机械动力学大作业
机械动力学大作业
机械动力学大作业
一、问题及要求
建立单自由度杆机构（有无滑块均可）动力学模型，由静止启动，选择一个固定驱动力矩，绘制原动件在一周内的运动关系线图，具体
机构及参数自拟。
、建立模型
建立如图一所示机构：已知驱动力矩M=20Nm阻力矩M=10 Nm 杆1长120mm转动惯量为J i=0.16kgm2 ;杆3质量为1kg，转动惯量为
j3=0.16kgm2;杆2质量、转动惯量忽略，其他参数如图所示。
求：建立系统运动方程。
二、求解过程
M3图一
方法：利用等效力学模型法进行动力学分析
解：取杆1为等效件，有
f w3
M v= Mi - M3—（1）
jv=ji+02+j3）（—y ⑵
< XWj/
w3120 3
—二—=一=0.75 Wi 160 4
又有（2）可知J V为常数则可知：
Ki
M v=J v i
则错误！未找到引用源。
四、采用ADAMS软件或Matlab/Simulink 环境，建立机械系统的动力学模型，借助软件进行求解计算和结果分析。
（1）利用Adams软件，建模后如图：
图2
图3
(2)当杆1由图1所示位置开始运动一周，机构运动时间为0.03秒, 利用Adam漱件分析杆件1角加速度错误！未找到引用源。
随时间的变化关系图，如图4所示：
图 线系关动运的内周一在件动原
4
图
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机械原理大作业——牛头刨床
机械原理大作业——牛头刨床大作业，一，平面连杆机构的运动分析题号: 6班级 : 姓名 : 学号 : 同组者 :成绩 :完成时间 :目录题目、原始数据及要求 ..................................................................... .......................1 一平面连杆机构运动分析方程 ..................................................................... . (1)1.1速度计算公式 ..................................................................... .. (2)1.2加速度计算公式 ..................................................................... ..............2 二程序 ..................................................................... (3)2.1计算程序框图 ..................................................................... (3)2.2计算源程序 ..................................................................... .........................4 三 3.1 (一组数据 Lab =200mm)计算结果 (9)3.2运动线图 ..................................................................... . (10)3.3 体会 ..................................................................... .................................... 12 四 4.1(第二组数据 Lab =150mm)计算结果 . (12)4.2 运动线图 ..................................................................... .. (13)4.3 体会 ..................................................................... .................................... 15 五 5.1(第三组数据 Lab =220mm)计算结果 . (16)5.2 运动线图 ..................................................................... (17)5.3 体会 ..................................................................... ...................................... 21 六参考资料 ..................................................................... (21)题目、原始数据及要求:图所示为一牛头刨床(?级机构)。
机械原理大作业1
一、牛头刨床机构的运动分析下图为一牛头刨床（Ⅲ级机构）。
假设已知各构件的尺寸如表2所示，原动件1以等角速度w1=1rad/s沿着逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度和角加速度以及刨头C点的位移、速度和加速度的变化情况。
二、牛头刨床机构的运动分析方程 1）位置分析建立封闭矢量多边形建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角，其中共有4个未知量3θ（θ2=3θ）、4θ、3S 、5S 。
