基于ADAMS软件的摆动导杆机构的运动学分析

基于ADAMS的多杆冲压机构运动仿真分析摘要：使用Adams软件可以对多杆机构进行建模和运动仿真分析，同时得出从动件的各类运动参数。

本文建立了一个简化的齿轮多杆冲压机构的模型，进行了运动仿真，对执行机构的重要参数并进行了测量和分析，判断该机构的运动是否满足加工特性，为以后该类机构的设计工作积累经验。

关键词：运动仿真分析；齿轮多杆机构；Adams1引言连杆机构是许多机械上都广泛使用的运动机构。

它的构件运动形式多样,如可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动,有着显著的优点如：运动副单位面积所受压力较小,且面接触便于润滑,故磨损减小;制造方便,易获得较高的精度和较大的机械效益等。

故一般的锻压加工，冲压加工，插齿加工等都采用了多杆机构的设计。

本文分析的冲压机构在冲制零件时，冲床模具必须先以较大速度冲击样坯，然后以均匀速度进行挤压成型，模具快速将成品推出型腔，最后，模具以较快速度完成返回行程。

图1为本文冲压机构简图。

图1 齿轮冲压机构简图2冲压主运动机构及其工作原理齿轮多杆机构的如图1所示，构件1、2为齿轮配合，齿轮1由电机驱动，连杆3连接大齿轮和4、5、6组成的曲柄滑块机构，当主动齿轮1转动时，从而实现滑块6（冲床模具）的直线往复运动。

3机构的建模与仿真3.1 建模参数的确定在简图1中，设原动件1匀速转动（m=2，z1=20，w=60r/min），齿轮(2m=2,z2=45)，各杆件长度为l3=80mm，l4=150mm，l5=98mm。

3.2模型的建立①通过杆长条件，确立了初始位置的8个点的坐标，通过Adams中的Table Editor写入如图3.1图3.1 初始位置各构件端点坐标写入后的各端点建模如图3.2图3.2 端点位置确定②在POINT_1和POINT_7处分别建立大小齿轮的模型选择Main Toolbox中的圆柱模块，分别以分度圆直径40mm、90mm，厚度10mm建立齿轮模型，选择工具，对其翻转，使其在Front面显示为图3.4。

摘要利用计算机对机械设计的必然趋势。

该文简述利用机构设计与分析软件ADAMS对曲柄连杆进行设计与分析。

仿真得到的机构运动学特性，与理论计算结果吻合较好，可为曲轴连杆的优化和改进设计提供依据。

关键词：机构分析、曲柄连杆、ADAMS软件目录摘要 (1)一、工程背景 (3)1.1研究对象简介 (3)1.2ADMAS软件 (3)二、四连杆机构原理 (5)2.1基本概念 (5)2.2 平面四杆机构的基本特性 (5)2.2.1曲柄存在条件 (5)2.2.2急回特性及行程速比系数K (6)2.2.3压力角和传动角 (8)2.2.4 死点 (9)三、ADAMS求解动力学基本原理 (10)3.1AMAMS求解原理 (10)3.2仿真计算过程 (11)四、仿真模型建立 (13)五、仿真结果与分析 (15)参考文献 (20)一、工程背景1.1研究对象简介四连杆机构在通用机械、纺织、食品、印刷等工业领域有着广泛的应用，是机构运动弹性动力学的一个主要研究对象。

连杆机构高速运行时，在外力与惯性力作用下，构件会发生不可忽略的振动。

为提高轨迹精度，减小振动，使机构能够准确、高效的工作，必须对这种有害的振动响应加以控制。

目前基于四连杆机构振动特性分析的机构运动弹性动力学研究正日趋完善，但如何改善机构的动态特性，有效地抑制弹性机构的有害振动，是机构学界面临的一个重要的研究课题。

1.2ADMAS软件ADAMS，即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc。

)开发的虚拟样机分析软件。

目前，ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。

根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近八千万美元，占据了51%的份额。

ADAMS软件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，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学，运动学和动力学分析，输出位移，速度，加速度和反作用力曲线。

ADAMS运动学分析简介ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款用于进行多体动力学仿真分析的软件。

