机构虚拟设计与仿真实验指导书.pdfVIP

班级：

学号：

姓名：

武汉科技大学机械自动化学院

机械实验示范中心

机构虚拟设计与仿真实验指导书

一、实验目的

机构虚拟设计与仿真实验利用工程软件ADAMS解决机构类型设计、尺寸设计、运动

与动力学仿真等工程技术问题，通过虚拟设计与实验，深入了解机械工程人才必须掌握的一

些基本知识和技能，对虚拟样机技术在机构设计中的应用有一个较全面的认识，对机构设计

中的一些具体问题能提出解决的方法和途径。

二、ADAMS软件功能

ADAMS是世界上应用广泛的机械系统动力学仿真分析软件，为用户提供了一个集建

模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机环境。利用该软件，可以建立和测试虚拟样机，实

现在计算机上仿真分析复杂机械系统的性能。

三、实验内容

1.自拟一个机构设计题目（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构或组合机构等），在ADAMS

软件平台上建模；

2.进行机构的类型设计、尺寸设计；

3.进行机构的运动性能分析与仿真；

4.输出机构仿真曲线结果与动画文件。

四、操作步骤和方法

1.熟悉ADAMS软件的特点、基本功能与操作界面；

2.自拟机构原型，在ADAMS/View窗口中建立机构模型，对于复杂机构，可在三维造

型软件中建模再导入ADAMS；

3.设置各构件属性，建立铰链点，加上外力和动力元件；

4.对建立的机构模型进行运动和动力学仿真；

5.利用仿真软件将仿真结果保存下来，并输出动画文件。

五、实验报告

实验报告主要内容有：实验目的、实验要求、实验结果与分析、机构模型图、机构已知

参数（包括尺寸、质量、材料等）、机构运动与动力学仿真结果、结果分析。

六、思考题

1.利用ADAMS进行虚拟样机设计与仿真的一般流程是什么？

2.在连杆设计中，如何保证各杆的长度为圆整数值？

3.怎样造出凸轮的轮廓？

4.ADAMS软件与哪些工程软件有接口，主要实现什么功能?

2

ADAMS示例机构操作流程

1.运行ADAMS：在启动界面中选择“创建一个新模型（Createanewmodel）”，指定启动

位置（Startin）为硬盘上的一个位置，文件夹路径中不能采用中文名字。给模型起一个名字，

例如设计一个六杆机构，起名“sixrod”。点击“OK”进入界面。

2.建立几何模型：选中工具栏面板上的连杆，将下面的参数栏中的宽度（width）复选框选

中，把宽度固定为4cm；用鼠标在界面上点击确定连杆的两个端点，建立连杆的线框模型，

如图依次创建四个连杆；在工具栏面板连杆上右键单击，弹出模型浮动式工具栏，从中用左

键选中滑块（Box），用鼠标在界面上点击确定滑块的左上顶点和右下顶点，建立滑块的线

框模型，这样整个六杆机构的几何模型就建立好了（机架不用建模）。

3

3.定义运动副：在工具栏面板中选择运动副（joint）中的转动副（Revolute），需要指定2

个物体和一个位置来定义一个转动副。首先鼠标左键选择曲柄，然后在空白区域点击选择机

架（或称为地面ground），再指定曲柄下方的铰链点定义转动副。同理将连杆和曲柄，摇杆

和连杆，滑块和连接杆之间等都定义为转动副。如下图所示。再定义滑块和地面之间的移动

副：在工具栏面板中选择运动副（joint）中的移动副（Translational），需要指定2个物体和

一个位置来定义一个移动副。首先鼠标左键选择滑块，然后在空白区域点击选择机架（或称

为地面ground），再选择滑块下方的一个角点将显示的箭头方向指定为水平方向（即滑块沿

水平方向在地面上左右移动）。

4.施加运动：在工具栏面板中选择转动副运动（Rotationaljointmotion），选择曲柄与地面

相连的转动副，单击鼠标，则在此转动副处添加了一个输入运动，可以修改运动方向和角速

度等值。此时仿真模型已建立完毕，点击工具栏最下方的“Render”按钮渲染模型，使之从

线框模型变为三维实体模型。

5.运