【導(dǎo)讀】模塊對(duì)活塞機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，得到活塞的位移、速度、加速度的運(yùn)動(dòng)仿真曲線圖；比Matlabsimulink仿真結(jié)果表明Pro/E進(jìn)行模擬比數(shù)值理論方法更具優(yōu)越性。能，甚至維護(hù)性能等許多問(wèn)題都需要在開(kāi)發(fā)過(guò)程的前期解決。一般，人們借助理。品開(kāi)發(fā)的各種問(wèn)題。由于有關(guān)裝配、操作和維修的問(wèn)題往往只會(huì)在產(chǎn)品的后期或

　　

【正文】 移作為加速度的運(yùn)動(dòng)方程的輸入，得到連桿角加速度和滑塊加速度，連桿角加速度再 經(jīng) 積分 模塊 可得 下一時(shí)刻的角速度，如此循環(huán)下去可得到各桿件及滑塊 的運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果。 在 Matlab 工作界面輸入 simulink 點(diǎn)回車鍵打開(kāi) simulink 模塊，如 圖 ： 第四章 運(yùn)動(dòng)仿真及分析 29 圖 4. 14simulink模塊 從 simulink 模塊中的常用模塊中選取所需模塊構(gòu)建系統(tǒng)仿真框圖 如圖 。 圖 4. 15系統(tǒng)仿真圖 30 基于 PRO/E 的活塞機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析 仿 真 在仿真運(yùn)行之前，必須為積分器建立初始條件。這是求解任何微分方程的關(guān)鍵一步，而且，這對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真顯得特別重要。如果使用了不相容的初始條件，就會(huì)導(dǎo)致仿真失敗。 [9] 仿真的初始條件： 由于 proe 中的曲軸的角加速度為 0，角速度為 36 度每秒，所以 constan1=0， omega1=， theta1=0， omega2=,theta2=0,v=0,x=320. 仿真時(shí)間設(shè)為 20s，單擊運(yùn)行仿真。 由上面的步驟可得到仿真結(jié)果，通過(guò)圖像輸出模塊輸出 滑塊的位移，速度，加速度仿真曲線 ，在 Matlab 工作界面輸入如下語(yǔ)句可得到曲線： Plot(tout,simout(:,1)) Plot(tout,simout(:,2)) Plot(tout,simout(:,3)) 滑塊位移曲線如圖 ： 圖 4. 16滑塊位移 第四章 運(yùn)動(dòng)仿真及分析 31 滑塊速度曲線如圖 ： 圖 4. 17滑塊速度 滑塊加速度曲線如圖 : 圖 4. 18滑塊加速度 32 基于 PRO/E 的活塞機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析 仿真結(jié)果 對(duì)比 分析 （ 1） 位置分析：由活塞位置 曲線 圖可知活塞 以 320mm 處為起 點(diǎn)，活塞 開(kāi)始 做往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 活塞最高位置為 320mm，最低位置為 180mm， 經(jīng)過(guò) 20 秒后結(jié)束運(yùn)動(dòng) ，活塞的總位移成余 弦規(guī)律，位移圖比較平穩(wěn)，具有周期性變化規(guī)律。 （ 2） 速度分析：由活塞速度曲線圖知， 活塞從 0m/s 開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， 活塞的速度曲線成余弦規(guī)律，具有周期性變化規(guī)律 。 （ 3） 加速度分析：由活塞加速度曲線圖知， 活塞 先按正弦規(guī)律運(yùn)動(dòng)，后以一恒加速度 20mm/s^2 運(yùn)動(dòng)，再以正弦規(guī)律運(yùn)動(dòng)， 具有周期性變化規(guī)律。 由活塞位移、速度和加速度對(duì)應(yīng)曲線可以得出結(jié)論：位移達(dá)到峰值的時(shí)候，加速度也達(dá)到了反向的峰值，這時(shí)候速度剛好為零。 由 Matlab 的 simulink 仿真得到的位移，速度， 加速度的仿真曲線圖可知，simulink仿真結(jié)果和用 proe仿真得到的滑塊位移，速度，加速度仿真曲線圖相同，兩者具有相同的仿真結(jié)果。 本文運(yùn)用 Pro/E 建立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型，對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，提取運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊的位移、速度、加速度變化曲線，分析了滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各物理量的輸出變化規(guī)律。 