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ADAMS机构分析报告一题目描述题目：两个支点和中间法兰盘对夯锤切割次序的控制图1所示的机构在行程中自动地从一个支点换到另一个支点。图1法兰和夯锤组成的切割机换向机构1.运行情况如图1中（A）可知，法兰盘被安装在切割机机架的上支点上，而切割夯锤在下支点与法兰盘相连。法兰盘下端连接有法兰支撑活塞，夯锤中间有止推块，下端有刀片。在循环工作开始时，夯锤绕着下支点旋转并用方型刀片切割平板；中间法兰盘的运动受到法兰支撑活塞的限制。在切割后，夯锤停在法兰盘的底部，如图1（B）所示。之后，有切割力作用的夯锤克服了法兰支撑活塞的约束力，并且夯锤绕着上支点转动。从而使得斜向刀刃对平板做斜向切割。2.实现的功能在切割力作用下夯锤开始运动时，由于法兰盘有法兰支撑活塞，法兰盘不转动，夯锤绕下支点转动，用方型刀片切割平板。之后由于夯锤止推块的作用使夯锤停在法兰盘的下端，之后克服了法兰支撑活塞的约束力，并绕上支点转动，从而实现夯锤不要更换刀片即可改变切割方向。二．机构的运动简图及自由度机构的运动简图如图2、图3所示：图2机构的运动简图图3机构的三维渲染运动简图自由度的计算：DOF=iinn)1(6=2三．大致确定其运动尺寸机构的运动尺寸如图4所示：图4转位机构的大致尺寸四．分析目的分析机构能否达到题目中描述的运动要求，即夯锤可否绕设计点旋转,实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。五．模型描述图5机构分析图1机构的构建该机构构件数量少，主要由夯锤、中间法兰盘组成，且各组成构件结构简单，利用adams建模即可完成，无需通过专业CAD建模。（1）夯锤的建立夯锤结构简单，有多种方法建立，首先建立三个marker点，分别为marker19、marker15、marker2。然后先去工具箱中拉伸命令，设置如图6所示，用点来创建，并选择close，表示选取曲线闭合，之后分别点取marker19、marker15、marker2，点击鼠标右键，第一个构件建立完毕。之后利用建立六面体命令，尺寸选取如图7所示，在marker19下方建立夯锤止动块，之后进行布尔加运算，合并建立的两个构件，夯锤建立完毕。（2）中间法兰盘建立法兰盘结构简单，与夯锤类似，故建立方法和夯锤一样，也是选取marker点作为基准，利用拉伸命令得到，此处不做过多赘述。2.约束的建模下面来分析此机构中约束的建立理由：1）首先，中间法兰盘需绕上支点旋转，故在上支点处建立旋转副。图6图72）然后，中间法兰盘在下支点附近存在法兰支撑活塞，用柔性连接代替，建立中间法兰与大地之间的弹簧联接，阻尼和刚度用默认即可，弹簧平行于水平面。3）由于夯锤开始旋转时需绕下支点旋转，故建立旋转副，设置为用两个物体一个旋转点，从而建立夯锤在下支点绕中间法兰盘的旋转副。4）夯锤运动后，其止动块需要与中间法兰盘接触，并带动中间法兰盘转动，故建立夯锤与中间法兰盘的接触约束。5）对于夯锤的刀片处，建立于地面联接的弹簧约束，用于模拟切割平面。3.驱动的建立在夯锤的上端建立向下的作用力，用于模拟切割力。切割力运行方向设置为Pickfeature、BodyMoving，即为力的方向为手动选择，物体运动时，方向相对于物体不变。由机构功能选取里的方向为竖直向下。力定义为常量，大小为40N。六．输出结果的确定本机构实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。故其输出结果即为观察刀片的运动轨迹。在切割力作用下，夯锤开始绕下支点旋转，当夯锤的止动块与中间法兰盘接触后，带动法兰盘克服了支撑活塞的约束力，使夯锤绕着上支点转动。七．输出结果的整理通过模拟仿真，观察到夯锤开始时先绕下支点转动，当止动块与中间法兰盘接触后，夯锤开始绕上支点转动。图8中白线描述出夯锤刀片的运动轨迹曲线。图8夯锤刀片运动轨迹曲线八．分析结果的合理性判断本机构实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。故需要夯锤开始时先绕下支点转动，当止动块与中间法兰盘接触后，夯锤开始绕上支点转动。观察夯锤刀片的运动轨迹曲线，发现该曲线分为两段，第一段即为夯锤绕下支点转动产生曲线，此时实现用方形刀片切割平板。第二段为止动块与中间法兰盘接触后，夯锤绕上支点转动产生曲线，此时实现斜向刀片对平板实现斜向切割。由以上的分析结果可知，该机构基本满足其功能要求，但通过曲线可以看出第一段曲线比较短，即夯锤绕下支点转动时间较短。分析结果有差距的原因主要是机构的具体尺寸不确定造成的。主要因素为建立的夯锤止推块距离中间法兰盘下端较近，夯锤与中间法兰盘之间角度不确定。九．机构的改进建议机构中法兰盘支撑活塞上的力为一个定值，为了变换刀片的切割方位，需要切割力大于某一值，这就产生局限性。切割力只能大于某一值，使机构应用范围变小。应该实现法兰盘支撑活塞阻力可变，从而在多种切割力下实现机构的换刀，扩大了机构应用领域。