利用两个封闭图形ABDEFA 和EDCGE ，建立两个封闭矢量方程，由此可得：3125DE AB DE CD l s h h l l l h s →→→→→→→→→⎧+=++⎪⎨⎪+=+⎩(1)把（1）写成投影方程得：433214331143543cos *cos *cos *sin *sin *sin *cos *cos 0*sin *sin DE AB DE AB DE CD DE CD l s h l l s h l l l s l l h θθθθθθθθθθ*+=+⎫⎪+=+⎪⎬+-=⎪⎪+=⎭(2) 由以上各式用型转化法可求得4335s s θθ、、、，滑块2的方位角23θθ=2111*cos *sin b AB b AB x h l y h l θθ=+⎧⎨=+⎩ 44*cos *sin d DE d DE x l y l θθ=⎧⎨=⎩3s =3)*sin *()/*cos *(/c d CD d CD b d c d CD d CD b d s x x l x l x x s y y l y l y y s αα=+=+-⎧⎪⎨=+=+-⎪⎩ 3tan c dc dy y x x θ-=- 5c s x =()ae AE =44()tan *cos d c DE y h y l θθ+-=高斯消去法求解 2）速度分析对（2）求一次导数得：44333331144333331144334433*sin *s '*cos *sin **sin **cos *'*sin *cos **cos **sin **sin *0*cos **cos *0DE AB DE AB DE CD c DE CD l s l l s s l l l v l l θωθθωθωθωθθωθωθωθωθωθω-+-=-⎫⎪++=⎪⎬---=⎪⎪+=⎭(3)矩阵式：3334313334313443cos *sin *sin 0'*sin sin *cos *cos 0*cos 0*sin *sin 100*cos *cos 00DE AB DE AB CD DE CD DE c s l s l s l l l l l l v θθθθθθθθθθωθθ---⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥ω⎢⎥⎢⎥⎢⎥=ω1⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (4)采用高斯消去法可求解（4）可解得角速度ω2,ω3; 3）加速度分析把(4)对时间求导数得：333433334334434cos *sin *sin 0''sin *cos *cos 00*sin *sin 10*cos *cos 0DE DE CD DE CD DE c s l s s l l l l l a θθθθθθθθαθθ--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥α⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦33333444433333343443334443344*sin '*sin **cos **cos 0'*cos '*cos **sin **sin 00**cos **cos 00**sin **sin 0DE DE CD DE CD DE c s s l s s s l l l l l v ωθθωθωθωθθωθωθωθωθωωθωθ----⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥--ω⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦1111**cos **sin 00AB AB l l ωθωθ-⎡⎤⎢⎥-⎢⎥+ω1⎢⎥⎢⎥⎣⎦(5)采用高斯消去法可求解（5）可解得角加速度α2,α3,α5,α6三、程序流程图四、计算源程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>/* 定义变量*/const double PI = 3.14159265358979;const int N = 4;const double EPSILON = 0.0001;const int T = 1000;/* 代入已知量*/double Lab=160,Lcd=1020,Lde=250,h=900,h1=460,h2=120,Omega1=1;/* 声明子函数*/void AngleDisplacement(double[12],double);/* 角位移函数*/void AngleVelocity(double[N][N],double[N],double[12],double);/* 角速度函数*/void AngleAcceleration(double[N][N],double[N][N],double[N],double [12]);/* 角加速度函数*/void GaussE(double [N][N],double [N],double [N]);/* 高斯消去法函数*/void ModulusMatrixA(double [12],double [N][N]);/* 矩阵A函数*/void ModulusMatrixB(double [12],double ,double [N]);/* 矩阵B函数*/void MatrixDA(double [12],double [N][N]);/* 矩阵DA函数*/void MatrixDB(double [12],double ,double [N]);/* 矩阵DB函数*//* 主函数*/void main(){int i,j;FILE *fp;double data[36][12];double value[12],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],Phi1;char flag;/* 打开文件*/if((fp = fopen("Data","w")) == NULL){printf("文件打开错误！