基于MATLAB的压床机构运动学与动力学分析

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作者：潘宇陆凤仪岳一领肖欣一

来源：《科技创新与应用》2014年第06期

摘要：文章建立了压床机构运动分析和动力学分析模型，并运用MATLAB对其进行分析与仿真。该方法可为其他连杆分析提供借鉴。

关键词：压床机构；MATLAB；运动学；动力学

平面机构运动学与动力学分析方法有图解法和解析法。图解法虽然具有形象直观的特点，但是从现代科技和工业发展的要求来看，它不仅精度较低，费时较多，而且不便于把机构分析的问题和机构综合问题联系起来。解析法正好能克服上述缺点，随着计算机技术的发展和普及，其应用将是越来越广泛[1]。在机械原理课程设计中，因压床机构具有典型的代表性，故

以此作为设计题目。本文以压床机构为研究对象，建立其运动学和动力学的分析模型，并利用工程中常用且适宜平面机构分析和仿真的Matlab语言，并编制了集分析和仿真于一体的分析软件。

1 压床机构运动分析模型

1.1 位置分析

压床机构机构运动简图见图1。

式中 Li-各构件的长度，i=1，2，3，4。

？兹i-各构件矢量的方位角，i=1，2，3，4。

1.2 速度分析

1.3 加速度分析

2 压床机构动力分析模型

压床机构各运动副反力写为FRij，且FRij=FRijx+FRijy。同一运动副中，作用在不同构件上的两个力，大小相等，方向相反，即FRij=-FRji。各运动副处的力对质心的力矩计算方法与理论力学中的相同，方向逆时针为正，顺时针为负。限于篇幅惯性力和惯性力矩的计算略。仅给出运动副反力和平衡力矩矩阵形式的平衡方程：