十．改进的工作在机构设计时，可以在法兰盘后端与切割机机架上多建几个槽，根据工况不同，安装不同数量的法兰盘支撑活塞，实现法兰盘支撑活塞阻力可变。十一．课程学习体会和建议通过本课程的学习，我深刻体会到了虚拟样机的强大，这是这学期首次深入接触的软件，虽然我以前觉得在虚拟样机中模拟并不太现实，但是通过学习这门课程，我感觉到了只要模型设计的足够精确，并且约束和现实的差距不大，那样仿真以后的结果差距还是不大的。运用虚拟样机技术，可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期和降低开发成本，明显提高产品质量，提高产品的系统性能，获得最优化和创新的设计产品。ADAMS是目前著名的虚拟样机分析软件，运用ADAMS软件，用户可以很方便地虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。虚拟样机技术的研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析，其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统及其各构件运动所需的作用力及其反作用力。虚拟样机分析软件在进行机械系统运动学和动力学分析时，还需要融合其他相关技术。一个优秀的虚拟样机分析软件除了可以进行机械系统运动学和动力学分析，还应该包含一下技术：1）几何形体的计算机辅助设计（CAD）软件和技术。用于机械系统的几何建模，或者展现仿真结果。2）有限元分析（FEA）软件和技术。可利用分析结果，确定所需的外力和边界条件。3）模拟各种各样作用力的软件编程技术。4）利用实验装置的实验结果进行某些构件的建模。5）控制系统设计与分析软件和技术。6）优化分析软件和技术。通过优化分析，确定最佳设计结构和参数值。ADAMS软件是全球运用最为广泛的机械类仿真软件，ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件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。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。所以学好ADAMS是非常有用的。经过半个学期的课堂学习以及课后模型分析练习，我掌握了ADAMS软件的最基本用法，非常高兴又基本掌握了一种非常实用的工具。此次ADAMS运动仿真分析我的题目是第47题：法兰和夯锤组成的切割机换向机构。我刚开始时觉得这道题的机构很简单，传动路线也很清晰，但动手后发现这道题不是我所想象中的那么容易。一方面作为一个相对复杂的机构，我以前学习机械原理时候对于行星轮机构的学习还不够深入，理解欠缺深刻，所以在选题后我又花了不少时间重新补习相关机械知识；另一方面对于Adams使用的技巧也不甚熟练，还有很多需要学习的地方，在期间我通过很多途径查找了相关资料学习使用Adams。由于软件运用不熟练，经常会出现错误，因此本来较轻松的事做得相对复杂了，以后还需多加熟练Adams的操作。开始时，我先创建较小的机构或者子系统进行仿真分析，然后再创建完整的虚拟样机，进行简单的仿真分析，确认连接正确后再继续进行样机建模，一步步稳步前进，最后终于完成曾一度让自己艳羡不已的简单仿真。这次ADAMS运动学仿真分析收获挺多的，总结起来如下：1、运用ADAMS软件进行仿真要有比较牢固的《机械原理》基础，这样才能分析清楚各部件间的约束关系。2、要有比较好的英语基础，因为ADAMS软件是全英文的，只有学好了英语才能看懂其中的各种信息。3、用ADAMS软件进行仿真最好要一步一步进行，添加一个约束或力就仿真一下，防止出错，如果你一次性添加全部的约束、驱动以及仿真，一旦出现错误很难查出。总之，这次仿真收获颇多，对ADAMS软件的应用有了更深入的了解，同时提高了自己分析机构与解决问题的能力。我感觉这个软件会对我以后的学习和工作有很大的帮助，所以虽然花费的时间有点多，但是感觉还是值得的，再次感谢老师的教诲。非常荣幸，我能选择Adams虚拟样机仿真这门课，也是在学习了这门课后我才开始意识到这么专业课对于我们的重要意义，这将是我们以后走上岗位不可或缺的专业技能。课后长时间的操作与练习，这次作业花费较大精力的操作，让我对Adams软件的使用有了一定的心得体会，现在已经能初步进行对简单机构系统的仿真。虽然目前我还无法使用Adams软件进行较为复杂的机械系统虚拟样机仿真分析，但正如我所说的，我对Adams虚拟样机仿真的学习这才刚刚开始。这门知识的学习、技能的初步运用，为我开启了新的殿堂。在今后的日子里，即便课堂上的学习已经结束，我仍然会努力学习这门对于机械行业不可或缺的专业技能，争取有一天能够登堂入室。对这门课老师的讲解方法，我很喜欢。局部放大的图像让坐在后面的同学也能够仔细看清老师的操作，加深同学的记忆，为课后自己学习打下良好的基础。因此，对于这门课程，我没有什么好的建议可提，不过如果能做到人手电脑更好。