基于ADAMS和SolidWorks的离心式飞球调速器的仿真分析

基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析1. 引言1.1 背景介绍机械四连杆机构是一种常见的机械系统，由四个连杆组成，通过铰链连接在一起。

该机构具有简单结构、运动灵活等特点，广泛应用于工程领域中的机械传动系统、转动机械装置等。

随着现代工程技术的发展，人们对机械四连杆机构的运动性能和工作特性提出了更高的要求。

利用ADAMS软件进行机械四连杆机构的运动仿真分析已成为一种常用的研究方法。

通过仿真分析，可以全面地了解机构在不同工况下的运动规律和性能特点，为设计优化和故障分析提供重要依据。

1.2 研究目的本文旨在利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行运动仿真分析，探讨其运动规律及特性。

通过建立机构的数学模型，模拟机构在不同工况下的运动状态，分析机构的运动学性能和动力学特性，为设计优化提供理论支持。

借助ADAMS软件的功能，对机构进行参数优化，使机构的性能达到最佳状态。

本文研究的目的包括：1. 分析机械四连杆机构的运动规律，揭示其运动特性；2. 探讨机构在不同工况下的运动状态和特点，评估机构的性能；3. 基于仿真结果，进行参数优化，提高机构的工作效率和稳定性；4. 对机构可能出现的故障进行分析，为机构的维护和保养提供参考。

