1713_RRP平面连杆机构的动态仿真
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南昌航空大学科技学院学士学位论文RRP平面连杆机构的动态仿真1 绪论1.1引言大学的四年生活,通过老师的讲解和我自己的学习,我收获了很多,我也深深的喜欢上了机械这个行业,对机械加工和制造方面尤为感兴趣,我觉得通过自己的努力和思考来改变工艺规程来提高生产效率,提高经济效益很有成就感。我所研究的课题就是给了这样的机会我可以通过我的努力来优化工艺规程,提高经济效益。此次毕业设计,是在我们学完了机械制造工艺学、工艺装备设计等课程,进行了生产实习之后,进行的一个重要的实践性 。这要 我们 所学的工艺 论和实践 ,在实 的工艺、 设计 加以 ,这有 提高了我们 和解 生产实 题的 力,为以后 的技 工 的 。1.2平面连杆机构杆是面currency1,“加上fi动和fl动的currency1 面是面和平面,制造, 获得高的制造。”此,平面连杆机构在机械和 获得 。连杆机构的是 在, 多的会引 动 的设计 , 实 动规 。 平面连杆机构是 四个构 成 , 为平面四杆机构。 的 ,是成多杆机构的 。 个 性构通过(fi动、fl动) currency1,构上的 动平面 平行的机构, 平面机构。 有、 加工和 等优, 平面连杆机构 机械和 。 高机构 1南昌航空大学科技学院学士学位论文, 以 实 动,设计计 。 平面连杆机构 的是四杆机构, 的构 , fi 动。多四杆的平面连杆机构 多杆机构,实 一 的 动,但杆多稳 性。1.3 进行杆系统仿真的意义系统仿真是 立在控制 论、 似 论、信息处 技 和计机初等 论 之上的,以计机和其他专 物 效设备为工 ,利 系统模型对真实或假设的系统进行试验,并借 专家的经验 、统计据和信息资料对实验结果进行 研究,进做出 策的一门 的实验性学科。仿真技 是 、研究系统,尤其是 系统的重要工 。随着机械行业的迅速发展,对研究、设计的机械设备越来越 , 制造零的材料价格越来越昂贵, 可 每一步都采取试制再修改的方法进行设计,采 仿真的方法可以在一 程上克服这 足的 足,降研究成 ,提高效率。连杆机构 为 见的传动机构,对其进行 动学和动力学仿真, 立 杆模块的仿真模型,无疑对日后的设计大有裨益。一般机构的 动 ,使 Quik BASIC语言或Fortran语言编写程序进行计,其“透明性”,修改麻烦等 MATLAB对机构进行 动仿真,利 MATLAB的simulink仿真模型的据可视化的特,就可以很容 观察到 动参是如 变化的,极其同时, MATLAB 立和修改仿真模型 有方、快捷、很容 扩展等优MATLAB仿真 解 提供很多解 同微 方程的方法,可以根据同的微 方程类型选择 的 解方法机构的动力学 , 已 工 阻力, 出 动的约束反力和驱动力(或力矩),为选择和设计轴承和零部的计选择原动机提供 论依据。1.4 MATLAB介在科学研究和工程 ,往往要进行大量的学计,其 包括矩阵 。这 一般来说 以 手工 和快捷 进行,要借 计机编制 的程序做近似计。 前流行 B 、 和 语言编制计程序 要对有 法有深的了解, 要 所 语言的语法编程技 。对多科学工 言,同时 备这 方面技 有一 。通 ,编制程序也是 的, 力 物力 工 进程和效率。为克服上 , currency1年出了“ “ ”(fi写为 fl ) 包,并 和扩。 前 2南昌航空大学科技学院学士学位论文的 “ ( )是一” 、效率高进行科学和工程计的 包。其 包括一般 、矩阵 、 信处 、 模和系统控制和优化等 程序,并 程序和 一使 的 成 。在此 所解 题的 fl 语言 和其学 同, 要传统的方法编程。 过,fl 为一的计机语言,要 自如, 发 的力,也 系统学习 。但 使 fl 编程 进行科学计的思 和 方完一,所以 学习其 高语言如B 、 和等样 。实践明,可在 的时 学会 fl 的 ,在 个时的使 就 初步 使 进行高效率和 有 造性的计。 fl 大大降了对使的学 和计机语言 的要 ,编程效率和计效率极高, 可在计机上 currency1 出结果和 的 ,所以 的 为一高效的科研 手。自出后 行 ,流传 。上所, fl 语言有如特编程效率高是一面科学 工程计的高语言, 学 的语言编写程序, B 、 和等语言加currency1近我们 写计的思 方, fl 编写程序 如在 上出 解 题。”此, fl 语言也可通 为 科学法语言 编写 ,所以编程效率高, 学 。 使 方fl 语言是一解 行的语言(在 专门的工 编 之前), 活、方,其试程序手 ,试速快, 要学习时 。 们 一语言编写程序和试程序一般都要经过四个步编、编 、连currency1以 行和试。