏中鼠标右键选择 MARKER3-Modify，跳出的对话框中修改Location 为（750.50.-30），第二个标记点为（1250.50.-30）。5.3 点击上方菜单
6、栏中的 Bodies 中的连杆（Link），连杆第一个点选择MARKER3，第二个点选择 MARKER4，生成如图 1-6 所示 9 位置的连杆。图 1-7 创建连杆 6 6、创建滑块、创建滑块 6.1 选择 Bodies 菜单栏中的 Construction Geometry：Marker 图标，创建标记点。在如图 1-7 所示的位置创建标记。标记位置为（1150.50.0）6.2 左边菜单栏中鼠标右键选择 MARKER7-Modify，跳出的对话框中修改Location 为（1150.50.-25）。6.3 点击上方菜单栏中的 Bodies 中的箱体（BOX），设置箱体的Length=20
7、0mm，Height=200mm，Depth=200mm，各自前面的框框打勾。6.4 在工作区中选择 MARKER7，创建滑块，如图 1-7 所示 7 位置所示。6.5 整体的几何模型侧面形状如图 1-7 右下方图片所示。图 1-8 创建滑块 第二章第二章 创建转动副，移动副，齿轮副，驱动力创建转动副，移动副，齿轮副，驱动力，仿真仿真 1 1、创建转动副创建转动副 1 选择 ADAMS/View 约束库中的旋转副（Joint:Revolute）的图标，参数选择 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择齿轮 1（PART2），
8、然后选择机架（ground），接着选择齿轮 1 上的 PART_2.cm，如图 2-1 所示的 2 位置处，图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_1)，该旋转副连接机架和齿轮 1,使齿轮 1 能相对机架旋转。2 选择 ADAMS/View 约束库中的旋转副（Joint:Revolute）的图标，参数选择 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择齿轮 2（PART3），然后选择机架（ground），接着选择齿轮 2 上的 PART3.cm，如图 2-1 所示的 3 位置处，图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_
9、2)，该旋转副连接机架和齿轮 2,使齿轮 2 能相对机架旋转。3 选择 ADAMS/View 约束库中的旋转副（Joint:Revolute）的图标，参数选择 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择齿轮 2（PART3），然后选择连杆（PARK4），接着选择齿轮 2 上的 MARKER3，如图 2-1 所示的 4 位置处，图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_3)，该旋转副连接连杆和齿轮 2,使连杆能相对齿轮 2 旋转。4 选择 ADAMS/View 约束库中的旋转副（Joint:Revolute）的图标，参数选择
10、 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择滑块（PART5），然后选择连杆（PARK4），接着选择连杆上的 MARKER4，如图 2-1 所示的 5 位置处，图中显亮的部分就是所创建的旋转副(JOINT_4)，该旋转副连接连杆和滑块,使连杆能相对滑块旋转。图 2-1 创建转动副 2 2、创建移动副创建移动副 选择 ADAMS/View 约束库中的移动副（Joint:Translational）的图标，参数选择 2 Bod-1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标左键选择滑块（
11、PART5），然后选择机架（ground），接着选择滑块底边中点，如图 2-2 所示的 3 位置处，图中显亮的部分就是所创建的移动副(JOINT_5)，该移动副连接滑块和机架,使滑块能相对机架旋转。图 2-2 创建移动副 3 3、创建齿轮副创建齿轮副 3.1 创建齿轮啮合点。选择 ADAMS/View 零件库中的标记点工具图标，参数选择如图 3-1 所示。选择坐标为（400，100，0），如图 3-1 所示，图中显亮的部分就是创建的啮合点（MARTKER20）图 2-3 创建齿轮啮合点 3.2 对上面做出的啮合点进行位置移动和方位旋转,使该啮合点位于两齿轮中心线上,并使啮合点的 Z 轴方向与齿
