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MATLAB三级项目报告 项目名称：连杆机构设计及运动分析软件开发 姓 名：郭宁 罗佳 吴威威 指导教师：孙建亮 日 期：2015年6月22日 目录 摘 要 2 一、前言 3 二、 连杆机构和曲柄滑块机构的设计与运动分析 4 2.1四连杆机构的设计与运动分析 4 2.1.1四杆机构简介 4 2.1.2四杆机构的综合概述 6 2.1.3四连杆机构的设计与运动分析 6 2.2曲柄滑块机构设计分析 10 2.2.1曲柄滑块机构简介 10 2.2.2曲柄滑块机构的特性及应用 10 2.2.3曲柄滑块机构的分类? 11 2.2.4曲柄滑块机构的设计分析 11 2.2.5曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 16 三、 软件设计 17 3.1软件设计流程图 17 3.2 相关部分程序 18 四、结论 27 4.1项目的主要工作 27 4.2主要结果 27 4.3未来规划 28 4.4心得感受 28 摘 要 该报告的内容是以“连杆机构设计及运动分析软件开发”课题所展开，主要对四连杆机构和曲柄滑块机构进行深入的研究，并建立其运动分析数学模型。以MATLAB为平台?,设计了铰链四杆机构和曲柄滑块软件?,该软件界面简便?,并给出界面设计程序?,从而使机构分析方便、快捷、直观和形象.设计者只需输入参数就可得到分析结果?,再将运行结果与设计要求相比较?,便会对怎样修改设计做出决策. 关键字： 连杆机构 曲柄滑块 matlab 运动分析 一、前言 四连杆机构因其结构灵活、能够传递动力并有效地实现预定动作，在很多领域得到了广泛应用。如在工农业机械和工程机械中得到广泛应用。铰链四杆机构是由转动副将各构件的头尾联接起的封闭四杆系统，并使其中一个构件固定而组成。被固定件称为机架，与机架直接铰接的两个构件和称为连架杆，不直接与机架铰接的构件称为连杆。连架杆如果能作整圈运动就称为曲柄，否则就称为摇杆,连杆机构的最基本形式是平面四杆机构，它是其它连杆机构的基础。所以，对平面四杆机构进行研究可以概括连杆机构内在的基本原理，从而用以连杆机构的设计。 进行连杆机构运动分析，传统方法主要是图解法或分析法，无论设计精度还是设计效率都相对低下，无法满足现代机械高速高精度的要求。随着计算机技术的飞速发展，特别是以MATLAB为代表的数值计算软件的出现，为进行机构分析提供了有力的工具。MATLAB是一种面向科学工程问题的数值计算软件，具备强大的科学计算功能、开放式的扩展环境、以及多达30多个面向不同领域的扩展工具箱，在世界范围内得到了广泛使用。 此课题的主要内容是系统地对平面四杆机构连杆曲线和曲柄滑块进行研究，从而来获得连杆机构基本的原理和综合方法，以便在实际中得到应用；主要特色是在各个设计进度中将会大量应用计算机高级语言MATLAB编程来辅助设计和仿真平面四杆机构。 铰链四杆机构的运动学分析是机构学中典型的机构运动分析之一?,如果设计铰链四杆机构时能及时图示其运动轨迹和速度分析?,从而将图示结果与设计要求相比较?,可以及时修改设计中的偏差.目前?,MALTAB已经不再是“矩阵实验室”?,而成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具?,以及一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言?,它在国内外高校和科研部门正扮演着越来越重要的角色?,功能也越来越大?,不断适应新的要求提出新的解决办法.可以预见?,在科学运算与科学绘图领域?,MATLAB语言将长期保持其独一无二的地位.然而?,国内至今尚未见到采用?MATLAB?开发的有关机构学的软件?,以?MATLAB?的科学运算与绘图的强大功能开发了铰链机构运动仿真软件. 机构的运动分析是机构设计中必不可少的工作?,通常可使用图解法和解析法来进行?,图解法因其作图、计算工作量大、精度差的缺点?,在实际工程设计应用中有很大的局限性。解析法的计算工作量很大?,但随着计算机在工程设计领域的广泛应用?,?优化方法和计算机辅助设计的应用已成为研究连杆机构的重要方法，一些软件平台为解决复杂的工程计算提供了强有力的武器。，并已相应地编制出大量的、适用范围广、计算机时少、使用方便的通用软件。 该报告的意图在于通过matlab设计软件，并对连杆机构和曲柄滑块机构进行运动的分析与仿真，同时生成运动曲线图。预期结果会按照计划进行，即分析、运算、编程、曲线生成、界面的显现。 项目组分工如下： 成员 分工 郭宁 罗佳 吴威威 连杆机构和曲柄滑块机构的设计与运动分析 2.1四连杆机构的设计与运动分析 2.1.1四杆机构简介 在中国早在几千多年前，人们就发明创造了许多简单实用劳动机械。大约四千六百年前人们利用杠杆的原理发明了踏雅，这是人类历史上最初的连杆机构的应用。周朝末年公输班创造出了许多例如云梯等农用