\n");exit(0);}fprintf(fp,"Lab =%lf \n",Lab);fprintf(fp,"s3\tPhi3\tPhi4\ts5\t");fprintf(fp,"s3'\tOmega3\tOmega4\ts5'\t");fprintf(fp,"s3''\tEpsilon3\tEpsilon4\ts5''");printf("\n\n 牛头刨床机构运动分析程序\n\n\n");printf("\n");printf(" 是否开始计算(Y/N):");scanf("%c",&flag);if(flag =='Y'){/*计算并写入文件*/value[0] = 480;value[1] = 65 * PI / 180;value[2] = 10 * PI / 180;value[3] = 500;for(i = 0;i < 36; i++){Phi1 = i * PI / 18;AngleDisplacement(value,Phi1);ModulusMatrixB(value,Phi1,b);ModulusMatrixA(value,a);AngleVelocity(a,b,value,Phi1);MatrixDA(value,da);MatrixDB(value,Phi1,db);AngleAcceleration(a,da,db,value);for(j = 1;j < 3; j++)value[j] = value[j] * 180 / PI;for(j = 0;j < 12; j++)data[i][j] = value[j];fprintf(fp,"\n");for(j = 0;j < 12; j++)fprintf(fp,"%12.3f\t",data[i][j]);}fclose(fp);/* 输出数据*/printf("\n\n\n计算结果如下：\n");for(i = 0;i < 36; i++){Phi1=i * PI / 18;printf("\n输出Phi1=%d时的求解\n",i*10);printf(" S3 Phi3 Phi5 S5\n");for(j = 0;j < 4; j++)printf("%lf\t",data[i][j]);printf("\n");printf(" S3' Omega3 Omega5S5'\n");for(j = 4;j < 8; j++)printf("%lf\t",data[i][j]);printf("\n");printf(" S3'' Epsilon3 Epsilon5 S5''\n");for(j = 8;j < 12; j++)printf("%lf\t",data[i][j]);printf("\n");}printf("\n程序运行结束，计算结果已写入Date文件中，请打开查看。
机械动力学作业
仿真运动结束后的如图1-5所示。
图1-5仿真运动结束后的图
建立测量（滑块的位移、速度、加速度）
1）鼠标右键单击需要测量的部件，系统打开右键快捷菜单，选择Measure；
2）系统打开参数对话框，将Characteristic设为CM Position，Component设为X，测量X向位移；
图1-1曲柄滑块机构
本次所使用的运动仿真软件是ADAMS2012版，启动ADAMS/View程序，打开ADAMS软件，进行新建模型，然后在检查和设置建模基本环境，准备工作都完成后，就开始进行几何建模，建模完成图如下图1-2所示。
进行施加运动副和驱动，施加铰接副，在曲柄同地面框架连接，和曲柄连杆之间的连接，以及在连杆和滑块上处通过铰接副将连杆和滑块连接。滑块和地面也要进行棱柱副连接。运动副施加完成后的图，如图1-3所示。
3）点击Apply，出现空白的测量窗口；
4）重复上述步骤，将Characteristic设为CM Velocity，新建测量速度；
5）重复上述步骤，将Characteristic设为CM Acceleration，新建测量加速度；
测量后测得结果如图1-6,1-7,1-8所示。
图1-6滑块位移图
图1-7滑块速度图
图1-3运动副施加完成后的图
定义曲柄的运动
①在主工具箱的运动工具集，选择旋转运动工具图标 ，显示定义旋转运动对话框；
②在Set up栏，输入360；选择JOINT_1，完成转速设置。
定义曲柄运动后，如图1-4所示。
图1-4定义曲柄运动
对曲柄滑块机构进行仿真分析
1）仿真分析
第二次机械动力学大作业 方利升
z1z3 z1 z3 w2 z z z w1 w3 z z w1 z1 z3 w3 2 1 3 1 3
章节 PART
05
动力学模型
Z5 Z1 Z 4 Z1 Z3
2 Z12 ( Z 2 Z 32 ) Z 5 Z1 Z12 J11 J1 J 2 2 J4 2 J5 2 2 Z 2 ( Z1 Z 3 ) ( Z1 Z 3 ) 2 Z 4 Z1 Z 3 2 2
章节 PART
02
结构简图
章节 PART
Z1
14
03
参数分析
Z2
10 驱动力矩
Z3
14 齿轮1阻力矩
Z4
11 齿轮3阻力矩
Z5
43
M4
M1
M3
章节 PART
04
受力分析
发动机经过离合器，变速器等机构将驱动扭矩M4 传递给差速器，在差速器中，驱动扭矩M4从主动 齿轮4开始经过从动轮5（行星架H），行星轮 2,2'以及中心轮1,3,最后传递到左右轮子上， （传递到左右轮力矩符合一定的力矩分配关系）， 从而左右轮开始运动，运动中受到环境的阻力矩 M1，M3,当汽车直线运动时，M1=M3，当汽车转弯时， M1与M3不相等。
小组分工
方利升:动力学建模、动力学模型求解、ppt制作、讲述ppt 游小峰:确定物理参数、动力学模型求解、ppt制作 何顺清:受力分析、动力学模型求解、ppt制作 刘 锐:提出方案、关键问题的提出与解决、动力学模型求解
谢谢观看
THANK YOU
2
2
2 Z1Z 3 Z12 Z 32 Z 5 Z1Z 3 Z1Z 3 J12 J 2 - 2 J 4 2 J5 2 2 2 2 ( Z Z ) Z ( Z Z ) ( Z Z ) Z Z Z 3 2 1 3 1 3 1 4 1 3
机械原理大作业一(平面连杆机构的运动分析)
大作业（一）平面连杆机构的运动分析（题号：_10B_）学校：西北农林科技大学学院：机械与电子工程学院指导老师：***一．题目及原始数据；二、牛头刨床机构的运动分析方程三．计算程序框图；四．计算源程序；五．计算结果；六．运动线图及运动分析七．参考书；一、题目及原始数据；图b 所示的为一牛头刨床（Ⅲ级机构）。
假设已知各构件的尺寸如表2所示，原动件1以等角速度ω1=1rad/s 沿着逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度和角加速度以及刨头C 点的位移、速度和加速度的变化情况。
b ）表2 牛头刨床机构的尺寸参数（单位：mm ）要求：每三人一组，每人一个题目，每组中至少打印出一份源程序，每人计算出原动件从0゜～360゜时（N=36） 各运动变量的大小，并绘出各组对应的运动线图以及E 点的轨迹曲线。
