【導讀】用曲柄和滑塊來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動和移動相互轉(zhuǎn)換的平面連桿機構(gòu)，也稱曲柄連桿機構(gòu)。曲柄滑塊機構(gòu)廣泛應用于往復活塞式發(fā)動機、壓縮機、沖床等的主機構(gòu)中。傳動中必不可少的組成部分。MATLAB的應用范圍非常廣，包括信號和圖像。附加的工具箱擴展。了MATLAB環(huán)境，以解決這些應用領域內(nèi)特定類型的問題。現(xiàn)對機構(gòu)的運動分析及模擬。系統(tǒng)組成………………

　　

【正文】 Ports 對話框中為 需要 添加一個傳感器或激勵器接口 的， 對話框中選擇 1。在 ParametersAxes 對話框中輸入 [0 0 1]設置轉(zhuǎn)動軸矢量為 [0 0 1]，即 Body 與 Ground 模塊間繞連接點坐標系的 Z 軸相對轉(zhuǎn)動。 圖 17 Revolute 模塊 17 3） Body 模塊： 1）質(zhì)量屬性 —— 質(zhì)量和慣性張量： Mass（質(zhì)量）設置 參數(shù)如圖。 2）剛體坐標系統(tǒng) —— 定義坐標的位置和方向。 隨動坐標固定在剛體上并隨著剛體一起運動，剛體最少有一個坐標，并且坐標的原點在重心。默認有三個坐標系，剛體重心坐標系（ CG）和兩個附加坐標系 CS1 和 CS2，分別固定在重心和剛體的兩端。并可通過操作增加和刪除坐標系。 圖 18 Body 模塊 4） Prismatic 模塊設置如下： 在 ParametersAxes 對話框中輸入 [1 0 0 設置轉(zhuǎn)動軸矢量為 [1 0 0]，即 Body 與Ground 模塊間 沿著 X 軸方向平行移動 。 在 Prismatic 模塊設置中 需接入傳感器把number of sensor/actuator ports 中改為 1. 18 圖 19 Prismatic 模塊 5） 傳感器模塊： 模塊設置如圖，在原始輸出值選項區(qū)內(nèi)選中角位移（ Angle） 、 角速度（ Angle velocity） 和角加速度 (Acceleration)，單位分別為 deg、 deg/s， deg/s^2， 并取消下端 Output selected parameters as one signal 選項，這樣輸出兩個值就會有對應的兩條信號線。 在需要輸出相應的圖像時，可以在前面的框中選中 ，可以同時選擇幾個來顯示相關圖像。 19 圖 20 傳感器模塊 6） Joint Initial Condition 模塊： 模塊設置如圖 圖 21 Joint Initial Condition 模塊 7） Scope 模塊 雙擊打開模塊，單擊 按鈕，彈出設置框，在 General 區(qū)內(nèi) Numbleof axes設置框內(nèi)輸入 1，單擊 OK 后示波器模塊將變成如下圖的雙波形圖。 20 圖 22 Scope 模塊 設置 8） 機械環(huán)境模塊： 打開機械環(huán)境模塊參數(shù)對話框，保持默認值如圖示： 圖 23 機械環(huán)境模塊 仿真結(jié)果及圖像顯示 滑塊的圖像顯示 1） 曲柄滑塊機構(gòu)仿真結(jié)果 參數(shù)設置之后運行得到仿真結(jié)果，曲柄滑塊機構(gòu)運行之后得到如下圖所示界面 ： 21 圖 24 仿真結(jié)果的動畫顯示 2） 在 Scope 中可以查看出運動副的位移圖，速度圖以及加速度圖，因為參數(shù)設計時為了更清楚的看到運動副的位移圖，速度圖，加速度圖，只選了其中一種顯示，要查看其他的圖像，只要在換其他選項即可。 滑塊機構(gòu)的位移圖顯示為： 圖 25 滑塊機構(gòu)的位移圖 22 3）滑塊速度圖 圖 26 滑塊速度圖 5）滑塊 加速度圖 圖 27 滑塊 加速度圖 23 從動 (AB)桿圖像的顯示 1）中心點軌跡 圖 28 中心點軌跡 2） 也可以用來比較同一桿兩個點的運動狀態(tài)， 如： 圖 29 同一桿兩個點的運動狀態(tài) 24 第四章 設計結(jié)果分析 軟件使用方法 MATLAB 的 simulink\simMechanics 動態(tài) 模擬 仿真工具為平臺，建立了平面四連桿機構(gòu)動力學分析與動態(tài)模擬軟件，運用分析與動態(tài)模擬軟件，對雙搖桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)進行運動分析，即可得到結(jié)果，將運行結(jié)果與設計要求相比較，從而引導設計者修改設計，其中 simulink 和 SimMechanics 工具 的運用較多，具體方法如下： （ 1）掌握 MATLAB 的基本使用方法 （ 2）掌握 simulink 的基本操作 （ 3）熟練查找 SimMechanics 中的各模塊 （ 4）掌握 SimMechanics 中各模塊的運用 （ 5）熟悉模塊參數(shù)設置 存在的缺點和今后改進的方向 此次用到的程序達到了基本的運算分析仿真功能，但是在人機更高水平的互動上尚有待提高和完善。