个步之3南昌航空大学科技学院学士学位论文是序 系,编程的过程就是在 们之 型的 。 fl 语言 其 语言, 解 了上 题, 编、编 、连currency1和 行融为一体。 在同一画面上进行 活操 快速除 入程序 的 写错、语法错以至语意错, 加快了 编写、修改和试程序的速,可以说在编程和试过程 是一 VB 要 的语言。体 说, fl 行时,如 currency1在命令行 入 fl 语句(命令),包括 文的语句,每 入一条语句,就立 对其进行处 ,完成绩 、连currency1和 行的过程。 如,将 fl 源程序编为 文, 磁盘文也是 文,所以编后的源文就可 currency1 行, 进行编 和连currency1。在 行 文时,如果有错,计机屏幕上会给出详细的出锗信息, 经修改后再 行, 到正 为止。所以可以说, 语言 是一语言,义上讲是一该语言开发系统, 语言试系统。3扩 力高 的 fl 语言有 的库函,在进行 的学 时可以 currency1 , fl 的库函同 文在 成上一样,所以 文也可 为 fl 的库函来 。”, 可以根据自己的 要方 立和扩的库函,以提高 fl 使 效率和扩 的” 。另外,为了 利 、等语言的资源,包括 已编 的 ,语言程序,通过 立 e文的 ,混 编程,方 有 的 ,语言的子程序。4语句 , 涵 语言 重要的成 是函,其一般 为 , =fu (,e,f,), 一个函 函名, 入变量,e,f 和 出变量4南昌航空大学科技学院学士学位论文, 成,同一函名 , 同 的 入变量(包括无 入变量) 同 的 出变量,代 着 同的含义(有像面对 的多态性。这 使fl 的库函” ,大大减 了 要的磁盘空,使得 fl 编写的 文 、 高效。高效方的矩阵和 fl 语言 B 、 和语言一样规 了矩阵的 符、 系 符、逻 符、条 符赋 符,这 符大部 可以毫无改变 照搬到的 ,有 如 符只要增加“”就可 的 ,另外,义的 ,并给出矩阵函、特殊矩阵专门的库函,使之在 解诸如信处 、 模、系统 别、控制、优化等领域的 题时,显得大为捷、高效、方,这是其 高语言所 拟的。在此 上,高 的 fl 已逐步扩展到科学工程计的其 领域。”此, 久的将来, 一 名符其实 成为“万 的”科学法语言。方的绘” fl 的绘是 方的, 有一系绘函(命令),例如线性坐标、对坐标,半对坐标极坐标, 只 同的绘函(命令),在上标出题、XY轴标注,格(栅)绘制也只 的命令, 行。另外,在 绘函时整自变量可绘出 变颜色的、线、 线或多重线。这为科学研究着的设计是通 的编程语言所 的。2 RRP杆MATLAB 动学仿真模块5南昌航空大学科技学院学士学位论文2.1 MATLAB实 牛顿-辛普森 解( )所示为曲柄滑块机构, 原动(曲柄)和一个RRP杆构成。构的尺寸为 1r=400mm, 2r = 00mm。 量坐标如所示, 构 的角位fl和构3的位fl。 曲柄滑块机构 早坐标,可以写出角位fl方程为 321 21 jjj seerer ( )将上展开,整 得 0coscos, 221121 srrf ( ) 0sinsin, 221121 rrf ( 3) ( )( 3) 出雅可 矩阵为 22112211coscossinsinrrrrJ ( 4)6南昌航空大学科技学院学士学位论文根据( 3)、( 4)编制的 函如fu = pp (“) fle m(f)ep fl J=“(4)* (“()“( )* (“( );“(4)* (“()“( )* (“( ); = v(J)*(0*f); e = e + (); e = e + ( ); f = “(4)* (“()+“( )* (“( )“();“(4)* (“()+“( )* (“( ); m(f);e ;()= e ;( )= e ;R pp (“)函为 构和构 的角位fl, 入的参为“= e “( )= e “(3)= 3 “(4)= “( )= “()= 3 出函为 e e 曲柄滑块机构如 所示, 入参“=00004 代入上面的函,则得构和构 的位fl 别为0,0。2.2 MATLAB进行速 对 ( ) 导并整 成矩阵 为71111113322332232cossincoscossinsin rrrrrr南昌航空大学科技学院学士学位论文( )根据( )编写的 函如fu = pvefl(“)A=“()* (“( )“(currency1)* (“(3);“()* (“( )“(currency1)* (“(3);B=“( )* (“();“( )* (“()*“(4);= v(A)*B; pvefl(“)为 构 的角速和构3的速, 入参%“()= e %“( )= e ,%“(3)= e 3,%“(4)= e ,%“( )= ,%“()= ,%“(currency1)= 3, 出为 e e 3四 曲杆滑块机构, 1=0时,已 得构 的角位fl,构3的位fl为0,和曲柄的角速为0 / ,代入上 函 可得构 的角速0,构3的位fl为33333m/ 。