二、牛头刨床机构的运动分析方程1）位置分析建立封闭矢量多边形由图可知错误!未找到引用源。
=3θ，故未知量有3θ、4θ、3S 、5S 。
利用两个封闭图形ABDEA和EDCGE ，建立两个封闭矢量方程，由此可得：把（式Ⅰ）写成投影方程得：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=-++=++=+h l l s l l l h s l l h s l 33445334411133441123344sin sin 0cos cos sin sin sin cos cos cos θθθθθθθθθθ（式Ⅱ）由以上各式用型转化法可求得5343 s s θθ， 23θθ=解： 211111*cos *sin b b x h l y h l θθ=+⎧⎨=+⎩4444*cos *sin d d x l y l θθ=⎧⎨=⎩3s =3sin b dx x s α-=33333)*sin *()/*cos *(/c d d b d c d d b d s x x l x l x x s y y l y l y y s αα=+=+-⎧⎪⎨=+=+-⎪⎩ 3tan c dc dy y x x θ-=-5c s x =()ae AE =444()tan *cos d c y h y l θθ+-=高斯消去法求解 2.速度分析对（式Ⅱ）求一次导数得：44433333111444333331114443335444333*sin *s '*cos *sin **sin **cos *'*sin *cos **cos **sin **sin *'0*cos **cos *0l s l l s s l l l s l l θωθθωθωθωθθωθωθωθωθωθω-+-=-⎫⎪++=⎪⎬---=⎪⎪+=⎭ （式Ⅲ）矩阵式：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----0cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 443344334433344333θθθθθθθθθθl l l l l s l s ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡'543'3s w w s =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-00cos sin 11111θθl l w （Ⅳ） 采用高斯消去法可求解（式Ⅳ）可解得角速度ω3,ω4;3.加速度分析把式Ⅳ对时间求导数得矩阵式：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----0cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 443344334433344333θθθθθθθθθθl l l l l s l s ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡''543''3s s αα = ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----------0sin sin 00cos cos 00sin sin cos cos 0cos cos sin sin 4443334443334443333'3334443333'333θθθθθθθθθθθθw l w l w l w l w l w s s w w l w s s w +⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--00sin cos 1111111θθw l w l w（式Ⅴ）采用高斯消去法可求解（式Ⅴ）可得角加速度43αα，三．程序流程图位置分析速度分析加速度分析四、计算源程序#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<math.h>#define PI 3.1415926 #define N 4#define E 0.0001 #define T 1000void Solutionangle(double [12],double ); /*迭代法求角位移*/void Solutionspeed(double [N][N],double [N],double [12],double ); /*角速度求解*/void Solutionacceleration(double [N][N],double [N][N],double [N],double [12]);/*角加速度求解*/void GaussianE(double [N][N],double [N],double [N]);/*高斯消去*/void FoundmatrixA(double [12],double [N][N]); //创建系数矩阵A void FoundmatrixB(double [12],double ,double [N]);//创建系数矩阵B void FoundmatrixDA(double [12],double [N][N]);//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDB(double [12],double ,double [N]);//创建矩阵DB//定义全局变量double l1=180,l3=960,l4=160,h=900,h1=460,h2=110,as1=1.0;//主函数void main(){int i,j;FILE *fp;double shuju[36][12];double psvalue[12],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],ang1;//建立文件，并制表头if((fp=fopen("shuju","w"))==NULL){printf("Cann't open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n L1 =%lf",l1);fprintf(fp,"\n s3 ang3 