【2018年必威体育精装版整理】机械系统动力学三级项目报告.docVIP

机械系统动力学三级项目报告 指导老师：胡波 小组成员： 班 级：机电1班 完成时间：2015年7月4日 目录 一、四杆机构 1 1、初始数据 2 2、计算过程 2 3、运动仿真 5 3.1 SolidWorks运动仿真 5 3.2 simulink仿真 6 3.3 MATLAB编程 7 二、单自由度 10 1、初始数据 10 2、 自由振动 10 3、 受迫振动 10 2.1 无阻尼 10 2.2小阻尼振动 13 2.3临界阻尼 15 2.4大阻尼 17 3、受迫振动 19 3.1无阻尼 19 3.2有阻尼 21 3.2 Solidworks运动仿真 21 三、两自由度振动 23 1、自由振动 24 2、受迫振动 26 一、四杆机构 针对以下连杆系统，给定初始位置和运动，求解动力学方程，绘制动力学曲线，并进行机械系统仿真。 L1 L3 L4 250 500 750 1、初始数据： 2、计算过程 平面四连杆矢量方程： (1.1) 将上式写成两个分量形式的代数方程并整理为： (1.2) 具体化简方法为： (1.2.1) 将上式平方相加可得： (1.2.2) 令： (1.2.3) 则有： (1.2.4) 解之可得位置角： (1.3) 同理为求，应消去将式(1.2)改写为： (1.4) 整理后可得： (1.5) 其中： D=2 l1 l2 sinθ1 E=2l2（l1cosθ1-l4） F=l12+l22+l42-l32-2l1l4cosθ1 解得： θ2=2arctan[(D±）/(E-F)] (1.6) 杆r2上任意一点的位置坐标为： lx =l1cosθ1+l2＇cosθ2 ly=l1sinθ1+l2＇sinθ2 （1.7） 平面四连杆的速度、加速度分析 式（1.2）对时间求导，可得： -l2ω2sinθ2 +l3ω3sinθ3=l1ω1sinθ1 l2ω2cosθ2-l3ω3cosθ3=-l1ω1cosθ1 （1.8） 解之得r2、r3的角速度ω2、ω3为： ω3=ω1=ω1 ω2=ω1=ω2 （1.9） 式（1.7）对时间求导，可得r2杆上任意一点的速度方程为： Vlx=-l1ω1cosθ1-l2＇ω2sinθ2 Vly=l1ω1sinθ1-l2＇ω2cosθ2 （1.10） 式（1.8）对时间求导，可得： -l2ε2sinθ2+l3ε3sinθ3= l2cosθ2-l3cosθ3+l1cosθ1 l2ε2cosθ2-l3ε3cosθ3=l2sinθ2-l3sinθ3+l1sinθ1 （1.11） 解之得杆r2、r3的角加速度为： ε3= ε2= （1.12） 式（1.10）对时间求导，可得杆r2上任意一点的线性加速度为： alx=-l1ε1sinθ1-l1cosθ1-l2＇ε2sinθ2-l2＇cosθ2 aly=l1ε1cosθ1-l1sinθ1+l2＇ε2cosθ2-l2＇sinθ2 （1.13） 平面四连杆的动力学分析 设Go表示BC杆的重力，（Fm Tm）表