基于MATLAB的平面四连杆机构运动仿真Word格式文档下载.docx
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[1]
。
进行连杆机
构运动分析,传统方法主要是图解法或分析法[2]
无论设
计精度还是设计效率都相对低下,无法满足现代机械高速高精度的要求。
随着计算机技术的飞速发展,特别是以
MATLAB为代表的数值计算软件的出现,为进行机构分析
提供了有力的工具
[3-4]
MATLAB
[5-6]
是一种面向科学工程问题的数值计算软
件,具备强大的科学计算功能、开放式的扩展环境、以及多达30多个面向不同领域的扩展工具箱,在世界范围内得到了广泛使用。
本文首先利用复数向量建立平面四连杆机构的数学运动模型,然后应用MATLAB软件编程进行四连杆运动仿真计算,得到连杆运动位移、速度及加速度等运动参数。
1四连杆机构运动分析
[7-8]
图1为四连杆机构的复向量坐标图,设四个构件的长度分别为r1、r2、r3、r4,方位角分别为θ1、θ2、θ3、θ4,其中θ1=0。
构件2为原动件,下面分别推导未知方位角、端点位置、速度及加速度方程。
1.1几何位置分析
根据连杆机构特性,运动方程可写为:
将上式展开,整理后得:
对于一个特定的四杆机构,其各构件的长度和原动件
2的运动规律已知,则可根据式（2得到求解θ3、θ4的表
达式:
对式（1求导,整理后得到角速度方程为:
图1
四连杆机构
（4
（1
（2
（3
机电工程技术2011年第40卷第04期
1.2端点B运动分析
在复数坐标系中,端点B的位置可表示为B=r2ejθ2,则
分别对上式求一次、二次导数,得到B点的速度、加速度分别为:
1.3端点C运动分析
端点C的位置可表示为C=B+r3ejθ3,则
分别对上式求一次、二次导数,则得到C点的速度、加速度分别为:
2MATLAB求解
通过以上推导,在复向量坐标系中建立了四连杆机构方位角及端点运动参数的矩阵数学模型,可编制
MATLAB7.0程序进行计算。
计算步骤可分为:
（1首先定义连杆尺寸及原动件参数,并进行参数初始化;
（2借助牛顿-辛普森法或fsolve函数,求出连杆3、
4的转角θ3、θ4;
（3将上述参数代入后,得到端点B、C的位置、速度及加速度等运动参数,绘制运动曲线图。
3仿真运算
下面以某一具体连杆机构进行计算。
假设该机构各构件尺寸为:
r1=1500mm,r2=500mm、
r3=1200mm,r4=900mm,构件2以等角速度10rad/s逆时针
方向回转。
将上述参数代入程序后,计算得到机构运动参数。
图2~4分别为θ4角速度、点C的速度变化曲线。
4结论
本文在复数向量坐标系中推导了四连杆机构运动方程,并应用MATLAB软件进行了连杆机构运动数值仿真。
从计算结果可以看出,该方法可以方便快捷地得到连杆运动参数,能够有效提高分析效率和计算精度,可进一步推广到多连杆机构设计及优化计算中。
参考文献:
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高等教育出版社,
2006.
（5
（6（7
（8
（9（10
图4端点C垂直方向的速度曲线
图2
转角θ4的角速度曲线
图3
端点C水平方向的速度曲线
（下转第84页
制造业信息化
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第一作者简介:
龙,男,1977年生,山西太原人,博士,讲
师。
研究领域:
机械设计及理论。
已发表论文22篇。
（编辑:
向飞
（aa相电压波形（ba相电压对应的频谱
图5载波相移下相电压波形及其对应频谱
图4交替反相层叠下相电压波形及对应频谱
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作者简介:
李小凡,男,1981年生,江苏盐城人,硕士,讲师。
研究领域;
变频调速技术,电力电子与电力传动。
王智圣
!
（上接第52页
研究与开发
methodofmechatronicproductknowledgemodelatpresentprovidesalineofthoughtforotherstandardpartsofstampingdies.KM（KnowledgeManagement&
theKBE（Knowledge-basedKeyWord:
Solidworks;
dieholder;
configurations;
parametricEngineeringsystemisaveryimportantprocess,accordingtothemodeling;
characteristicdimension
applicationoftheontologytechnologyandnetworkdescribinglanguage,thisthesistakestheelectromechanicalproductasexampletoexplainthestrategymethodoftheWeb-basedKnowledgeAcquiring&
Retrieving,providingthemulti-classmodeloftheLUOMing-dengknowledgeacquiring&
retrievingandfunctionstructureskeleton,meanwhilebringinguptheECAruleoftheMaintenancemechanismAbstract:
ThematingstructureofmobileDVDmechanismbaseoftheweb-based&
ontology-basedproductknowledgemodel.
anddisk-pressing-armaxishasagreatinfluenceonthestructureKeywords:
WEB;
mechanicalproduct;
knowledgemodel;
acquiringstabilityofsuctionDVD.Thetheoreticalanalysisofmating&
retrieving
structureisdonefirstlyinthispaper,theninterferencejointingandstressanalysisofthedisk-pressing-armaxisisdoneusingthefiniteelementmethod.Comparedwithtraditionalcalculationmethod,theproposedmethodhasadvantagesofaccurateandquick,andcanbeareliabletheoreticalsupportforstructuredesignofmobileDVD.