ang4 s5 "); fprintf(fp," s3' as3 as4 s5' "); fprintf(fp," s3'' aas3 aas4 s5'' \n");//计算数据并写入文件psvalue[0]=480;psvalue[1]=65*PI/180;psvalue[2]=10*PI/180;psvalue[3]=5 00;for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;Solutionangle(psvalue,ang1);FoundmatrixB(psvalue,ang1,b);FoundmatrixA(psvalue,a);Solutionspeed(a,b,psvalue,ang1);FoundmatrixDA(psvalue,da);FoundmatrixDB(psvalue,ang1,db);Solutionacceleration(a,da,db,psvalue);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*180/PI;for(j=0;j<12;j++){shuju[i][j]=psvalue[j];}fprintf(fp,"\n");for(j=0;j<12;j++)fprintf(fp,"%12.3f ",shuju[i][j]);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*PI/180;for(j=0;j<4;j++)psvalue[j]+=psvalue[j+4];}fclose(fp);//输出数据for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;printf("\n输出ang1=%d时的求解\n",i*10);printf("angle angspeed angacceleration :\n"); for(j=0;j<4;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=4;j<8;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=8;j<12;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");}}/*矢量法求角位移*/void Solutionangle(double value[12],double ang1){double ae,s3,ang3,ang4,s5,t=0;s3=value[0];ang3=value[1];ang4=value[2];s5=value[3];double xb,yb,xd,yd,xc,yc;while(t<T){xb=h2+l1*cos(ang1); yb=h1+l1*sin(ang1);xd=l4*cos(ang4); yd=l4*sin(ang4);s3=sqrt((xd-xb)*(xd-xb)+(yd-yb)*(yd-yb));xc=xd+l3*(xb-xd)/s3;yc=yd+l3*(yb-yd)/s3;ang3=atan2(yc-yd,xc-xd);s5=xc;ae=sqrt(h1*h1+h2*h2);if(fabs(yc-h)<E)return;elseang4=atan((yd-yc+h)/(l4*cos(ang4)));value[0]=s3;value[1]=ang3;value[2]=ang4;value[3]=s5;while(value[1]>2*PI)value[1]-=2*PI;while(value[1]<0)value[1]+=2*PI;while(value[2]>PI)value[2]-=2*PI;while(value[2]<-PI)value[2]+=2*PI;t+=1;if(t>=T){printf("%f 迭代失败.\n",ang1*180/PI);exit(0);}}}/*角速度求解*/void Solutionspeed(double a2[N][N],double b2[N],double value[12],double ang1){double p2[N];GaussianE(a2,b2,p2);value[4]=p2[0];value[5]=p2[1];value[6]=p2[2];value[7]=p2[3];}/*角加速度求解*/void Solutionacceleration(double a3[N][N],double da3[N][N],doubledb3[N],double value[12]){int i,j;double bk[N]={0};double p3[N];for(i=0;i<N;i++){for(j=0;j<N;j++){bk[i]+=-da3[i][j]*value[4+j];}bk[i]+=db3[i]*as1;}GaussianE(a3,bk,p3);value[8]=p3[0];value[9]=p3[1];value[10]=p3[2];value[11]=p3[3];}/*高斯消去法解矩阵方程*/void GaussianE(double a4[N][N],double b4[N],double p4[N]) {int i,j,k;double a4g[N][N],b4g[N],t;for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<N;j++)a4g[i][j]=a4[i][j];for(i=0;i<N;i++)b4g[i]=b4[i];//施主对角线上的值尽可能大if(a4g[0][0]<a4g[1][0] && a4g[0][1]>a4g[1][1]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[0][j];a4g[0][j]=a4g[1][j];a4g[1][j]=t;}t=b4g[0];b4g[0]=b4g[1];b4g[1]=t;}if(a4g[2][2]<a4g[3][2] && a4g[2][3]>a4g[3][3]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[2][j];a4g[2][j]=a4g[3][j];a4g[3][j]=t;}t=b4g[2];b4g[2]=b4g[1];b4g[3]=t;}//初等行变换for(j=0;j<N;j++)for(i=0;i<N;i++){if(i!