adams中的运动学和动力学仿真

以我个人的拙见哈，运动学仿真就是看看它是怎么运动的，动力学就是在运动时候的受力情况。首先你在adams当中建立模型，可以用adams自带的建模工具，也可以在solidworks，ug或者pro-e中建立模型后进行导入。然后对此模型各构件间添加约束关系，比方说四连杆各杆件之间的约束关系是铰接，一般添加约束关系以后，添加一个驱动，点仿真按钮就可以看一下它是怎么运动的。动力学嘛，我感觉就是给这个模型施加外界的力或者驱动，这个力的大小可以定义，当然这个力不一样，那么杆运动的方式不一样，杆的受力大小也不一样。它受力的大小可以在后处理当中查看。

题主是否想询问“ ADAMS如何导入模型”？

1、在solidworks环境下对自己的零件进行建模，并最后装配成一个装配体。

2、然后在[文件/另存为]，保存在自己指定的目录（英文目录）下，文件名自定义，这里我定义为lab1，注意保存格式为parasolid（x_t），点击确定。

3、打开adams，进入界面后在菜单栏点击[file/import]，然后选择File Type为Parasolid(xmt_txt，x_t)，在File To Read中双击选择自己之前保存的目录（英文目录），File Type不用管，在Model Name右边栏目里右键，依次点击[Model/Create]，然后点击ok，再点击ok。

4、这样就成功把solidworks的装配体导入到adams中。

目前，ADAMS 已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分额的统计资料，ADAMS 软件占据了销售总额的近8千万美圆的百份之51的份额。

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。

作为一项工程分析技术日益显示出强大的生命力，它可以帮助设计人员在设计早期阶段通过虚拟样机，在系统水平上真实地预测机械结构的工作性能，实现系统的最优设计。ADAMS是该领域具有代表性的软件系统，基本的ADAMS配置方案包括交互式图形环境ADAMS/View和求解器ADAMS/Solver。ADAMS/Solver自动形成机械系统模型的动力学方程，并提供静力学、运动学和动力学的解算结果。ADAMS/View采用分层方式完成建模工作。物理系统由一组构件通过机械运动副连结在一起，弹簧或运动激励可作用于运动副，任意类型的力均可作用于构件之间或单个构件上，由此组成机械系统。仿真结果采用形象直观的方式描述系统的动力学性能，并将分析结果进行形象化输出

基于ADAMS的二级直齿齿轮减速器运动仿真

作者：闫树兵 来源：CAD/CAM与制造业信息化

本文简要介绍了虚拟样机的含义，并就二级直齿齿轮减速器，利用ADAMS软件进行简单的运动仿真，直观再现传动过程，通过理论计算验证模型的正确与否。

在当今制造业中，传统的经验设计、类比设计和静态设计因为开发周期长、质量差、产品成本高等缺点越来越不适应日益加剧的市场竞争，企业能否对市场做出迅速的响应，生产出最大程度满足顾客要求的高质量低成本产品已成为竞争的焦点。

虚拟样机技术( Virtual Prototyping Technology)的出现为企业提供了行之有效的方法。虚拟样机技术是指在产品设计开发过程中，将分散的零部件设计和分析技术(指在某单一系统中零部件的CAD和FEA技术)揉合在一起，在计算机上建造出产品的整体模型，并针对该产品在投入使用后的各种工况进行仿真分析，预测产品的整体性能，进而改进产品设计、提高产品性能的一种新技术。简单的说，虚拟样机技术就是利用CAD软件所提供的各零部件的物理和几何信息，直接在计算机上对机械系统进行建模和虚拟装配，从而获得基于产品的计算机数字模型，即虚拟样机(Virtual Prototype)，并对其进行仿真分析。这种方法使设计人员能在计算机上快速试验多种设计方案，直至得到最优化结果，而且免去了传统设计方法中物理样机的试制，从而大幅度缩短了开发周期，减少了开发成本，提高了产品质量。

虚拟样机技术是许多技术的综合，其核心是多刚体（柔体）系统运动学和动力学建模理论及其技术实现，其关键技术包括工程设计技术、建模仿真技术和VR可视化技术等。成熟的三维计算机软件有效地保证了虚拟样机技术的大规模推广和应用。这方面比较有代表性的是美国MDI公司开发的机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)、比利时LMS公司的DADS以及德国航天局的SIMPACK，其中ADAMS最为成熟，已广泛应用于世界各行各业，占据了超过50%的市场销售份额。

本文拟就二级齿轮减速传动，利用ADAMS软件进行简单的运动仿真，详细介绍应用ADAMS软件的一般操作步骤，直观再现传动过程，并验证所建造模型正确与否。

一、实例

设一个直齿二级齿轮减速器，基本结构几何参数如下：

第一级： 模数m = 4mm ，z1=20，z2=50；齿宽B=40mm

第二级： 模数m = 4mm ，z1=30，z2=70；齿宽B=40mm

则第一级传动小齿轮分度圆直径为d 1 = m × z 1 = 8 0 m m ，d2=m×z2=200mm；第二级传动小齿轮分度圆直径为d1=m×z1=120mm，d2=m×z2=280mm。