它是一种基于动力学原理的分析方法，可以用于研究物体的运动与力学关系。

本文档将介绍ADAMS软件的运动学分析功能，并提供一些使用指南。

运动学分析的定义运动学分析是指研究物体运动的位置、速度和加速度等基本特征的分析方法。

ADAMS通过求解物体的运动方程，从而得到物体在运动过程中的位置、速度和加速度等参数。

运动学分析的基本步骤进行运动学分析通常需要以下几个基本步骤：1.建模：首先需要将待分析的物体建模，并定义其运动学参数，如位置、速度和加速度。

2.添加约束：在ADAMS中，可以通过添加约束来定义物体之间的关系，如连接、限制等。

这些约束可以限制物体的运动方式，从而简化分析过程。

3.定义运动：在ADAMS中，可以通过定义初始条件和施加力来模拟物体的运动。

初始条件可以包括物体的初始位置、速度和加速度，而施加的力可以模拟外部作用力、约束力等。

4.运行仿真：通过设置仿真参数，如仿真时间和步长，来运行仿真模拟。

ADAMS会根据模型和参数进行计算，并输出物体的运动学参数。

5.分析结果：仿真完成后，可以通过ADAMS提供的结果分析工具来查看模拟结果，如位置、速度和加速度等。

ADAMS运动学分析的特点ADAMS作为一款专业的多体动力学仿真软件，具有以下特点：1.精确性：ADAMS采用高精度的求解方法，可以准确地求解物体的运动学方程，从而得到准确的运动学参数。

2.灵活性：ADAMS提供了丰富的建模和约束选项，可以灵活地建立各种复杂的物体模型，并定义各种约束关系。

3.可视化：ADAMS提供了直观的可视化界面，可以对模型进行可视化操作，并实时显示仿真结果。

4.可扩展性：ADAMS支持多种扩展模块和接口，可以与其他CAE软件和编程语言进行集成，方便进行进一步分析和开发。

基于adams的摆环机构运动仿真及优化设计：
摆环机构是一种基本的机械运动装置，它具有结构简单、节省空间、运动可靠性高等
特性，被广泛应用于机床、注塑机等多个机械工程。

Adams是用于机械系统动力学仿真的一种软件，它可以用来仿真摆环机构的运动时响应特性，为优化设计提供了有效支持。

Adams能够仿真摆环机构流程和多个运动参数之间的相互作用，可以准确表示摆环机
构运动变化，是实现摆环机构优化设计的重要工具。

举例来说，Adams能够根据摆环机构
内部参数计算两个自由度的力学链条参数，并计算其运动特性，为给定的摆环机构结构指
定精确的位置。

此外，由于Adams可以模拟摆环机构内部多个参数之间的相互影响，因此
能够准确预测摆环机构的运动变化。

Adams的优势还可以体现在优化设计中。

借助于Adams，我们可以从一系列不同的输
入参数，其中包括质量、运动参数、力学链条等参数，寻求摆环机构最优解。

Adams还可
以模拟出足够精确的摆环机构运动轨迹，利用这些模拟数据来确定新的摆环机构结构及运
动参数的一系列范畴，通过这种设计也可以实现优化设计的效果。

另外， Adams还可以实现精确模拟，以及流体动力学分析等多种功能，同时也可以进行参数优化和对比分析，根据收集的实际数据，快速验证摆环机构的结构参数和运动参数，从而可以更有效地实现优化设计，提高生产效率。

总之，Adams可以用于摆环机构的仿真和优化设计，其准确的运动仿真和多功能优化
支持使得摆环机构可以更加精确的满足设计要求，从而提升设计效率。

摆动导杆机构运动特性分析作者：陶军张楷强来源：《科技创新导报》 2014年第35期陶军张楷强（沈阳理工大学机械工程学院辽宁沈阳 110159）摘要：该文研究了摆动导杆机构的行程速比系数及影响因素，计算了相关运动参数。

研究结果表明，行程速比系数K主要与曲柄长度有关，行程速比系数K随曲柄长度的增大而增大，曲柄越长，行程速比系数K值越大，即机构的急回运动越明显，急回特性受到运动稳定性的影响；随着极位夹角的增大,输出滑块的工作行程速度平稳性略有好转。

应用ADAMS软件对摆动导杆机构进行了运动仿真分析，得到了摆动导杆机构的运动线图，并应用ZNH-B型连杆机构实验台对急回特性的理论分析进行了实验验证，表明该文运动参数的选取是合理的。

关键词：摆动导杆机构急回特性极位夹角行程速比系数中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)12（b）-0081-02摆动导杆机构是在曲柄滑块机构中将曲柄作为机架演化而来的，将曲柄的连续回转运动转化为导杆的往复摆动，故称为摆动导杆机构。

摆动导杆机构在牛头刨床、插床、低频振动攻丝机和缆线爬行机器人[1-3]等机构中得到了广泛的应用，对其运动参数进行分析研究，对于优化设计摆动导杆机构，提高工作效率具有重要意义。