=j){for(k=0;k<N;k++)if(k!=j){a4g[i][k]-=a4g[i][j]/a4g[j][j]*a4g[j][k];}b4g[i]-=b4g[j]*a4g[i][j]/a4g[j][j];a4g[i][j]=0;}}for(i=0;i<N;i++)b4g[i]/=a4g[i][i];p4[0]=b4g[0];p4[1]=b4g[1];p4[2]=b4g[2];p4[3]=b4g[3];}//创建系数矩阵Avoid FoundmatrixA(double value5[12],double a5[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5;s3=value5[0];ang3=value5[1];ang4=value5[2];s5=value5[3];a5[0][0]=cos(ang3);a5[0][1]=-s3*sin(ang3);a5[0][2]=-l4*sin(ang4);a5[1][0]=sin(ang3);a5[1][1]=s3*cos(ang3);a5[1][2]=l4*cos(ang4);a5[2][1]=-l3*sin(ang3);a5[2][2]=-l4*sin(ang4);a5[2][3]=-1;a5[3][1]=l3*cos(ang3);a5[3][2]=l4*cos(ang4);a5[0][3]=a5[1][3]=a5[2][0]=a5[3][0]=a5[3][3]=0;}//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixB(double value6[12],double ang1,double b6[N]){b6[0]=-l1*sin(ang1)*as1;b6[1]=l1*cos(ang1)*as1;b6[2]=b6[3]=0;}//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDA(double value7[12],double da7[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5,s3g,as3,as4,s5g;s3=value7[0];ang3=value7[1];ang4=value7[2];s5=value7[3];s3g=value7[4];as3=value7[5];as4=value7[6];s5g=value7[7];da7[0][0]=-as3*sin(ang3); da7[0][1]=-s3g*sin(ang3)-s3*cos(ang3)*as3; da7[0][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[1][0]=as3*cos(ang3); da7[1][1]=s3g*cos(ang3)-s3*sin(ang3)*as3; da7[1][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[2][1]=-l3*cos(ang3)*as3; da7[2][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[3][1]=-l3*sin(ang3)*as3; da7[3][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[0][3]=da7[1][3]=da7[2][0]=da7[2][3]=da7[3][0]=da7[3][3]=0;}//创建矩阵DBvoid FoundmatrixDB(double value8[12],double ang1,double db8[N]){db8[0]=-l1*as1*cos(ang1);db8[1]=-l1*as1*sin(ang1);db8[2]=db8[3]=0;}四、计算结果、数据10—B: lAB =180, lCD =960, lDE =160,h=900,h1=460,h2=135 程序运行结果：输出ang1=0时的求解angle angspeed angacceleration :504.039076 74.795444 -9.495711 409.583017198.751387 0.098628 -0.157357 -95.52202218.491125 0.270992 -0.379393 -267.416873输出ang1=10时的求解angle angspeed angacceleration :538.732197 75.993711 -11.339083 389.224179197.279713 0.138772 -0.205532 -135.726082-33.646469 0.193548 -0.180789 -197.071140输出ang1=20时的求解angle angspeed angacceleration :572.425650 77.533490 -13.505230 362.809939187.595715 0.167668 -0.223341 -165.511310-75.745240 0.141311 -0.030832 -147.198703输出ang1=30时的求解angle angspeed angacceleration :603.833542 79.322650 -15.730731 331.874448171.336235 0.189198 -0.218510 -187.964199-109.306697 0.107995 0.081095 -112.082167输出ang1=40时的求解angle angspeed angacceleration :631.929215 81.302128 -17.818172 297.500218149.836341 0.206101 -0.196427 -205.198868-136.045702 