二、几何建模

1启动软件

双击桌面上ADAMS/View的快捷图标,打开ADAMS/View。在欢迎对话框中选择“Create a new model”，在模型名称（Model name）栏中输入decelerator ；在重力名称(Gravity)栏中选择“Earth Normal(-Global Y)”；在单位名称(Units)栏中选择“MMKS －mm,kg,N,s,deg”；点击“OK”确定。

2设置工作环境

在ADAMS/View菜单栏中，选择设置（Setting）下拉菜单中的工作网格（Working Grid）命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size)中的X和Y分别设置成750mm和500mm，间距（Spacing）中的X和Y都设置成10mm。然后点击“OK”确定。

3创建齿轮

鼠标右键单击模型库，选择旋转方式，按照上面计算所得各分度圆直径建立图1所示模型。

4 创建旋转副、齿轮副、旋转驱动

选择ADAMS/View约束库中的旋转副（Joint: Revolute）图标，参数选择“2 Bod-1 Loc”和“pick feature”，在“ADAMS/View”工作窗口中先用鼠标左键选择小齿轮，然后选择机架（ground），接着选择小齿轮上的中心点，拖动光标直到出现沿小齿轮中心轴线方向的白色箭头，点击左键完成旋转副(JOINT_1)，该旋转副连接机架和齿轮，使齿轮能相对机架旋转。同样方法创建中间双齿轮和右边大齿轮的旋转副JOINT_2和JOINT_3。

创建完三个定轴齿轮上的旋转副后，还要创建两个啮合点(MARKER)。齿轮副的啮合点和旋转副必须有相同的参考连杆（机架），并且啮合点Z轴的方向与齿轮的传动方向相同。所以在本例中，啮合点(MARKER)必须定义在机架(ground)上。选择ADAMS/View零件库中的标记点工具图标，参数选择Add to Ground和Global XY,分别在两对啮合齿轮中心处单击，默认的z轴方向恰好垂直于工作平面，即啮合点线速度方向，但两处z轴的指向应相反，具体指向可根据下面驱动的方向确定。

选择ADAMS/View约束库中的齿轮副（Gear）图标，在弹出的对话框中的Joint Name栏中选择小齿轮的JOINT_1和中间双齿轮的JOINT_2，在Common Velocity Marker栏中选择第一级啮合处的MARKER，点击OK完成齿轮副的创建，同样方法完成第二级啮合的齿轮副。

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3000，表示旋转速度3000度/秒。左键选小齿轮轴JOINT_1作为驱动。完成后模型如图2所示

图2 完整模型

至此，二级齿轮减速器模型创建完毕。

三、仿真模型

点击仿真按钮， 为便于计算，设置仿真终止时间（E n d Time）为1，仿真工作步长（Step Size）为001,然后点击开始仿真按钮，进行仿真。

四、后处理

对小齿轮的旋转副JOINT_1或驱动MOTION_1进行角位置分析。在ADAMS/View工作窗口中用鼠标右键点击小齿轮的旋转副JOINT_1，选择Modify命令，在弹出的修改对话框中选择测量(Measures)图标,在弹出的测量对话框中，将Characteristic栏设置为Ax/Ay/Az Projected Rotation，将Component栏设置为Z，From/At栏默认，点OK确认。生成的时间-速度曲线如图3所示

同样的设置方法，JOINT_2和JOINT_3的时间-速度曲线分别如图4、图5所示。

测量完成后，进入后处理模块，右键单击选择分成四部分的窗口，分别加载动画和三条曲线如图6所示。

图6 载入后处理模块后界面

五、结论分析

(1)对第一级啮合进行运动分析。因为小齿轮的齿数20，大齿轮的齿数50，模数m =4m ，根据传动原理可以知道，对于标准外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，大齿轮的转速为小齿轮的2/5，即3000×（2/5）=1200deg/s。即当输入转速3000deg/s时，一级减速获得转速－1200deg/s，负号表示方向相反；同样对第二级啮合进行运动分析。因为小齿轮的齿数为30，大齿轮的齿数70，则最后理论上获得的转速应为1200×3/7=514286deg/s，对照图5，二级减速获得输出转速5143deg/s，所建模型正确，符合标准外啮合直齿齿轮传动角速度与齿轮的分度圆直径成反比的结论。

(2)ADAMS是以相邻两回转轴MARKER点与啮合处MARKER点的距离之比确定传动比的，改变回转轴上MARKER点的位置不影响最终结果。

(3)以旋转方式建立齿轮模型可以省却调整MARKER点位置的麻烦，但MARKER点z轴的指向应根据实际线速度方向作相应的调整。

(4) 在啮合点处， 将标记点(MARKER)的z轴方向旋转一定角度，就可以仿真斜齿齿轮传动情况。(end)