2.3曲柄、RRR杆MATLAB 动学仿真模块 曲柄位置参8南昌航空大学科技学院学士学位论文2.3.1曲柄MATLAB 动学仿真模块如 所示,在 坐标系 ,曲柄AB 量的模 jr 为 、幅角 j 为变量,通过fi动A 机架连currency1,fi动A的 量的模 ir为 量、幅角 i 为 量,曲柄AB端B的位fl、速和加速的导如 ( )将方程( ) 边对 时 次导得 ( currency1)( )写成矩阵 有 ( 8)根据(2.7)编 写 曲 柄 原 动 MATLAB 的 M函如fu = (“)B=“()*“(4)* (“( )+p / )+“()*“(3) * (“( )+p );“()*“(4)* (“( )+p / )+“()*“(3) * (“( )+p );=B;(“)函为曲柄原动机的 动学仿真模块函,其 入参为“()= j 、 “( )= e j 、 “(3)= e j 、 “(4)= e j , 出 函 为()=ReB、( )=ImB。2.3.2RRP杆MATLAB 动学仿真模块如 3所示,在 坐标系 , 个fi动(B,),个fl动()和构B(长为 ir)和滑块成RRP杆,构 ir的幅角 i 为变量,滑块 对固 K的位fl js 为变量,滑块的滑道的幅角 j 为 量, 的加速导如9jijijjjijjjjjiiererrABerrerrA ,)2/()2/( jj jjjjjj ererB)sin()2/sin()cos()2/cos(ImRe22jjjjjjjjjjjjrrrrBB南昌航空大学科技学院学士学位论文 3RRP杆的位置参 ji jji seKerBC (2.9)整 (2.9)为 BKseer ji jji (2.10)(2.23)对时t 导并整 ,得BKseer ijji ji )2/( (2.11)(2.24)对时t 导并整 ,得BKserseer ijiijji iji 02)()2/( (2.12)(2.25)写成矩阵 ,有 ImImReRe0sin0cossin2/sincos2/cos 2BKBKsrrsrr iiiiiijiijii (2.13)根据( 3)编写RRP杆 A AB的 函如fu =RRP (“)10南昌航空大学科技学院学士学位论文=“()* (“( )+p / ) (“(3);“()* (“( )+p / ) (“(3);=“()* (“( )+p )0;“()* (“( )+p )0*“(4) ;“()+“(currency1)“( );“(8)“();= v( )*;p (“)函为RRP杆 动学的仿真模块函,其 入参为%“()= %“( )= e ,%“(3)= e j,%“(4)= e ,%“( )=ReB,%“()=ImB,%“(currency1)=ReK,%“(8)=ImK,%“()= , 出参为 e 2.4四杆机构的MATLAB 动学仿真如 所示为曲柄滑块机构, 原动(曲柄)和个RRP杆成。构的尺寸为 1r=400mm, 2r = 00mm, 量坐标如所示,构以等角速0 / 时 ,试 构 的角速和角加速以的速和加速。所立的曲柄滑块的 A AB/ mufl 仿真模型如 4所示。11南昌航空大学科技学院学士学位论文在 4个线上 明了 的参,其 e 示构的角位fl, e 示构 的角速, e 示构 的角加速, 示构3的位fl, 12南昌航空大学科技学院学士学位论文示构3的速, 示构3的加速,ReB和ImB 别 示B速的平 量和 量 他参含义 此类。个 模块的名 该 模块的 出参名 一,其代 构的长或 参。其 个函模块m和 p m 别为 3 所示的曲柄 函和RRP杆的 函。 m u 模块 行结果。在 4 的 模块的初是以曲柄的幅角为 ,角速为0 / , 的个构的位fl,速在 3 已 出,长 位为m,角 位为 / 。 曲柄fi速为0 / ,”此每fi动一 的时是0 8 ,设真时为 ,仿真结果 出到工 空就是 m u 。 4 曲柄滑块的 mufl 仿真模型2.5四杆机构MATLAB 动学仿真结果绘 命 令pfl ( u , m u (,3),pfl ( u , m u (,4) pfl ( u ,m u (, )和pfl ( u , m u (,) 别绘制出加速的 平 量和 量以构 的角加速、构3的角加速,如 、 、currency1和 8所示。