通过对机械四连杆机构的运动仿真分析，旨在为机械工程师提供设计和优化机构的参考，促进机械系统的创新和发展。

1.3 研究方法研究方法是本文的关键部分，主要包括以下几个步骤：（1）了解ADAMS软件的基本原理和使用方法，包括建模、设置参数、运动仿真等操作。

（2）建立四连杆机构的三维模型，并根据实际情况设置各个连杆的长度、质量、摩擦系数等参数。

（3）设定机构的初始条件和约束条件，如应用驱动力、初始速度、固定关节等，以模拟机构的运动过程。

（4）进行仿真分析，观察四连杆机构在不同驱动力、摩擦系数下的运动情况，包括角速度、位移、加速度等参数的变化。

（5）分析和比较仿真结果，探讨四连杆机构运动特性的影响因素，如摩擦力、驱动力大小、连杆长度等，并对结果进行合理解释。

基于ADAMS和ANSYS的带动态仿真分析张建;王颖【摘要】运用ADAMS软件和ANSYS软件对带进行了动态仿真,由于带是柔性体,必须建立带的柔性体模型,只有建立正确的模型,才能仿真出精确的结果.采用Solidworks进行建模,将模型存为x-t格式,再利用ANSYS软件建立MNF模态中性文件,然后将其导入到ADMAS环境中进行动态仿真,对带的设计、精确计算提供了一种科学的方法.%Dynamic simulation of the belt using ADAMS software and ANSYS software was carried out by establishing a correct model with Solidworks software,and the modal was made neutral file to provide a scientific method for belt design.【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2011(018)004【总页数】3页(P13-15)【关键词】带;仿真;柔性体;MNF（模态中性文件）;ADAMS;ANSYS【作者】张建;王颖【作者单位】毕节地区工业学校,贵州毕节551700;毕节地区工业学校,贵州毕节551700【正文语种】中文【中图分类】TH132.3ADAMS的理论基础是多刚体理论，虽然ADAMS提供了柔性连杆这种柔性体，但在ADAMS中柔性体是利用离散化的若干个单元的有限个节点自由度来表示物体的无限多个节点的自由度，这些单元节点的弹性变形可近似的用少量模态的线性组合来表示，它不适合用来建立带的模型.由于带是柔性体，其部件对整个系统产生很大的影响，在ADAMS软件中进行仿真时采用柔性体会使仿真结果更精确，利用ANSYS软件可以方便简洁的生成MNF文件，对系统动力分析而言，结构本身的弹性变形与系统的宏观刚体运动同等重要，故必须建立带的柔性体模型.在ADAMS中可以实现同时包含刚体和柔体的动力学分析，此种方法必须要用到ADAMS-ANSYS接口［1-2］.带的建模，除了可利用有限元软件计算MNF文件产生柔性体外，ADAMS专门开发了一个可以直接在ADAMS中创建MNF文件的模块ADAMS/ AutoFlex.不过利用ADAMS/AutoFlex创建的柔性体的几何外形都比较简单，不适合带的建模，对于复杂的柔性体，还需要在有限元软件中生成.由于ADAMS用模态柔性来描述物体的弹性，它将物体的弹性变形分解为相对于物体坐标系的弹性小变形和物体坐标系经历的非线性整体移动和转动，本文利用ANSYS软件来生成模态中性文件，然后导入到ADAMS中.1.1 带模型的建立在建模时，一定要注意单位统一，否则会发生刚性体和柔性体替换时不完全重合的情况，在ANSYS软件中建立柔性体部件的模型，并生成ADAMS软件所需要的模态中性文件，由于在ANSYS软件中建立复杂模型不是该软件的优势，因此本文采用功能强大的三维软件Solidworks［3］进行建模，然后将其模型保存为“x-t”格式，以便导入到ANSYS软件中.1.2 带网格的划分将导入的带模型在ANSYS软件环境下赋予模型材料特性，材料为改性聚酰胺［2］，材料参数如图1所示，同时还要对带模型进行网格划分，然后将生成的模型在Solution\ADAMS Connection\Export to ADAMS命令流程下输出到ADAMS软件中［4］，其输出MNF文件格式如图2所示.1.3 柔性体替换刚性体在ADAMS软件中建立好刚性体模型，读入MNF文件，将原先在ADAMS中的刚性模型用柔性体模型替换，其命令流程为:Build\Flexible Bodies\ Rigid to Fle，替换的结果如图3所示.替换后给带和带轮添加载荷后进行动力学仿真，带的模态仿真如图4所示.带在工作的过程中，因传递载荷而产生的第一种应力——拉应力;当传动带以切线速度沿着带轮轮缘作圆周运动时，由带的质量引起离心力，由于离心力的存在，使带产生附加的第二种应力——离心应力;皮带绕带轮弯曲产生第三种应力——弯曲应力，带的总应力为上述三种应力之和.由于在拉、弯应力周期性地作用下，带易产生疲劳破坏现象，在带工作上一段时间之后，就会出现裂纹、脱层、松散，直至断裂等现象，逐渐恶性循环以致不能使用，影响带的工作寿命［5］.因此对影响带失效形式之一的带的应力进行有限元分析，仿真后得到带的应力云图如图5所示. 3.1 初张力带疲劳破坏是带传动主要失效形式之一，在传动过程中，与其它机械零件一样，传动带疲劳破坏也是工作中交变应力长期影响的结果，与交变应力的幅值、频率、循环次数及特性等有关.传动带初张力对带的寿命有显著影响，即使初张力产生的应力变化并不大，但传动带寿命的变化却很剧烈.所以适当降低初张力，可大幅度延长传动带的寿命，当然，降低初张力会降低传动带的传动能力.3.2 小带轮直径传动带的弯曲应力与带轮直径有关，特别是小带轮直径，而弯曲应力对传动带寿命有较大影响，另外，随着带轮直径的减少，传动带的温度就显著升高，同样会使传动带的寿命降低.3.3 有效载荷带传动的有效载荷增加，传动带的应力也相应增加.同时，有效载荷增加亦会加大弹性变形，导致传动带的发热加剧，同样将影响传动带的寿命.从带的模态图和应力图中可以看出，最大的应力发生在带绕上带轮处，同时弯曲应力影响最大，因为带在工作过程中，带进入带轮时，由平直变弯曲，离开时又由弯曲变平直，形成周期性交变循环情况，这种现象容易引起带的疲劳失效.因此，在带的设计中必须严格控制弯曲应力这一参数，在设计带传动时，带轮直径不易过小，否则容易使带内的弯曲应力增大，导致带的疲劳强度下降，影响工作寿命.本文利用了Solidworks软件对带进行建模，再利用ANSYS软件来生成模态中性文件，并将MNF文件导入到ADMAS环境中进行仿真.得到了带的最大应力发生在带绕上带轮处，同时更直观地观察到弯曲应力，此种方法对带的设计、精确计算提供了科学的方法和依据，简化了产品的设计开发过程，降低了开发成本，获得了最优化的设计产品，同时还可以大幅度地提高设计质量.【相关文献】［1］郑建荣.ADAM虚拟样机技术入门与提高［M］.北京:机械工业出版社，2002.［2］李增刚.ADAMS入门详解与实例［M］.北京:国防工业出版社，2006.［3］郑长松，谢昱北，郭军.Solidworks 2006中文版机械设计高级应用实例［M］.北京:机械工业出版社，2006.［4］王新荣.ANSYS有限元基础教程［M］.北京:电子工业出版社，2011.［5］王少怀.机械设计师手册［M］.北京:电子工业出版社，2006.。