同時(shí)，根據(jù)理論分析建立曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)方程，再利用 simulink進(jìn)行建模和仿真，得到滑塊的位移、速度、加速度變化曲線。最后 ，將 兩種 仿真結(jié)果 進(jìn)行對(duì)比，理論分析與模擬結(jié)果吻合 ， 速度和加速度變化規(guī)律符合實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。位移 極值符合機(jī)構(gòu)分析計(jì)算所得數(shù)值。從上述兩種分析方式看出，運(yùn)用 Pro/E 三維軟件的機(jī)構(gòu)模塊，可以更加形象、直觀地模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，并且可以觀察到任何時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，與運(yùn)用機(jī)械原理和數(shù)學(xué)方法等數(shù)值模擬方式相比，更具優(yōu)越性。 Pro /E 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)是可視化仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)發(fā)展的新階段，它對(duì)今后運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)研究發(fā)動(dòng)機(jī)理論具有參考意義。 第四章 運(yùn)動(dòng)仿真及分析 33 本章小結(jié) 利用 Pro/E 對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析及其他分析是 Pro/E 建模和裝配的主要目的。通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行仿真分析，可以 檢查產(chǎn)品的可制造性和設(shè)計(jì)合理性，以便及時(shí)修改設(shè)計(jì)，更有效地靈活組織生產(chǎn)，縮短產(chǎn)品研制周期，獲得最好的產(chǎn)品質(zhì)量和效益 。 使用 Pro/E 進(jìn)行模型的運(yùn)動(dòng)仿真分析主要包括添加伺服機(jī)、自由度分析、干涉分析、運(yùn)行和回放結(jié)果、分析結(jié)果得到所需測(cè)量結(jié)果。 使用 matlab 進(jìn)行仿真分析主要包括建立運(yùn)動(dòng)方程、利用 simulink 構(gòu)建仿真系統(tǒng)框圖、運(yùn)行得到結(jié)果。 通過(guò)對(duì)活塞機(jī)構(gòu)進(jìn)行 Pro/E 和 simulink 的仿真分析得到兩種仿真結(jié)果，并對(duì)兩者結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得到相同的位移、速度、加速度仿真曲線圖。對(duì)仿真曲線圖進(jìn)行分析得知該活塞機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì)合理，同時(shí)說(shuō)明運(yùn)用 Pro/E 對(duì)活塞機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析較 simulink 更加形象、直觀，更具有優(yōu)越性。 34 基于 PRO/E 的活塞機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析 第五章 總結(jié)與展望 35 第五章 總結(jié)與展望 畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)自己所學(xué)知識(shí)最有效的方法。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使自己所學(xué)的知識(shí)得到了進(jìn)一步的鞏固，同時(shí)也學(xué)到了一些新知識(shí)。整個(gè)過(guò)程雖然漫長(zhǎng)且艱辛，但也感到十分地 滿足，利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際 問(wèn)題，很有成就感 。 由于我是機(jī)械專業(yè)，所以掌握一些基本 proe 畫圖和建模操作，但對(duì)于運(yùn)動(dòng)仿真還是很陌生，于是到圖書館借書來(lái)學(xué)習(xí)新的知識(shí)。整個(gè) proe 建模和仿真過(guò)程還是比較順利的，畢竟自己對(duì)于 proe 軟件有一定了解。由于還要進(jìn)行 simulink 進(jìn)行仿真分析，而對(duì)于 simulink 以前從未接觸過(guò)，所以對(duì)于我來(lái)說(shuō)整個(gè)畢設(shè)過(guò)程simulink 仿真分析是最有難度的。