12、轮旋转方向相同。在 ADAMS/View 窗口中，在两个齿轮啮合处点击鼠标右键，选择 MARKER20-Modify，如图 2-4 所示。在弹出的对话框中，将 Location 栏的值 400.0,50.0,0.0 改为 400.0,25,0.0(位置移动),将Orientation栏中的值0.0,0.0,0.0修改为0,90,0(方位旋转)。如图2-4所示。点击对话框下面的 OK 键进行确定，旋转后的啮合点（MARKER20）如图 2-4 所示。从图中可以看出，啮合点的 Z 轴（蓝色）Z 轴的方向与齿轮的啮合方向相同。图 2-4 修改啮合点位置 3.3 选择 ADAMS/View 约束库中的
13、齿轮副（Gear）图标，在弹出的对话框中的 Joint Name 栏中，点击鼠标右键分别选择 JOINT_1、JOINT_2。如图 2-5 所示。在 Common Velocity Marker 栏中，点击鼠标右键选择啮合点（MARKER20）。如图 2-5 所示 2 位置处，然后点击对话框下面的 OK 按钮，两个 齿轮的齿轮副创建出来，如图 2-5 所示 3 位置处。图 2-5 创建齿轮副 4 4、创建驱动力创建驱动力 在 ADAMS/View 驱动库中选择旋转驱动（Rotational Joint Motion）按钮，在Speed 一栏中输入 360，360 表示旋转驱动每秒钟旋转 360
14、 度。在 ADAMS/View工作窗口中，选择左边的齿轮（黄色的），用鼠标左键点击齿轮上的旋转副（JOINT_1），一个旋转驱动创建出来，如图 2-6 所示 3 位置处，图中显亮的部分为旋转驱动。图 2-6 创建驱动力 5 5、仿真仿真 点击仿真按钮，设置仿真终止时间（End Time）为 1，仿真工作步长（Step Size）为 0.001,然后点击开始仿真按钮，进行仿真。图 2-7 仿真 第三章第三章 计算结果后处理计算结果后处理 1 1、滑块的速度曲线滑块的速度曲线 1.1 点击仿真对话框右下角曲线绘图按钮（Plotting），进入绘图界面。1.2 如图 3-1 所示，依次鼠标右击 Ob
15、jects-Body-PART_5-CM_Velocity-X-Add生成速度曲线，由图可知该曲线为正弦曲线。图 3-1 滑块速度曲线 2 2、滑块位移曲线滑块位移曲线 2.1 如图 3-2 所示，依次鼠标右击 Objects-Body-PART_5-CM_Position-X-Add Curves，生成速度曲线，由图可知，该曲线为余弦曲线。图 3-2 滑块位移曲线 3 3、滑块加速度曲线滑块加速度曲线 3.1 如图 3-2 所示，依次鼠标右击 Objects-Body-PART_5-CM_Accelration-X-Add Curves，生成加速度曲线。图 3-3 滑块加速度曲线 4 4、齿
16、轮齿轮 1 1 与齿轮与齿轮 2 2 转角曲线转角曲线 4.1 点击 Measure，选择 Math 中的angle，选择JOINT_1,然后点击 Add Curves，生成齿轮 1 的转角曲线图。4.2 点击Measure，选择Math中的angle，选择JOINT_2,然后点击Add Curves，生成齿轮 2 的转角曲线图。4.3 如图 3-4 所示，齿轮 2 的转角是 720 度，齿轮 1 的转角是 360 度.因为齿轮 2 的齿数为 50，模数为 4，半径为 200mm，齿轮 1 的齿数为 100，模数为 4，半径为 400mm，所以齿轮一转一圈，齿轮 2 要转两圈。图 3-4 齿轮
17、转角曲线 5 5、连杆曲线图连杆曲线图 5.1 图 3-5 到图 3-9 所示分别为连杆的位移，速度，加速度，角速度，角加速度的曲线图。3-5 连杆位移曲线 3-6 连杆速度曲线 3-7 连杆加速度曲线 图 3-8 连杆角速度曲线 3-9 连杆角加速度曲线 6 6、录制录制动画动画并导出并导出 6.1 在 Plotting 左上角，把 Plotting 换成 Animation。6.2 在右侧区域右击，选择 Load Animation。6.3 然后调整到一个所需的角度，点击播放，预览视频，调整到差不多时，选择重置 Reset Animation，6.4 点击红色的 R 按钮，表示可以录制了 6.5 再点击播放即开始录制。6.6 录制完后自动在工程目录下保存，如图 3-10 位置 6 所示。图 3-10 录制动画并导出 第四章第四章 总结总结 本文以 Adams 2013 作为分析软件，在软件中创建虚拟样机模型，对模型添加约束，驱动力，并进行仿真与测试，绘制出了机构中滑块和连杆的位移，速度加速度变化曲线，以及连杆的角速度，角加速度的变化曲线，最终录制并导出仿真动画。