13南昌航空大学科技学院学士学位论文 构 的角速( 坐标 示角位fl的大 位 / ; 坐标 示时 位为 ) 构 的角加速( 坐标 示为角加速 位为 / 2s 坐标 示为时 位为 )14南昌航空大学科技学院学士学位论文 currency1构3的速( 坐标 示为速 位为m/ 坐标 示为时 位为 )15南昌航空大学科技学院学士学位论文 8构3的加速( 坐标 示的是加速 位为m/ 2s 坐标 示为时 位为 )3 曲柄、RRR杆的MTALAB动力学仿真动力 , 要是在 动学 的 上, 已 工 阻力, 出 动的约16南昌航空大学科技学院学士学位论文束反力和驱动力(或力矩),为选择和设计轴承,零部的计选择原动机提供 论依据。 A A机构的B对机构进行动力学 解,利 A AB的 mufl 解模型的据可视化的特,就可以很容 观察到动力参是如 变化的,极其。同时, A AB 立和修改 解模型 有方、快捷、很容 扩展等优。 A AB解 提供很多解 同微 方程的方法,可以根据 同的微 方程类型选择 的解方法。为了利 A AB大的矩阵 ” , 毕业设计课题对 为 的RRR杆导了矩阵学模型,并编制了 的 A AB的 函,对 的RRR杆进行了动力学仿真。3.1 曲柄、RRR杆MATLAB动力学仿真模块3.1.1 曲柄 A AB动力学仿真模块3曲柄的 力模型如4所示,已 曲柄AB量的模 ir为 ,幅角 i 为变量, 到fi动A的为 cir 量为 im , fi动 量为 iJ , 上的外力为 xiF 和 yiF 、外力矩为 iM ,曲柄 机架 currency1,fi动A的约束反力为 xaR 和 yaR ,驱动力矩为 1M 。 论力学可得 iixixBxA smFRR Re (3) iiiyiyByA smgmFRR Im (3 )(33)17iiiciiiciixBiciyAicixAiJrrRyBrrRrRrRMMcos)(sin)(cossin1南昌航空大学科技学院学士学位论文动学 可得)cos()2/cos(ReRe 2 iiciiicii rrAs (34))sin()2/sin(ImIm 2 iiciiicii rrAs (3 )将(34)、(3 )代入(3)、(3 ),并 (33) 并得 (3.6)根据(2.6)编写曲柄原动MATLAB的M函如fu = (“)=8=04; =0 ;m = ;J =00;“ =0; =0; =0;ReA=0;ImA=0;()=m *ReA+m * *“(3)* (“()+p / )+m * *“( ) * (“()+p )“ +“(4);( )=m *ImA+m * *“(3)* (“()+p / )+m * *“( ) * (“()+p ) +“( )+m * ;(3)=J *“(3)()* * (“()+( )* * (“()“(4)*( )* (“()+“( )*( )* (“() ;(“)函为曲柄的动力学矩阵仿真模块函,其 入参为“()= e 、“( )= e 、“(3)= e 、“(4)=R“B、“( )=RB, 出参为()=R“A、( )=RA、(3)= ,函 的已 参为=8 =04; =0 ;m = ;J =00;“ =0; =0; =0;ReA=0;ImA=0。18iiciiyBiciixBiciyAicixAiiiyByiiiciiiiciieixBxiiiciiiiciieiyAxAMrrRrrRrRrRJgmRFrmrmARmRFrmrmARmMRRcos)(sin)(cossin)sin()2/sin()cos()2/cos(221南昌航空大学科技学院学士学位论文3.1.2 RRP杆MATLAB动力学仿真模块如3.2(a)所示,RRP杆 个连杆 (杆长 ir, 到fi动的 为 cir)和个滑块j成。 量力学同样得出fi动B和的约束反力,fl动 的约束反力并整 成矩阵 如。3 RRP杆 力 对构B 力 得 iixCxixB smRFR Re (3currency1) iiiyCyiyB smgmRFR Im (38)(3)对滑块 得19南昌航空大学科技学院学士学位论文(30)(3)动学可得(3 )(33)(34)(3 )将(3 ) (3 ) 别代入(3currency1),(38)。