基于Adams的机器人仿真xxxxxx.xx摘要：机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学技术的产物，用来协助或代替人类工作。

机器人可用于生产制造业，可以替代人从事危险的工作。

它在制造业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途，研究和开发一套机器人仿真系统是非常必要的。

adams是虚拟样机领域非常优秀的软件，它能根据实际运动系统建造仿真虚拟样机，在物理样机建造之前分析出系统的工作性能，并能方便地改进和优化。

本文简要分析了虚拟样机技术和机器人国内外发展的现状和趋势并提出阐述了研究意义。

关键词：机器人，虚拟样机，仿真，adamsThe Robot Based On Adams SimulationWu XiaoyongWuhan Polytechnic University . WuhanAbstract: the robot is advanced integration of cybernetics, machinery and electronics, computer, material and the product of bionics technology, used to assist or replace human work. The robot can be used in the production of manufacturing industry, can replace people engaged in dangerous job. It in manufacturing, medicine, agriculture, construction and even military, etc all have important USES, research and develop a set of robot simulation system is very necessary. Adams virtual prototype field is very good software, it can according to the actual motion system building simulation in virtual prototype, physical prototype was built before the analysis of system performance, and can easily improvement and optimization. This paper briefly analyzes the virtual prototype technology and the present situation of the development of robots at home and abroad and the trend and puts forward the significance of the research paper.Keywords: robot, virtual prototype, simulation, Adams0.引言机器人技术是近几十年来迅速发展起来的一门高技术，它综合了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感与信息处理以及人工智能等多种学科的最新研究成果，是典型的机电一体化技术，是目前科技发展最活跃的领域之一。

全日制一般本科生毕业设计离心式限速差速器设计及仿真分析DESIGN AND SIMULATION ANALYSIS OF THE CENTRIFUGALLIMITED SLIP DIFFERENTIAL湖南农业大学全日制一般本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的功效，功效不存在知识产权争议。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品功效。

