【正文】 動畫形式，或者利用3D軟件將其做出展示。但是其中涉及到的模型的計算過程和數(shù)據(jù)分析曲線并沒有進行模塊化。機器的振動、噪聲大部分來源于曲柄連桿機構(gòu)，因此對其進行優(yōu)化設(shè)計是提高機器性能的有效途徑。s principle,Lagrangian equations of motion,Kane equation,influence coefficient method,transfer matrix method etc) to solve the model. It is usually that these several aspects are researched. Mechanical system dynamics according to systemic characteristics of mechanical system generally divides mechanical system into rigid mechanical system,Rigid planar mechanism of inertial force balance,Mechanical systems with elastic ponents,Flexible rotor system39。s second law,d39。本設(shè)計研究的是單自由度機械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析，以曲柄機構(gòu)為研究對象，建立機構(gòu)的動力學(xué)分析模型進行計算，用Microsoft Visual C++ 。機械系統(tǒng)動力學(xué)根據(jù)系統(tǒng)特性一般將機械系統(tǒng)分為剛性機械系統(tǒng)、剛性平面機構(gòu)慣性力的平衡、含彈性構(gòu)件的機械系統(tǒng)、撓性轉(zhuǎn)子的系統(tǒng)振動與平衡、間隙運動副的機械系統(tǒng)、含變質(zhì)量構(gòu)件的機械系統(tǒng)等幾個方面進行研究。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計題 目 曲柄機構(gòu)動力學(xué)仿真 專 業(yè) 機械工程及自動化 2 摘 要動力學(xué)是理論力學(xué)的一個分支，它主要研究作用于物體上的力、力矩與物體運動的關(guān)系。機械系統(tǒng)動力學(xué)是面向機械機構(gòu)及系統(tǒng)的動力學(xué)學(xué)科，研究方法主要是根據(jù)機械系統(tǒng)建立等效動力學(xué)模型，利用動力學(xué)基本原理和方法求解。動力學(xué)方程的求解方法主要有歐拉法、龍格庫塔法、微分方程組與高階微分方程的解法、矩陣形式的動力學(xué)方程等。關(guān)鍵詞：動力學(xué)；仿真；VC++；曲柄機構(gòu)；繪圖ABSTRACT Dynamics is a branch of theoretical mechanics，it mainly researches the relationship between movement of objects and force or torque that acting on an object. Mechanical system dynamics is the branch of dynamics which is oriented to mechanical mechanism and mechanical system. The research methods mainly is establishing equivalent dynamic model according to the mechanical system, then use dynamics basic principles and methods(Newton39。alembert39。s vibration and balance,Clearance joint mechanical systems,mechanical system with variable mass ponent etc. The solution of dynamic equation can be Euler method,runge kutta method,Solution of differential equations with higher order differential equations,kinetic equation in the form of Matrix etc. The design mainly researches singledegree of freedom mechanical system dynamics. It is taking crank as the research object and establishing the dynamic model for calculating and also using Microsoft Visual C as a tool to analysis and making the model modular.Key words：dynamics；emulation；VC++；Crank Mechanism；Drawing 44 1 前言曲柄連桿機構(gòu)是內(nèi)燃機、壓力機、沖床等機器設(shè)備的關(guān)鍵機構(gòu)，在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中應(yīng)用廣泛。目前曲柄機構(gòu)動力學(xué)仿真主要對特定型號的發(fā)動機進行模擬，利用三維軟件做出模型，通過仿真分析軟件做出分析。本次設(shè)計目的是將曲柄機構(gòu)簡化為單自由度系統(tǒng)等效力學(xué)模型，借助于Visual C++將此模型中的計算過程模塊化，并且能夠?qū)?shù)據(jù)利用VC++顯示為折線圖。其意義是簡化了曲柄機構(gòu)研究中繁瑣的計算過程，直接利用軟件進行。本設(shè)計在學(xué)習有關(guān)機械系統(tǒng)動力學(xué)和Microsoft Visual C++ ，實現(xiàn)曲柄機構(gòu)運行狀態(tài)參數(shù)分析計算，并且根據(jù)參數(shù)繪制狀態(tài)圖示。 