该文研究了摆动导杆机构的急回特性及影响因素，应用ADAMS软件对其进行了运动仿真分析，并应用ZNH-B型连杆机构实验台对运动参数的合理性进行了实验验证。

1 摆动导杆机构相关参数的确定如图1所示，ABCDE为摆动导杆偏置滑块机构运动简图，A1B1C1D1E1和A2B2C2D2E2是其两个极限位置，E为偏置滑块，、、和分别表示AC、AB、CD和DE的长度，AB为曲柄，为极位夹角。

工作时，以曲柄AB为原动件，带动滑块B在导杆DC中往复移动，同时，导杆DC带动偏置滑块E在水平导轨上往复运动，设滑块E向左运动为工作行程，要求速度平稳，工作结束空程返回时，要求速度较快，具有急回特性，以提高工作效率。

基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析论文摘要：六连杆机构是一种常见的机械结构，广泛应用于机械工程领域。

本文以ADAMS软件为工具，对六连杆机构的运动学进行了分析。

通过建立六连杆机构的模型，并设置合理的运动学约束条件，可以准确地描述机构的运动规律。

通过对模型进行求解和仿真，可以得到机构各连杆的位移、速度和加速度等关键参数。

通过分析这些参数的变化规律，可以深入理解六连杆机构的运动特性，并为机构的设计和优化提供理论依据。

本文通过对六连杆机构的运动学分析，验证了ADAMS软件在机构分析中的有效性和准确性，对于提高机构设计的效率和可靠性具有重要意义。

关键词：ADAMS；六连杆机构；运动学分析；模型建立；仿真1.引言六连杆机构是一种典型的机械运动结构，具有广泛的应用前景。

在机械工程领域，六连杆机构被广泛应用于发动机、变速器、悬挂系统等装置中。

在这些应用中，准确地分析六连杆机构的运动学特性对于机构设计和优化具有重要意义。

2.模型建立在ADAMS软件中建立六连杆机构的模型是进行运动学分析的第一步。

模型需要包括六个连杆和几个关节。

通过设置适当的约束条件，模拟机构的运动。

通过添加质点和其他物理特性，可以更准确地描述机构的运动。

3.运动学约束条件为了准确地描述六连杆机构的运动，需要设置合理的运动学约束条件。

这些约束条件可以包括连杆的长度、角度、运动范围等。

通过调整这些约束条件，可以模拟机构在不同工况下的运动。

4.求解和仿真通过对六连杆机构模型进行求解和仿真，可以得到机构的位移、速度和加速度等关键参数。

这些参数的变化规律可以直观地反映六连杆机构的运动特性。

通过研究这些特性，可以发现机构的局限性和改进方向。

5.结果分析基于ADAMS软件的运动学分析可以得到六连杆机构的运动规律。

通过分析仿真结果，可以得出结论如下：（1）六连杆机构的运动较为复杂，各连杆之间的相互作用会导致运动规律的改变；（2）约束条件的变化会对机构的运动产生较大的影响；（3）仿真结果和理论计算结果吻合较好，验证了ADAMS软件在机构分析中的准确性和有效性。

基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析论文本科毕业设计（论文）学生姓名：院（系）：机械工程学院专业班级：机械1004班指导教师：于洋完成时间： 2021 年月日题目：基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析西安石油大学本科毕业设计（论文）基于ADAMS的六连杆机构的运动学分析摘要：虚拟样机技术是一种崭新的产品开发技术，其中ADAMS软件是目前最著名的虚拟样机分析软件之一。

本文阐述了虚拟样机技术和ADAMS软件的特点及其应用，以六连杆机构在牛头刨床中的应用为研究对象，对其进行动力学分析。

主要运用我们学习过的机械原理和理论力学知识对机构进行运动学和动力学的相关理论计算；利用ADAMS软件在图形显示方面的优势，采用其基本模块ADAMS/View(界面模块) 和ADAMS/PostProcessor（后处理模块）进行一系列建模、运动分析和动态模拟仿真工作。

验证模型的正确性，并对机构在整个周期内的可行性进行计算分析，记录相应信息，输出所需要的位置、速度、加速度、力矩等曲线与理论结果比较，充分展现虚拟样机技术与物理样机比较之下的优越性，为虚拟样机技术的深入研究打下基础。