对本文的研究做出重要奉献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

毕业论文（设计）作者签名：年月日目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (1)1.1研究目的及意义 (6)1.2差速器 (7)1.3限滑（限速）差速器 (3)1.4国内外研究现状 (3)1.4.1扭力感应式 (7)1.4.2螺旋齿轮式 (4)1.4.3滚珠锁定式 (8)1.4.4黏性耦合式 (8)1.4.5机械式…………………………………………………………………………8 2 离心式限速差速器的大体原理及方案的确信 (9)2.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (9)2.2离心锁止机构方案的确信 (10)3 差速器齿轮要紧参数的选择与计算 (11)3.1 差速器齿轮的大体参数的选择 (11)3.1.1行星齿轮数量的选择 (11)3.1.2行星齿轮球面半径R B的确信 (11)3.1.3行星齿轮与半轴齿轮的选择 (12)3.1.4差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确信 (13)3.1.5压力角α (13)3.1.6行星齿轮安装孔的直径及其深度L (13)3.2差速器齿轮的强度计算 (16)3.3差速器齿轮的材料 (16)4 驱动半轴的设计 (17)4.1半浮式半轴杆部半径的确信 (17)4.2半轴花键的强度计算 (18)4.3半轴其他要紧参数的选择 (19)4.4半轴的结构设计及材料与热处置………………………………………………19 5 离心锁止机构的设计 (20)5.1离心飞锤结构形式的选择 (20)5.2离心飞锤的设计与计算 (20)5.2.1飞锤在静态下重心位置的确信 (21)5.2.2飞锤介入转速的确信 (21)5.3 调速弹簧的设计 (22)6 直齿圆锥齿轮的仿真分析 (23)6.1 直齿圆锥齿轮参数化建模 (20)6.1.1直齿圆锥齿轮建模原理 (20)6.1.2直齿圆锥齿轮的大体参数 (20)6.2 锥齿轮建模方式 (24)6.2.1建模步骤 (24)6.2.2齿轮模型的生成 (25)6.3 齿轮有限元分析 (26)6.3.1齿轮有限元分析概述 (26)6.3.2有限元模型的成立及优化处置 (27)6.3.3有限元分析 (24)6.4 小结 (29)9 结论 (26)参考文献 (26)致谢 (27)离心式限速差速器设计及仿真分析学生：陈权瑞指导教师：李军政(湖南农业大学工学院，长沙 410128)摘要：本文设计研究了离心式限速差速器，其目的是在一般差速器基础上增加一套离心机构，使差速器在必然条件下锁止差速从而限制车轮滑动，以应付特定情形。

江苏航空2010增刊基于ADAMS 飞行动力学仿真王杰韩景龙(南京航空航天大学航空宇航学院, 南京, 210016摘要:在虚拟样机分析软件A DA M S 平台上建立折叠翼飞机的动力学模型, 根据当前飞行状态, 利用G FO SU B 编写空气动力计算子程序, 同时在M AT LAB/Simulink 中设计控制模块, 定义控制模块与动力学模型之间的接口参数, 在M A T L A B 环境下进行交互式联合仿真, 成功实现了折叠翼飞行器动力学仿真。

关键词:折叠翼; A DA M S; 动力学仿真引言传统的飞行器设计通常采用小幅度改变机翼外形的方法, 如采用前缘缝翼、后缘襟翼、变后掠角、变翼型弯度、变展长等方法, 以适应起降、巡航和高速飞行等不同的飞行状态。

但这种方法机构复杂、功能受限、效率较低, 难以适应较广范围内飞行条件的变化。

然而可折叠飞行器可以在不同飞行环境下通过大幅度的改变机翼形状来完成特定的飞行任务, 机翼全部展开以得到大的升阻比, 长的留空时间, 利于起飞或巡航; 在高速或机动飞行时, 机翼折叠以减小飞行阻力, 以得到高的冲刺速度。

在未来的飞行器的研制与开发过程中, 折叠翼飞行器将是其中重要的组成部分。

ADAMS 用户子程序更具有通用性, 可以利用编程语言来定义模型元素或者特定的输出。

用户可以将函数表达式写成子程序的形式并将其与ADAMS/View 连接, 它具有函数表达式所没有的通用性和灵活性。

采用Rog er 有理函数拟合法, 由NA ST RAN 偶极子格网法求得的若干折减频率下的非定常气动力系数矩阵, 导出任意运动情况下的非定常气动力近似表达式。

根据当前时刻下的飞行状态, 通过自编FORTRAN 格式的ADAM S GFOSUB 子程序, 将包括初始气动力在内空气动力加载到柔性体各个节点上, 模拟真实飞行状态。

通过ADAM S . Solv er 求解器可求得当前时刻步的位移、速度、加速度。

应用技术2012年第5期自动化与信息工程 25基于Adams 与Matlab 的四旋翼飞行器控制仿真胡锦添 舒怀林（广州大学机械与电气工程学院）摘要：为了避免推导四旋翼飞行器动力学方程的繁琐过程，提高其机械系统与控制系统的设计效率，在三维绘图软件Solidworks 中建立四旋翼飞行器的实体模型，然后通过动力学仿真软件Adams 的接口模块Adams/control 与Matlab 进行数据交换，利用Matlab/Simulink 搭建了四旋翼飞行器控制系统的仿真平台，最终实现基于Matlab 与Adams 的四旋翼飞行器的联合动态仿真。