為了學(xué)習(xí) simulink，我從圖書館借了幾本書以及通過(guò)網(wǎng)上找一些教程來(lái)學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)幾天的學(xué)習(xí)最終對(duì) simulink 的一些基本操作和建模方法有了一定的了解。整個(gè)仿真分析是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主體部分也是最有難度的部分，在進(jìn)行兩種仿真軟件進(jìn)行仿真分析時(shí)也遇到了一些問(wèn)題，但通過(guò)自己上網(wǎng)和查閱資料來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)，最終解決問(wèn)題。整個(gè)過(guò)程雖然漫長(zhǎng)艱辛，犯了一些小錯(cuò)誤，走了一些彎路，但 在 最終 解決問(wèn)題的 那一刻真的感覺(jué)很有成就感。通過(guò)本次的畢設(shè)，我發(fā)現(xiàn)自己還有相當(dāng)大的不足， 對(duì)于 proe 中的一些基本 操作已經(jīng)能夠熟練掌握，但是對(duì)于一些平時(shí)不太注意的設(shè)置問(wèn)題仍存在很大的不足，在今后還需要更加細(xì)致的學(xué)習(xí) proe 軟件，爭(zhēng)取將 proe 軟件在各個(gè)方面的應(yīng)用都能夠熟練的掌握；對(duì)于 simulink，由于是新學(xué)習(xí)的軟件，剛開(kāi)始對(duì)于一些模塊的設(shè)置出現(xiàn)了許多問(wèn)題和錯(cuò)誤，今后還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí) simulink 軟件，將該軟件熟練掌握。 對(duì)于機(jī)械專業(yè)來(lái)說(shuō)，虛擬仿真技術(shù)是一項(xiàng)重要的技能。在將來(lái)的發(fā)展中，虛擬仿真技術(shù)的作用會(huì)越來(lái)越重要，所以掌握一種或多種仿真軟件是十分重要，它將使你在將來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中更具有優(yōu)勢(shì)。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，我打算繼續(xù)研究 proe 軟件， 在將來(lái)我可能從事電子設(shè)備的熱設(shè)計(jì)，需要學(xué)習(xí)相關(guān)的軟件， 同時(shí)， proe 作為一種建模工具 ，通過(guò) proe 建模，然后將模型導(dǎo)入第三方軟件來(lái)對(duì)模型進(jìn)行更加專業(yè)的36 基于 PRO/E 的活塞機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析 分析 例如電子設(shè)備的熱分析 ，從而得到更加精確的數(shù)據(jù)，畢竟 proe 作為仿真軟件還具有一定的缺陷，而作為建模軟件它已經(jīng)十分成熟了；對(duì)于 matlab 軟件，我還會(huì)繼續(xù)深入研究，作為數(shù)據(jù)處理軟件它十分的強(qiáng)大，在將來(lái)將會(huì)是必不可少的輔助工 具。希望自己將來(lái)能夠熟練掌握這兩種軟件，為以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，使 自己在將來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中更具有優(yōu)勢(shì)。 致 謝 37 致 謝 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我要衷心地感謝我的畢設(shè)導(dǎo)師和我的同學(xué)，沒(méi)有他們的幫助和陪伴，我是很難完成這次畢設(shè)任務(wù)的。尤其我要感謝我的畢設(shè)導(dǎo)師張秀艷老師，沒(méi)有她提供的資料和指導(dǎo)，我很難明確本次畢設(shè)的主要任務(wù)和主要步驟；沒(méi)有她平時(shí)檢查時(shí)的督促和幫助，我很難順利完成每一階段的任務(wù)；沒(méi)有她 對(duì)論文的寫作的指導(dǎo)，我也很難完成此次論文。同時(shí)，我也要感謝兩位舍 友的陪伴，沒(méi)有他們的陪伴，我是無(wú)法順利和按時(shí)完成任務(wù)。 在此，我再次感謝你們，我的畢設(shè)導(dǎo)師和同學(xué)！ 38 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 戴士杰，侯建英，管嘯天 等 . 基于 PRO/E 的活塞機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真及應(yīng)用 . 微計(jì)算機(jī)信息 .2020， 31. 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