(30),(3)并 (3 0) 并,整 得(3)根据(3)编写RRP杆 A AB的 函如fu =RRP(“)=8= ; =0;m =3;mj=;j =04 ;“ =0; =0; “j=000; =0; =0;j=0;%= e ( );( )=; ( 3)=;( )=; ( 4)=;(3 ) = * (“(); (3 ) = * (“(); (3 3) = ( 20 gmFsmFsmMJgmFmmBimmFmmBmRRRRRrrrrrrjyjjjjxjjjjiiiiyiiiiriiirixiiiiriiiriDyCxCyBxBjjiiciiiciiciicicicicicisincossin2/sincos2/cosRecos1000sin01000cos)_(sin)_(cossin010100010122南昌航空大学科技学院学士学位论文)* (“(); (3 4)=( )* (“();(4 3)=; (4 )= ( j);( 4)=; ( )= ( j);= e ( );( )=m *“( )+m * * (“()+p / )+m *“( ) * (“()+p ) “ ;( )=m *“()+m * * (“()+p / )+m *“( ) * (“()+p ) +m * ;(3 )=j *“(3) ;(4 )=mj*X(4)* ( j) “j;( )=mj*X(4)* ( j) “j+mj* ;= v( )* p(“)函为RRP杆的动力学仿真模块,其 入参为%“()= e %X( )= ,%“(3)= e ,%“(4)= j,%“( )=ReB,% “() = ImB , 其 出 参 为()=R“B ( )=R (3)=R“ (4)=R ( )=R 其 的已 参为 =8 = ; =0;m =3;mj=;j =04 ;“ =0; =0; “j=000; =0; =0; j=0;21南昌航空大学科技学院学士学位论文3.2四杆机构的MATLAB动力学仿真 所示为曲柄滑块机构, 是 原动(曲杆)和个RRP杆所成的四杆机构。构的尺寸为 1r=400mm, 2r = 00mm,构的 为 1cr = 00mm,2cr =00mm, 量为 1m = , 2m =3 , 3m = ,fi动 量为 1J =00 2m 22 45.0 mkgJ ;构3的工 阻力为 NF 10003 ,其 构所 外力和外力矩为零,构以等角速0 / 时 方 fi,试 在 计 时,fi动A的约束反力,驱动力矩其所 的”fl动 的约束反力。在 mufl 立该 四杆机构的仿真模型如33所示。33 四杆机构 mufl 仿真模型22南昌航空大学科技学院学士学位论文3.3四杆机构MATLAB仿真模型的初 四杆机构 mufl 仿真模型 e 、 e 的初 2.1 容 得, e 和 e 3的初 2.2 容 得。3.4四杆机构MATLAB动力学仿真结果绘 命 令pfl ( u , m u (,),pfl ( u , m u (, ) pfl ( u , m u (,3),pfl ( u , m u (,4)和pfl ( u m u (, ) 别绘制出fi动A的约束反力、驱动力矩其所 的”,以fl动 的约束反力,如34、3 、3,3currency1和38所示34fi动A的 平方力( 坐标 示为 NRAH / , 坐标 示为 / )23南昌航空大学科技学院学士学位论文3 fi动A的 方力( 坐标 示 NRAV / 坐标 示 / )24南昌航空大学科技学院学士学位论文3曲柄上 的力矩( 坐标 示 mNM /1 坐标 示 / )3currency1曲柄上力矩所 的”( 坐标 示为 JW /1 坐标 示 / )25南昌航空大学科技学院学士学位论文38滑块上 的约束反力( 坐标 示为 NR /3 坐标 示为 / )4 RRR-RRP 杆机构的MTALAB 动学仿真4.1 RRR-RRP 杆机构26南昌航空大学科技学院学士学位论文44是 原动(曲柄)和一个RRR杆,RRP杆所成的RRR RRP 杆机构,构的 尺寸 为 mmr 4001 , mmr 10002 , mmr 7003 , mmr 12004 ,mmr 12005 , 量坐标如4所示,构以等角速0 / 时 方 fi,试 的加速,构3的角加速,构的速,加速,构 的速和加速。4.2RRR-RRP 杆机构MATLAB仿真模块 初的 111 , 的初已经给出, 6532, 的初 则 牛顿辛普森方法 解4RRRRRP 杆机构 的 坐标,可出角位fl方程43214321 jjjj erererer 0753 753 jjj ererer (4)将上展开整 得(4 )(4 )可 出雅可 矩阵270sinsinsin0coscoscos0sinsinsin0coscoscos6655336655333322114332211rrrrrrrrrrrrr南昌航空大学科技学院学士学位论文66553366553333223322coscoscos0sinsinsin000coscos00sinsinrrrrrrrrrr(43)根据(4 )、(43)编制的 函如fu = pp (“) fle m(f)ep fl J=“(8)* (“( )“()* (“(3)00;“(8)* (“( )“()* (“(3)00;0“()* (“(3)“()* (“( )“( )* (“();0“()* (“(3)“()* (“( )“( )* (“(); = v(J)*(0*f); e = e + (); e 3= e 3+ ( ); e = e + (3); e = e + (4);f=“(currency1)* (“()+“(8)* (“( )“()* (“(3)“(0);“(currency1)* (“()+“(8)* (“( )“()* (“(3);“()* (“(3)+“()* (“( )“( )* (“();“()* (“(3)+“()* (“( )“( )* (“(); m(f);e ;()= e ;( )= e 3;(3)= e ;(4)= e ;28南昌航空大学科技学院学士学位论文函 pp (“)为 构 ,3, ,的位fl的函,其 入参为%“()= e ,%“( )= e ,%“(3)= e 3,%“(4)= e 4,%“( )= e ,%“()= e %“(currency1)= ,%“(8)= ,%“()= 3,%“(0)= 4,%“()= %“( )= , 出量参为 e =“( ); e 3=“(3); e =“( );e =“(), 入参“=0 0000400040currency1 0得构 3 的角位fl 别为 442 , 833 , 355 , 06 。对(4) 导并整 成矩阵 为(44)根据(44)编写的 函如fu = pvefl(“)A=“(8)* (“( )“()* (“(3)00;“(8)* (“( )“()* (“(3)00;0“()* (“(3)“()* (“( )“( )* (“();0“()* (“(3)“()* (“( )“( )* (“(); = v(J)*(0*f);B=“(8)* (“();“(8)* (“();0;0;*“(currency1);= v(A)*B pvefl(“)函为 构 、构3、构 和构角速的函, 入参%“()= e ,%“( )= e ,%“(3)= e 3,%“(4)= e 4,2911111166553366553333223322653200cossincoscoscos0sinsinsin000coscos00sinsin rrrrrrrrrrrr南昌航空大学科技学院学士学位论文%“( )= e ,%“()= e ,%“(currency1)= e ,%“(8)= ,%“()= ,%“(0)= 3,%“()= 4,%“( )= ,%“(3)= , 出参为%()= e ,%( )= e 3,%(3)= e ,%(4)= e ,则 入“=044*p /8083*p /8003 *p /8000040currency1 0 可 得构 ,构3,构 ,构的速 别为0 / 0 / 0434 / 3currency1 / 。4.3RRR-RRP 杆机构MATLAB仿真模型该RRRRRP 杆机构的 A AB仿真模型如4所示。在4 模块的初是以曲柄的幅角为 0 和角速等0 / 时 方 fi时, 个构的位fl,速的时,3个 A AB函模块 别为 m, m 和p m 其 m函模块的 入参为曲柄的长,曲柄的角位fl,曲柄的角速和曲柄的角加速, 出参为曲柄端部(fi动B)的加速的 平 量和 量。R m函模块的 入参为构 和构3的杆长,构 和构3的角位fl,角速,fi动B,fi动 的加速。R p m函模块的 入参为构 的长,角位fl,角速,构(滑块)的 动方,速,fi动的加速和构的加速参考。每个据线上标注了 变量, 量模块 置了个构的尺寸,长 位为m,角 位为 。设置仿真时为 ,仿真结果 出到工 空变量 m u * , 解 选 e4 ,步长选 步长。30南昌航空大学科技学院学士学位论文4 31南昌航空大学科技学院学士学位论文4.4 RRR-RRP 杆机构MATLAB 动学仿真结果曲柄fi速为0 / ,”此fi动 的时是0 8 , 绘命令pfl ( u m u ) pfl ( u m u ) pfl ( u m u ( 4) pfl ( u m u ( ) pfl ( u m u ( 3) pfl ( u m u ( ) 别绘制出的加速,构3的角加速,构的速,加速和构 的角速和角加速,如43444 44currency148所示。43的加速( 坐标 示为 2/ smac 坐标 示为 / )32南昌航空大学科技学院学士学位论文44构3的角加速( 坐标 示 23 / srad 坐标 示 / )4 构的速33南昌航空大学科技学院学士学位论文( 坐标 示 26 / smv 坐标 示 / )4构的加速( 坐标 示为 26 / sma 坐标 示为 / )34南昌航空大学科技学院学士学位论文4currency1构 的角速( 坐标 示为 )/( 15 sradw 坐标 示为 / )48构 的角加速( 坐标 示为 )/( 16 sradw 坐标 示为 / )35南昌航空大学科技学院学士学位论文总 结我所选论文题 是“平面连杆机构的动态仿真”,之所以选择这个题 ,是”为我自己感觉 有性,越是自己currency1的 越要“试。