同时验证了该系统具有良好的响应特性与跟踪特性，体现了Adams 与Matlab 联合仿真的可行性与优越性。

关键词：四旋翼；飞行器；Adams ；Matlab ；控制仿真0 前言四旋翼飞行器是一种四螺旋桨驱动的、可垂直升降的飞行器，这种结构被广泛用于微小型无人飞行器的设计，具有重要的军用和民用价值。

它同时也具有欠驱动、多变量、强耦合、非线性和不确定等复杂特性。

近年来，随着新型材料、微机电、微惯导以及飞行控制等技术的进步，四旋翼飞行器得到了迅速发展，逐渐成为人们关注的焦点[1]。

Adams 软件是美国MDI 公司开发的虚拟样机分析软件，它使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，更具有开放性的程序结构和多种接口，方便进行二次开发。

但是对于控制系统的设计，Adams 只能处理一般的简单控制环节。

相比之下，Matlab 能够处理各种复杂的高级控制环节，如智能控制系统。

如果能充分发挥两者的特点，结合在一起使用，这将给复杂机电系统的设计提供一种新方法[2-3]。

本文利用Adams 软件和Matlab 软件，对四旋翼飞行器及其控制系统进行联合仿真。

利用Matlab/Simulink 模块搭建了四旋翼飞行器控制系统的仿真平台，实现基于Matlab 与Adams 的四旋翼飞行器的联合动态仿真，避免了推导四旋翼飞行器的动力学方程的繁琐过程，提高了四旋翼飞行器设计效率。

基于ADAMS软件进行动态仿真分析的一般方法和过程摘要：本文通过对相关资料的总结归纳，介绍了虚拟样机的发展现况、ADAMS软件、特点以及利用其进行动态仿真的一般方法和过程。

并结合多功能开沟机液压系统进行了建模与仿真分析。

关键词：仿真 ADAMS 优化虚拟样机1、前言随着近代科学技术的发展，工程设计的理论、方法和手段都发生了很大的变化。

从计算机辅助工程(CAE)的广泛应用，到并行工程(CE)思想的提出与推行，从根本上改变了传统的设计方法，极大地促进了制造业的发展和革命。

但与此同时，人们已清楚地认识到：即使系统中的每个零部件都是经过优化的，也不能保证整个系统的性能是良好的，即系统级的优化绝不是系统中各部件优化的简单叠加。

于是，由CAX/DFX等技术发展而来，以系统建模、仿真技术为核心的虚拟样机技术(Virtual Prototyping)得到了迅速发展，并正成为各国纷纷研究的新的热点。

虚拟样机技术(Virtual Prototyping Technology)是当前设计制造领域的一项新技术，其应用涉及到汽车制造、工程机械、航空航天、造船、航海、机械电子、通用机械等众多领域。

它利用计算机软件建立机械系统的三维实体模型和运动学及动力学模型，分析和评估机械系统的性能，从而为机械产品的设计和制造提供依据。

虚拟样机技术可使产品设计人员在各种虚拟环境中真实地模拟产品整体的运动及受力情况，快速分析多种设计方案，进行物理样机而言难以进行或根本无法进行的试验，直到获得系统的最佳设计方案为止。

虚拟样机技术的应用贯穿着整个设计过程中，它可以用在概念设计和方案论证中，设计者可以把自己的经验与想象结合在虚拟样机里，让想象力和创造力得到充分地发挥。

用虚拟样机替代物理样机，不但可以缩短开发周期而且设计效率也得到了很大的提高。

本文以ADAMS为平台，简单说明一下进行虚拟样机的动态仿真分析的一般方法和过程。

2、ADAMS软件简介及特点ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件，是由美国机械动力公司(Mechanical Dynamics Inc，现已经并入美国MSC公司)开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是目前世界上最具权威性的，使用范围最广的机械系统动力学分析软件，在全球占有率最高。