另外 MATLAB 和其他高級程序相比，程序的執(zhí)行速度較慢。由于 MATLAB 的程序不用編譯等預處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序為解釋執(zhí)行，所以速度較慢。 在現(xiàn)實生活和實際 應用中平面四桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)雖然簡單，制造比較方便但其性能有很多的局限性，有時四按機構(gòu)遠遠不能滿足應用需求，為了需要有時必須采用六桿機構(gòu)、八桿機構(gòu)和多桿機構(gòu)，由于時間和能力關系這次軟件設計沒有考慮多桿機構(gòu)的相關設計。由于 MATLAB 軟件容量較大，對硬件的要求程度也相對較高，它和其他高級程序相比，程序的執(zhí)行速度較慢。由于 MATLAB軟件得組件繁多，由于安裝等其他因素會造成插件丟失等問題，可能導致軟件運行失敗，該軟件也必須依附于 MATLAB 才能運行和完成計算任務。由于能力關系該軟件沒有經(jīng)過加密和封裝，使用人 員由于操作失誤會更改軟件內(nèi)部的參數(shù)和程序，而引起運算和模擬的錯誤。 25 第五章 設計心得 通過這次畢業(yè)設計，我 得到了很大的 收獲。首先，使我對軟件開發(fā)的方法和步驟有了一個比較清晰、具體的了解，邁出了我開發(fā)軟件的第一步。更重要的是，它提高了我查閱資料，分析解決實際問題的能力，同時也培養(yǎng)了我不驕不躁、嚴謹求實的工作作風， 培養(yǎng)了我正確的設計思想和思維方法，并使我查閱文獻資料、閱讀外文資料的能力、計算機設計和文字表達能力也得到了進一步提高。 本次畢業(yè)設計使我認識到了機械設計領域，尤其在解析法求解分析機構(gòu)運動規(guī)律中， 計算機編程對工作的巨大支持，提高了對計算機知識尤其是計算機編程的興趣，培養(yǎng)了嚴謹務實的工作作風，以及對查閱資料、總結(jié)歸納能力的重要性的認識、對我以后的工作學習有了很大的幫助與啟迪。 本次畢業(yè)設計凸顯了我一些在計算機編程方面的弱勢，計算機運用能力有待提高，此次用到的程序達到了基本的運算分析仿真功能，但是在人機更高水平的互動上尚有待提高和完善。使我不僅接受了全新的思想觀念，還樹立了嚴謹?shù)膶W術研究態(tài)度，領會了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法。 26 參考文獻 [1 ] .孫桓， 陳作模 機械原理［ M］北京 高等教育出版社， 2020 [2 ] .楊正宇，周美立 基于 Simulink 的機械系統(tǒng)運動學數(shù)字仿真 [J ] 合肥工業(yè)大學學報， 2020 ， 25 [3 ] .薛定宇，陳陽泉 基于 MATLAB/ Simulink 的系統(tǒng)仿真技術與應用 [M] 北京 清華大學出版社， 2020. [4] .周進雄，張陵 機構(gòu)動態(tài)仿真 ——— 使用 MATLAB 和 SIMULINK[M] . 西安 西安交通大學出版社， 2020. [5 ] .李秀紅，吳風林，任家駿 . 曲柄滑塊機構(gòu)的運動仿真系統(tǒng) [J ] . 太 原 理工大學學報， 2020 ， 33 [6] .王芳，張海燕 基于 Simulink 的連桿機構(gòu)運動學仿真［ J］機械設計與研究， 2020， 20 [7] .原思聰 MATLAB 語言及機械工程應用 機械工業(yè)出版社 [8].丁亦農(nóng) simulink 與信號處理 北京航空航天大學出版社 2020 [9] .胡高舉，鄭才剛，王勤 一種鉸鏈四桿機構(gòu)運動分析仿真算法 現(xiàn)代 制造工程 2020 [10] .李燕 在 MATLAB 環(huán)境下開發(fā)四桿機構(gòu)的運動分析系統(tǒng) 機械研究 與應用， 2020 27