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《MATLAB的曲柄滑块和四杆机构的综合设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《计算机仿真技术》课程设计报告姓名：冯叶/浦合昀学号：201410302544/201410302547专业班级：机械卓越141指导教师：刘孝保2015年6月目录目录1.仿真问题描述2.仿真问题数学模型3.Matlab实现方法4.Matlab代码5.仿真结论6.遇到的问题和解决的方式7.课程学习意见与建议I《计算机仿真技术》课程设计报告1.仿真问题描述C已知机架AD长为L1，曲柄AB长为L2，连杆BC长L3，另一机架长CD长为L4，与AB杆相连的是一滑块E。BE杆长为L5，设计一个四杆加滑块的机构，其中L1-L5杆长可变。并且可以通过输入的杆长，来判
2、别，该机构到底可不可行。BL3L4L2L5AL1DE2.仿真问题数学模型（1）四杆机构的设计：在用矢量法建立机构的位置方程时，需将构件用矢量来表示，并作出机构的封闭矢量多边形。如图1所示，先建立一直角坐标系。设各构件的长度分别为、、、，其方位角为、、、。以各杆矢量组成一个封闭矢量多边形，即ABCDA。其个矢量之和必等于零。易知：角位移方程的分量形式为：要求th3,那么在角位移方程分量形式中，由于假定机架为参考系，矢量1与x轴重合，=0，则有非线性超越方程组：可以借助牛顿-辛普森数值解法或Matlab自带的fsolve函数求出连杆3的角位移和摇杆4的角
3、位移。第8页《计算机仿真技术》课程设计报告求解具有n个未知量（i=1,2,…,n）的线性方程组：式中，系列矩阵是一个阶方阵：的逆矩阵为;常数项b是一个n维矢量：因此，线性方程组解的矢量为：非线性超越方程组是求解连杆3和摇杆4角速度和角加速度的依据。（2）曲柄滑块的设计：由图可知，C滑块的位移总是与AB,BC和他们之间的角度存在着一定的关系，关系如下：LAC=AB×cos∅+BC2—AB2×cos∅2通过以上这个式子，我们就可以来求C点的位移，速度，加速度。3.Matlab实现方法（1）怎么设计四杆机构：创建函数FoutBarPosition，函数fs
4、olve通过他确定，然后知道后，来求取各个点的坐标，通过plot命令在指定的区域内连线，取点，画图。（2）怎么设计曲柄滑块机构：通过解方程的方法，用solve来求取C滑块的坐标，用diff函数求取C滑块的速度，加速度曲线，通过plot命令在指定的区域内连线，取点，画图。4.Matlab代码（1）建新的函数在点m文件中：functiont=fourbarposition(th,th2,L2,L3,L4,L1)t=[L2*cos(th2)+L3*cos(th(1))-L4*cos(th(2))-L1;…L2*sin(th2)+L3*sin(th(1))-
5、L4*sin(th(2))];第8页《计算机仿真技术》课程设计报告（2）主程序如下：%获取杆长l1=str2double(get(handles.edit1,'string'));l2=str2double(get(handles.edit2,'string'));l3=str2double(get(handles.edit3,'string'));l4=str2double(get(handles.edit4,'string'));l5=str2double(get(handles.edit8,'string'));%滑块和四杆机构的设计symst
6、s;%定义变量f=l5^2-l2^2-s^2+2*l2*s*cos(t);ff=solve(f,s);vv=diff(ff,1);aa=diff(ff,2);th2=0:pi/15:6*pi;times=length(th2);fori=1:91wyy(1,i)=eval(subs(ff(1),t,th2(i)));wyy(2,i)=eval(subs(ff(2),t,th2(i)));vyy(1,i)=eval(subs(vv(1),t,th2(i)));vyy(2,i)=eval(subs(vv(2),t,th2(i)));ayy(1,i)=ev
7、al(subs(aa(1),t,th2(i)));ayy(2,i)=eval(subs(aa(2),t,th2(i)));endfori=1:timesifwyy(1,i)>0wy(i)=wyy(1,i);elsewy(i)=wyy(2,i);endifvyy(1,i)>0vy(i)=vyy(1,i);elsevy(i)=vyy(2,i);endifayy(1,i)>0ay(i)=ayy(1,i);elseay(i)=ayy(2,i);endendth34=zeros(length(th2),2);%%建立一个N行2列的零矩阵options=opti
8、mset('display','off');form=1:length(th2)%用fsove函数求解关于t