在论文写 以过程 ,有时感觉很辛,有时 会产生 的fifl,但是 了来,出色的完成了我的毕业设计,为了自己的 标,为了自己的选择。开是 资料。在 导老师的 ,通过道开备工 通过、 学 论文、” 、 等。通过一个的深入学习, 了一大 毕业设计 的资料,在老师的 导, 了一 无 要的 容, 了有参考价的资料 为备 。在这 时,我整出入 。在 上,我了一 学 论文和文在 p e 上,我了外文文资料,参考了一毕业论文样 和一 毕业论文设计结在 见的引 ,我了解到一 的 ,同时特意 了大量的外文,并将这 容成提 ,以后,以减 后工 量。currency1来,我开对所 的资料进行整 、 研究,并制 了课题研究的方,开题 完成之后随 进入有序的编写论文之 。根据取其 ,“其 的原则,我 写了初 ,并加入了自己 的见解。在此,我多次 老师 或36南昌航空大学科技学院学士学位论文信以利 m fl进行 通, 取老师 的 , 极采 。老师将初 修改后时反 给我,了之后 发 论文 的论文 很多,特别是论文的格,就编写的程序来说,提出了 。至此,我发 ,要 一 并 ,但也 是很 , 了 是万万 可的,对 都要真“思考, 思来完成。一 优 的论文 是写出来的,是修改出来的,这 要的是“ , 要 。在仿真系统的制 过程 ,我 到的 题很多,有 是在自己技 所在 之外,每无法实 自己的法或 行 “的时,我就会出 的绪,但是我有 ,是 时 自己的 态,在同学老师的 ,完成了初次的设计。越是 的 要“学,在学习的过程 会收获很多,其 一就是 学习是 的学习,在学习之后 会感觉到很有成就感,这也是我在完成论文之后体会到的。在整个毕业论文设计的过程 我学到了做 所要有的态和 态,我明了做学 要一 ,对出 的 题和 都 要视,要通过正 的“解 ,在做 的过程 要有“ 和 力, 要一 到 就打退堂鼓,只要“就可以找到思 “解 题的。在工 要学会 的态,真取别 的意见,这样做 来就可以 倍”半。论文的利完成,我要感谢我的 导老师 老师以 同学朋友的 ,感谢他们提出宝贵的意见和 。另外,要感谢在大学所有传授我 的老师,是 们的悉 教导使我有了良 的专业课 ,这也是论文得以完成的 。37南昌航空大学科技学院学士学位论文参考文献孙桓,陈 模 编.机械原 .第七.北京高等教育出社,2006.12 曲 编. MATLAB/Simulink平面连杆机构的动态仿真.哈尔滨哈尔滨工业大学出社,2007.43邱晓林 编. MATLAB的动态模型 系统仿真工 . 安 安通大学出社,2003.104策 编. 机械动力学. 北京高等教育出社,2000 李海涛、邓樱 编. fl 技 . 北京 防工业出社,2002 m efl e fl mufl 工程 北京 子工业出社, 00 currency1薛 宇陈阳泉 编系统仿真技 北京清 大学出社, 00 8哈尔滨工业大学 论力学教研室 编 论力学北京高等教育出社, 00 濮良贵 纪名 编机械设计第七北京高等教育出社 000Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Educat-ion Press, 2001.7。38南昌航空大学科技学院学士学位论文39南昌航空大学科技学院学士学位论文谢大学生活 将结束,我们的毕业设计也currency1近里尾声,在完成的, 老师以同学们给了我很大的 。尤其要感谢 老师, 论在什 时,只要有 题, 老师是在百忙之 抽出时来 导我们,慢慢的我逐渐的弄 仿真 容以导试程序的过程,也 清了思 ,一的完成了毕业设计。我 感谢 老师和同学们,感谢他们对我的 。40学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:20010-6-9学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名: 日期:20010-6-9导师签名: 日期:毕业设计(论文)开题报告题目 RRP 平面连杆机构的动态仿真专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105126学 生 姓 名 徐晴指 导 教 师 朱保利填 表 日 期 2011 年 4 月 1 日1、选题的依据及意义:连杆机构的最基本形式是平面四杆机构,它是其它连杆机构的基础。所以,对平面四杆机构进行研究可以概括连杆机构内在的基本原理,从而用以连杆机构的设计。