下面是小编为大家整理的北航机械原理实验报告--满分（2022年）,供大家参考。
北航机械原理实验报告 -- 满分
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目
录
1 、机构简单分析 ........................................................................................................ 2 2 、机构的三维实体建模 ............................................................................................ 3 3 、机构的
ADAMS 仿真分析 .................................................................................... 3 3.1 模型的导入 ............................................................................................... 4 3.2 模型的完善 ............................................................................................... 4 3.3 机构分析 ................................................................................................... 5 4 、机构拓展（此部分也可省略不写）..................................................................... 6 4.1 其它手动抽水机简介 ............................................................................... 6 4.2 移动导杆机构的其它应用 ...................................................................... 6 5 、结束语 .................................................................................................................... 6 参考文献 献: ..................................................................................................................... 7
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1 、机构简单分析
图
1 所示为一手摇抽水机，当上下扳动手柄
1 时，活塞
4 便在筒内作往复移动，从而完成抽水和压水的工作。
图
1 手摇抽水机
根据机构工作原理，绘制的抽水机的运动简图如图
2 所示。
图
2 手摇抽水机运动简图
经分析可知，此机构为 四杆机构，其中活动构件数目 n=3 ，低副数目 P L =4 ，
高副数目
P H =0 ，因而机构自由度
F=3n-2P L -P H =3×3-2×4-1×0=1
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A B 1 E 3 2 4 C D F
因为此四杆机构的自由度为
1 ，而机构的主动件数目也为
1 ，所以机构具有确定运动。
2 、机构的三维实体建模
假定运动简图
2 中， L AE =350mm ， L AB =100mm ， L BC =170mm ， L AF =250mm 。下面以这组数据为关键参数进行三维实体建模，使用
SolidWorks 软件建立的三维实体模型如图
3 所示。为便于观察机构的内部机构，在建模时对套筒进行了
适当的剖切。
（ （a ）主视图
（ （b ）轴测图
图 图
3 手摇抽水机三维模型（已剖切）
3 、机构的ADAMS 仿真分析
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3.1 模型的导入 将使用
SolidWorks 软件建立的三维实体模型，以图
4 所示的初始位形导入到 到
ADAMS 软件中，导入后的模型如图
5 所示。选择图
4 所示的初始位形，便于在主动件上添加对称运动。
图 图
4 手摇抽水机仿真的初始位形
图 图
5 导入到
ADAMS 中的手摇抽水机
3.2 模型的完善 按照机构实际，对导入的手摇抽水机进行运动副和主运动的添加，添加后
的结果如图
6 所示。其中，添加 到机构上的主运动为
30d*sin(time) ，添加在
B 点的铰链上。在完善模型后，可对机构进行仿真。
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图
6 完善后的手摇抽水机
3.3 机构分析
（1 1 ）
运动分析
由前文的运动简图可知，该机构为移动导杆机构，能够将构件
1 的往复摆动，转化为构件
3 的往复移动，从而实现机构连续抽水的功能 。机构的运动仿真结果可见所附文件《抽水机.avi 》
（2 2 ）
力学特性分析
由于此机构要完成手动抽水的任务，而抽水时构件
3 往往承受很大的载荷，
这就对机构的传力特性提出了很高的要求。下面对机构的传力特性进行分析。
压力角或传动角是判断连杆机构传力性能优劣的重要的标志。在该机构中，
传动角是指构件
1 和构件
3 所加的锐角，即图
2 中的 BAF 或其补角。在对机构进行虚拟样机仿真时，为便于测量且能够反映机构传动角的大小，可直接测
量 BAF 。当 BAF 90 时， BAF 即为机构压力角；当 BAF 90 时， BAF 的补角即为机构压力角。
BAF 随时间变化的规律如图
7 所示。
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BAF
图 图
7 随时间变化的规律
由图
7 可知，在摇杆主驱运动的作用下， BAF 的变化范围为
63.6 ～126.7º， ，
因而可知，此时该机构传动角的范围为
53.7 ～90º ，最小传动角的值为
53.7 º ，机构具有较好的传力性能。而且该机构利用杠杆原理，可有效减小抽水时对主动力的要求。
由以上分析可知，图
2 中所示的移动导杆机构可以很好地实现手动连续抽水的功能，机构设计具有很 好的合理性。
4 、机构拓展（ 此部分也可省略不写 ）
4.1 其它手动抽水机简介略
4.2 移动导杆机构的其它应用略
5 、结束语
使用 SolidWorks 三维建模软件和 ADAMS 虚拟样机仿真分析软件，不仅可以
快速方便的建立机构的三维模型，而且能够对机构进行运动学与动力学仿真。
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这对于机构的设计和验证有重要意义。其中，由于虚拟样机有别于物理样机，
只要能够表达机构真实的运动情况即可，并不需要完全再现机构本身的所有细
节。而且虚拟样机具有低成本，易复制，易系列化等特点，这对于节约设计成
本和缩短产品开发周期有重要意义。
参考文献
[1] 郭卫东. 虚拟样机技术与ADAMS 应用实例教程
[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2009 年 年2 月.
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