機械系統(tǒng)動力學(xué) 機械系統(tǒng)動力學(xué)學(xué)科簡介機械動力學(xué)是應(yīng)用理論力學(xué)基本理論解決機械系統(tǒng)中的動力學(xué)問題的一門學(xué)科，其核心問題是建立機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)與其內(nèi)部參數(shù)、外界條件之間的關(guān)系，建立機械系統(tǒng)等效模型，從而找到解決問題的途徑。機械動力學(xué)課程教學(xué)的目的就是使學(xué)生了解機械系統(tǒng)中動力學(xué)問題的類型和掌握應(yīng)用力學(xué)的基礎(chǔ)知識解決這些問題的基本方法和途徑。 機械系統(tǒng)動力學(xué)的任務(wù)隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，工、農(nóng)業(yè)各部門都迫切需要大量的新的高速、高效、高精度、重載、大功率和高度自動化的機械，而我國機械工業(yè)的綜合水平卻落后于世界先進水平20—25年，其中，關(guān)鍵的是設(shè)計水平的落后。靜態(tài)設(shè)計是指在設(shè)計機械和結(jié)構(gòu)時，常常只考慮到靜載荷和靜特性，待產(chǎn)品試制出來之后再做動載荷和動特性的測試，發(fā)現(xiàn)有不合要求的，采用局部補救的措施，這種設(shè)計路線也可稱為靜態(tài)設(shè)計、動態(tài)校核補救。動態(tài)校核補救的主要辦法是避開臨界轉(zhuǎn)速和調(diào)動平衡，這種靜態(tài)設(shè)計、動態(tài)校核補救的技術(shù)路線，對于轉(zhuǎn)速不十分高的機械有時是適用的。振動在大多數(shù)情況下是有害的，但有時也能被利用。在振動機械中，產(chǎn)生預(yù)定的振動則是它們的主要功能。機械系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計必然涉及到機械系統(tǒng)動力學(xué)。但是，通常機械產(chǎn)品并非僅僅是一個純機械系統(tǒng)，而包括電氣傳動、液壓傳動、氣動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等裝置。整機是由零部件和機構(gòu)組合而成的。解決這兩個問題應(yīng)該從整機動態(tài)特性的研究入手?？傊?，機械系統(tǒng)動力學(xué)的主要任務(wù)是研究機械住傳動系統(tǒng)的振動、機械結(jié)構(gòu)動強度和機構(gòu)動力學(xué)分析。 解決機械動力學(xué)問題的一般過程和方法機械系統(tǒng)動力學(xué)分析求解一般是分一下幾步：(1) 根據(jù)問題畫出機構(gòu)示意圖； (2)分析建立機構(gòu)分析模型；(3)根據(jù)模型建立動力學(xué)方程； (4)求解動力學(xué)方程，得出結(jié)論。C++是一種靜態(tài)數(shù)據(jù)類型檢查的，支持多重編程范式的通用程序設(shè)計語言。Microsoft Visual C++ ，是微軟推出的一款C++編譯器，將“高級語言”翻譯為“機器語言（低級語言）”的程序。因為Visual C++ ，所以現(xiàn)在將程序設(shè)計用到的部分知識做簡單介紹。 MFC（Microsoft Foundation Class）概述Microsoft Foundation Class 意為“微軟基本類庫”，是使用Visual C++ 。使用Visual C++ ：一種是SDK（Software Developers Kit）編程，另一種是MFC 編程。它本身并不具有交互功能，負責實際用戶和程序通信的是其中的控件。 繪圖圖形學(xué)一直是計算機科學(xué)中的一個重要分支，繪圖也是Visual C++ 。從一定意義上講，Visual C++ 幾乎可以操作任何圖形（包括平面圖形、立體圖形以及圖形動畫等），盡管對于一些樣式的圖形其操作可能會很復(fù)雜。2 曲柄機構(gòu)動力學(xué)分析曲柄滑塊機構(gòu)是由平面四桿機構(gòu)演化而來的，是一個單自由度機械系統(tǒng)。下面對單自由度機械系統(tǒng)做個簡單的介紹。例如一個由四個運動構(gòu)件組成的單自由度系統(tǒng)，在研究其運動情況時，若列出各運動構(gòu)件的運動方程進行研究，則必須聯(lián)立求解眾多的動力學(xué)微分方程式（對平面機構(gòu)而言，一般每個運動構(gòu)件有三個運動方程），顯然這是十分麻煩的。因此，對于單自由度機構(gòu)可以利用等效力學(xué)模型進行研究。等效力和等效力矩可根據(jù)等效力或等效力矩所做的功與作用在機構(gòu)上的所有外力與外力矩所做的功之和相等的原則來確定。等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)化是根據(jù)動能相等的原則將進行的，即應(yīng)使等效構(gòu)件具有的動能與機構(gòu)中的各構(gòu)件的動能之和相等。設(shè)計研究實例如下：如圖所示曲柄滑塊機構(gòu)中，若已知=，= ，= ， e=, ,。利用常規(guī)的數(shù)值方法列出方程： (1) 由式(1)得 　 (2)式中為曲柄與連桿的長度之比， 　　 　　　 (3)將式(3)對時間求導(dǎo)，并注意到假設(shè)條件（即），就可以求出連桿BC對應(yīng)的傳動速比 (4)當轉(zhuǎn)角由式(2)求出后，就可用式(4)計算出傳動速比。將式（8）改寫成坐標形式為 (9)當和已計算出以后，公式（10）即可用來計算質(zhì)心對應(yīng)的傳動速比及其導(dǎo)數(shù)。根據(jù)式（8）和式（9），和由下式確定 (10)3 曲柄機構(gòu)動力學(xué)分析仿真本設(shè)計仿真分析部分由Microsoft Visual C++ ，其中對話框作為人機交互界面，用繪圖函數(shù)實現(xiàn)折線圖的繪制。 類與對象類是C++語言中最重要、最基礎(chǔ)的概念，是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的核心，數(shù)據(jù)封裝就是通過類來實現(xiàn)的?；贛FC進行編程，首先要對C++類的基