SUHai-fu,QUJie,YUWei-gaoKeywords:
mobileDVDmechanism;
stressanalysis;
finiteelementmethod
Abstract:
Brakeisthemaincomponentsofthevehiclebrakesystem.Thepapertakesaventilateddiscbrakewhichiscurrentlywidelyusedforpassengercarsasanexample.Thethermal-mechanicalcoupledfiniteelementmodelforbrakingsystemwas12LIULong,LIJiong-hongestablishedusingthenon-linearfiniteelementsoftwareABAQUS.Thehotjudderphenomenonappearsfortransienttemperaturefieldandstressfieldofthediscaresimulatedduringemergencybraking.Abstract:
Themotionmathematicalmodeloffour-barplanelinkageTheresultsshowthatthestressfieldiscoupledwiththetemperaturemechanismwasestablishedusingcomplexvectormethod.Thenitsfieldandtheyareperiodicallyfluctuated,andthefrequencyofthemotionanalysiswasrealizedusingMATLABsoftware.Motionfluctuationisconsistentwiththerotationalfrequencyofthediscparameters,includingitsmotionpositions,velocitiesandbrake.Thecoactionsofthetime-varyingmovingthermalloadandaccelerationswerecalculated.Thisapproachwasmoreconvenienttheconvectionheattransferplaythemajorroleinthefluctuationsofthanconventionalmethodsforanalyzinglinkagemotion.
temperatureandthestressfield.TheuniformdistributionoftheKeywords:
mechanicaldesign;
four-barlinkage;
motionthermalstresscausesthediscthermaldeformationofwarpingsimulation;
MATLAB
towardthehubandthethicknessvariationofthedisc.Andthethermaldeformationcausesthecontactstateandcontactpressurechangesduringbraking,thenthehotjudderappear.
Keywords:
ventilateddiscbrake;
thermal-mechanicalcoupling;
DAIZi-kongthermaldeformation;
hotjudder
ThisarticleisfocusedonthestudyofaB-typeLift-slidingmechanicalparkingsystem,byusingNX-Ideas,themechanicalparkingsystemmodelwereestablished,andtheDUANXiao-minstructuralanalysisofthemainstructuresundersnowloadwerecarriedout.Theelasticandelasto-plasticanalysesofwheel-railAbstract:
Thispapercreatedthesystemsimulationandpresentedacontactwereintroduced.Basedonmeetingthestructuralstrength,testofthewaterhydraulicpipe-mountedreliefvalve,Theteststiffnessandreliability,recommendationstoimprovetheplatformincludestherangeofpressurefluctuationandpressurestability,structurewerepresented;
theresultsshowedthatlessmaterialwasopen-closeperformanceexperiment,pressuredropexperimentandusedandcostwasdecreasedwhileitsperformancewasmaintained.pressure-flowcharacteristicexperiment;
dynamicperformancetestsKeywords:
mechanicalparkingsystem;
mainstructures;
wheel-railcontainsthepressureovershoot,stabilitytimeetc.Finallythepaperrollingcontact;
FEA;
optimumdesign
comparedwithsimulationandexperimentalresults.
AMESim;
open-closeperformance;
pressuredrop;
pressure-flowcharacteristic
GAOZhi-hengAbstract:
TheinlaymethodhascarriedontheintroductiontoonZHANGXin-qunproductreductiongearboxbodybearinghole.Thepaperanalyzestheinfluenceofinlayontheheatandmechanics.TheanalysisAbstract:
Thedieholderisthemostcomplicatedstandardpartofbelievedthatgoodinlaysasetofcrafttobesupposedtopaystampingdies.Inthedesigningprocessofstampingdie,thedieattentioninlaysasetofmaterial,inlayssetofandthereductiongearholdersareusedrepeatedly.Thisarticletakesimprovingboxbodyaxleholehascoordinatedthefullquantityandsoon,theautomaticityofthree-dimensionalmodelingofdieholderasaoverallevaluationaffects,theelectrochemistrycorrosioninfluence,startingpoint,hasdiscussedtheparametricmodelingprocessofdiethedistortionhotlyandsoonisvarioustotheboxbodyholderswiththeConfigurationfunctionsinSolidworks,and
performanceinfluence,choosesthemostappropriatematerialand
11-04-48StressAnalysisofMobileDVDMechanismMatingStructureBasedonFEM
11-04-38HotJudderSimulationforaVentiledDiscBrake
11-04-51MotionAnalysisofFour-BarPlaneLinkageUsingMATLABSoftware
11-04-53FiniteElementAnalysisofaMechanicalParkingSystem
11-04-42TheSystemSimulationandTestoftheWaterHydraulicPipe-MountedReliefValve
11-04-57TheAnalysisofReductionGearBoxBodyInlayMethodandtheInfluence
11-04-45TheParametricModelingCompletionofDieHolderswiththeConfigurationFunctionsinSolidWorks
（ForyouMultimediaElectronicsCo.,Ltd,
Huizhou516005,China
（CollegeofMechanicalandAutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641,China
（1.LogisticsEngineeringCollege,Shanghai
MaritimeUniversity,Shanghai201306,China;
2.GuangzhouPearlRiverMachineToolWorksLtd,Guangzhou511450,China
（Changshaengineeringandresearchinstituteofnonferrous
metallurgy,Changsha410011,China
（SchoolofModernManufacturing,GuangdongLingnanInstituteofTechnology,Guangzhou510663,Chin
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