关键词：ADAMS；六连杆机构；运动学分析；仿真西安石油大学本科毕业设计（论文）The Kinematic Analysis of Six Bar Linkage based on ADAMSAbstract：Virtual prototyping technology is a new product development technology, and software ADAMS is one of the most famous virtual prototype analysis software software. This article expounds the characteristics and application of virtual prototype technology and ADAMS software, chose the application in six bar linkage as research body and do some dynamics analysis. Mainly use the knowledge of mechanical principle and the theory of mechanical we have already learned, kinematics and dynamics of mechanism related to the theoretical calculated. Using ADAMS software in graphic display advantages andusingthebasicmoduleofADAMS/View(interfacemodule)andADAMS/PostProcessor (post-processing module) to a series of modeling, motion analysis and dynamic simulation work. To prove the validity of the model and the feasibility of institutions in the whole cycle calculation analysis, record the corresponding information, output the required position, velocity, acceleration, torque curve compared with theoretical results, such as to fully demonstrate the virtual prototype technology and the superiority of physical prototype, lays the foundation for the further study of virtual prototype technology.Keywords：ADAMS ,Six Bar Linkage, Kinematic Analysis, Smulation目录1 绪论 ........................................................................... (1)1.1 虚拟样机技术及其研究现状 ........................................................................... (1)1.1.1 虚拟样机技术的基本概念 (1)1.1.2 虚拟样机技术的应用及其特点 ............................................................... 1 1.1.3 虚拟样机技术的研究现状与发展趋势 ................................................... 2 1.2 ADAMS软件 ........................................................................... . (3)1.2.1 ADAMS软件简介 ........................................................................... ......... 3 1.2.2 ADAMS软件的模块 ........................................................................... ..... 4 1.2.3 ADAMS软件的特点 ........................................................................... ..... 4 1.2.4 ADAMS软件的应用 ........................................................................... ..... 4 1.3 连杆机构概况 ........................................................................... . (5)1.3.1 连杆机构及其传动特点 ...........................................................................5 1.3.2 平面六杆机构的分类 ........................................................................... .... 6 1.4 课题研究的内容与目的 ........................................................................... ........... 6 2 六连杆牛头刨床机构的相关特性分析 (7)2.1 六连杆牛头刨床工作原理和要求 (7)2.2 机构运动学分析 ........................................................................... .. (7)2.2.1 机构的自由度与行程速度比 ................................................................... 8 2.2.2 用矢量方程图解法在右极限处作机构的速度分析 . (8)2.2.3 用矢量方程图解法在右极限处作机构的加速度分析 .........................11 2.3 机构的动力学分析 ........................................................................... .. (15)2.3.1 惯性力的计算 ........................................................................... .............. 15 2.3.2 惯性力偶矩 ........................................................................... .................. 15 2.3.3 拆分杆组 ........................................................................... ...................... 16 2.3.4 机构受力分析 ........................................................................... .. (16)2.4 小结 ........................................................................... ................................................. 18 3 基于ADAMS的六连杆机构的建模与仿真 ...............................................................193.1 工作环境设置 ........................................................................... ......................... 19 3.2 创建模型 ........................................................................... (19)3.2.1 求特殊位置时各点的坐标 (19)3.2.2 用ADAMS创建各构件 .........................................................................20 3.3 Body特性修 (21)Ⅰ西安石油大学本科毕业设计（论文）3.3.1 曲柄1和滑块2的质量、转动惯量修改 ............................................. 21 3.3.2 摇杆3、连杆4和滑块5的质量与转动惯量修改 .............................. 21 3.4 添加约束和驱动 ........................................................................... (21)3.4.1 添加约束 ........................................................................... ...................... 22 3.4.2 添加驱动 ........................................................................... ...................... 23 3.5 施加载荷 ........................................................................... ................................. 24 3.6 模型仿真 ........................................................................... (24)3.6.1 模型验证 ........................................................................... ...................... 24 3.6.2 简单仿真与动画回放 ........................................................................... .. 25 3.6.3 模型测量 ........................................................................... ...................... 26 3.7 小结 ........................................................................... ......................................... 27 4 仿真结果分析 ........................................................................... (29)4.1.1 ADAMS/PostProcessor简介 .................................................................. 29 4.1.2 由仿真结果绘制曲线图的类型 ............................................................. 29 4.2 仿真结果曲线图与分析比304.2.1 曲柄1(PART_2) .................................................................... .................. 30 4.2.2 滑块5（(PART_6) ................................................................... ............... 32 4.3 小结 ........................................................................... ......................................... 33 5 总结 ........................................................................... .................................................... 35 参考文献 ........................................................................... .................................................. 36 致谢 ........................................................................... (37)Ⅱ感谢您的阅读，祝您生活愉快。