机构运动学综合是按照给定的运动特性对机构进行系统的设计的过程,包括型综合和尺度综合两大主要内容,主要综合方法有解析法、作图法和实验法。作图法和实验法工作量大,设计精度低,仅适用于对机构精度要求不高的场合。近几十年来,随着工业技术的高速发展,人们对机构的复杂程度和精度要求越来越高,作图法和实验法已不能满足要求,而基于计算机辅助设计(CAD)的解析法得到了广泛的应用。本课题的主要内容是平面四杆机构的连杆曲线及轨迹综合,其意义在于:一、深入研究计算机在设计和仿真连杆机构连杆曲线方面的应用,从而指导实践;二、总结出四杆机构轨迹综合的理论基础,从而指导多杆或复杂的低副平面机构的综合。此课题的主要目标是系统地对平面四杆机构连杆曲线进行研究,从而来获得连杆机构基本的原理和综合方法,以便在实际中得到应用;主要特色是在各个设计进度中将会大量应用计算机高级语言编程来辅助设计和仿真平面四杆机构。2、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述):国内外研究概况在各种机构型式中,连杆机构的特点表现为具有多种多样的结构和多种多样的特性。仅就平面连杆机构而言,即使其连杆件数被限制在很少的情况下,大量的各种可能的结构型式在今天仍难以估计。它们的特性在每一方面是多种多样的,以致只能将其视为最一般形式的机械系统。 在古代和中世纪许多实际应用方面的发明中就有连杆机构,例如我国东汉时期张衡发明的地震仪、列奥纳多达芬奇所描述的椭圆车削装置等,在这些发明中,都巧妙地应用了平面连杆机构。在近代,随着工业越来越高度自动化,在大量的自动化生产线上,许许多多的连杆机构得到了应用。特别是机器人学成为目前一个前沿学科,连杆机构又有了新的应用,例如日本等国家开发的类人型机器人等。在仿生学上,连杆机构巧妙地实现了人类关节的功能,例如国外研制的六杆假肢膝关节机构。当今,工业生产自动化程度越来越高,连杆机构以及它与其它类型的机构组成的组合机构将得到更加广泛的应用,特别是形状丰富多样的连杆曲线将应用在更多的场合中。发展趋势全世界有 250,000 多位专业人员正在使用 Mathcad 来执行、记录和共享计算及设计工作。Mathcad 独有的可视化格式和简单易用的白板界面将标准的数学符号、文本和图形集成到一个工作表中,使 Mathcad 成为获取知识、计算重用和工程协作的理想之选。Mathcad 使个人工作能够进行更新和交互式设计,因此,用户可以获取他们每一个工程项目背后的关键方法和价值。3、研究内容及实验方案:研究内容:1、外文翻译;2、MATLAB 软件的使用;3、平面连杆机构的组成原理;4、RRR 四杆 II 级机构 MATLAB 运动学仿真模块;5、RRR 四杆 II 级机构 MATLAB 动力学仿真模块;6、RRR_RRP 六杆 II 级机构的设计;7、RRR_RRP 六杆 II 级机构的运动学仿真;8、RRR_RRP 六杆 II 级机构的动力学仿真。设计方案:1、 收集有关资料、写开题报告;2、 翻译外文资料;3、 熟悉 MATLAB 软件;4、 学习 RRR_RRP 六杆 II 级机构及 MATLAB 运动学和动力学仿真;5、 设计一个 RRR_RRP 六杆 II 级机构;6、 画出所设计的机构连杆图;7、 RRR_RRP 六杆 II 级机构的动态仿真;8、 撰写毕业设计论文。4、目标、主要特色及工作进度1、目标: 采用 matlab 软件对 RRR_RRP 六杆 III 级机构进行运动及动力仿真。2、MATLAB 主要特色 : 1)友好的工作平台和编程环境; 2) 简易的程序语言;3) 强大的科学计算机数据处理能力;4) 出色的图形处理能力;5) 实用的程序接口和发布平台。3、工作进度: 1) 、 收集资料、开题报告、外文翻译(6000 字以上) 3.1-3.21 2) 、 熟悉 MATLAB 软件 3.22-4.4 3) 、III 级杆组运动学和动力学仿真模块 4.05-5.094) 、机构的运动学仿真 5.09-5.23 5) 、机构的动力学仿真 5.24-6.13 6) 、撰写毕业设计论文 6.14-6.27五、参考文献1 孙桓,陈作模主编.机械原理.第七版. 北京高等教育出版社,2006.122 曲秀全主编.基于 MATLAB/Simulink 平面连杆机构的动态仿真.哈尔滨工业大学出版社,2007.43 邱晓林主编. 基于 MATLAB 的动态模型与系统仿真工具 .西安交通大学出版社,2003.104 张策主编. 机械动力学. 北京高等教育出版社,20005 Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7
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