基于MATLAB的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基于MATLAB的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的仿真 摘要：本文在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上，對(duì)其數(shù)學(xué)運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行分析，用解析法計(jì)算曲柄的轉(zhuǎn)角和角速度，及滑塊的位移和速度，并用MATLAB軟件進(jìn)行仿真。1 引言在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是一種常用的機(jī)械機(jī)構(gòu)，它將曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊在直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，是壓氣機(jī)、沖床、活塞式水泵等機(jī)械的主機(jī)構(gòu)。這里用解析法，并用MATLAB對(duì)其進(jìn)行仿真。2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的解析法求解曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1所示，在圖1中，、和分別為曲柄滑塊的曲柄、連桿和偏差，、分別為曲柄和連桿的轉(zhuǎn)角，、分別為曲柄和連桿的角速度，S為滑塊的位移。圖1 曲柄滑

2、塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)已知已知、和，求連桿的角位移和角速度，以及滑塊的位移S和速度。2.1 位移分析按圖1 中四邊形ABCD的矢量方向有：將上式轉(zhuǎn)化成幅值乘以角度的形式，得到如下等式： (1)分別取上式的虛部和實(shí)部，并在e前面乘N，N取值1或1，用以表示滑塊在x軸的上方或者下方，得到下面兩式： (2) (3)整理上面兩個(gè)公式得到S和的計(jì)算公式： (4) (5)2.2 速度分析將（1）式兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得（6）式 (6)?。?）式的實(shí)部和虛部，整理得和的計(jì)算公式： (7) (8)根據(jù)（7）式和（8）式即可得到滑塊的速度及連桿的角速度。2.3 實(shí)例分析及其MATLAB仿真2.3.1 實(shí)例分析下面對(duì)圖2所示

3、的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做具體分析。圖2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖例中：，求，S和。建立圖示的封閉矢量方程： （9）將上式分解到x與y軸坐標(biāo)上，得到： (11)得： (11)對(duì)（10）式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得： (12)將上式用矩陣形式表示，令： （13）則（12）可表示為：。從而可解出和。2.3.2 MATLAB仿真Matlab仿真程序如下：r1=36;單位mmr2=140;omiga1=60;單位d/secx11=1:720;for i=1:720 x1(i)=i*pi/180; %sin(x2(i)=-r1/r2*sin(x1(i); x2(i)=asin(-r1/r2*sin(x1(i); x22(i)=x2(i

4、)*180/pi; r3(i)=r1*cos(x1(i)+r2*cos(x2(i); B=-r1*omiga1*sin(x1(i);r1*omiga1*cos(x1(i); A=r2*sin(x2(i) 1;-r2*cos(x2(i) 0; X=inv(A)*B; omiga2(i)=X(1,1); v3(i)=X(2,1);endplot(x11/60,0.5*r1*sin(x1);xlabel('時(shí)間 t/sec')ylabel('連桿質(zhì)心在Y軸上位置/mm')figure(2)plot(x11/60,r3);xlabel('時(shí)間 t/sec')ylabel('滑塊位移r3/mm')figure(3)plot(x11/60,omiga2);xlabel('時(shí)間 t/sec')ylabel('連桿角速度omiga2/rad/sec')figure(4)plot(x11/60,v3*pi/180);xlabel('時(shí)間 t/sec')ylabel('滑塊速度v3/mm/sec')ieyu MATLAB;ADAMSanalyse its motion in ADAMS and compare the resultes based on M