0.087401 0.168929 -86.713350输出ang1=50时的求解angle angspeed angacceleration :655.895287 83.435335 -19.612773 260.468398124.171060 0.220187 -0.160339 -218.604642-157.205807 0.075112 0.242928 -67.783866输出ang1=60时的求解angle angspeed angacceleration :675.082991 85.700444 -20.984446 221.36052195.237132 0.232630 -0.112076 -229.118402-173.614279 0.068177 0.309123 -53.324566输出ang1=70时的求解angle angspeed angacceleration :688.993808 88.084993 -21.817377 180.619839 63.810569 0.244175 -0.052735 -237.413048 -185.854285 0.064519 0.370066 -42.223597输出ang1=80时的求解angle angspeed angacceleration :697.252336 90.582388 -22.005185 138.586009 30.576581 0.255245 0.016790 -244.016229 -194.400792 0.062475 0.425589 -33.864710输出ang1=90时的求解angle angspeed angacceleration :699.596674 93.188858 -21.451254 95.514468 -3.858944 0.265988 0.095384 -249.371483 -199.694701 0.060504 0.473506 -27.864485输出ang1=100时的求解angle angspeed angacceleration :695.865633 95.900697 -20.072519 51.589105 -38.965270 0.276279 0.181437 -253.859385 -202.153581 0.057046 0.510449 -23.857448输出ang1=110时的求解angle angspeed angacceleration :685.983277 98.711634 -17.805029 6.933394-74.278772 0.285719 0.272715 -257.783709 -202.111529 0.050473 0.532809 -21.287355输出ang1=120时的求解angle angspeed angacceleration :669.950064 101.609969 -14.610191 -38.372057 -109.376771 0.293616 0.366385 -261.317271 -199.668758 0.039047 0.537342 -19.160070输出ang1=130时的求解angle angspeed angacceleration :647.841627 104.575458 -10.480584 -84.257919 -143.814604 0.298951 0.459054 -264.396466 -194.414681 0.020755 0.520667 -15.693075输出ang1=140时的求解angle angspeed angacceleration :619.821421 107.575800 -5.446130 -130.610778 -176.999389 0.300311 0.546571 -266.540129 -184.964518 -0.007020 0.476940 -7.771361输出ang1=150时的求解angle angspeed angacceleration :586.184918 110.562008 0.415063 -177.176221 -207.962526 0.295748 0.623253 -266.552595 -168.266256 -0.047758 0.393549 9.812596输出ang1=160时的求解angle angspeed angacceleration :547.454933 113.462407 6.953911 -223.398352 -235.003072 0.282665 0.680257 -262.100065 -138.903553 -0.105183 0.246327 44.899562输出ang1=170时的求解angle angspeed angacceleration :504.544302 116.176610 13.908306 -268.184887 -255.282561 0.257989 0.703480 -249.323224 -89.538230 -0.180241 0.000287 106.600867输出ang1=180时的求解angle angspeed angacceleration :458.971730 118.574668 20.844503 -309.643625 -264.764006 0.219135 0.672921 -223.057053 -14.821184 -0.265454 -0.371999 199.314672输出ang1=190时的求解angle angspeed angacceleration :413.004585 120.510406 27.115020 -344.972134 -259.172109 0.165718 0.567137 -178.419329 81.585955 -0.344194 -0.853747 314.511221输出ang1=200时的求解angle angspeed angacceleration :369.545053 121.847767 31.889429 -370.706568 -235.758436 0.099887 0.372457 -112.937479 187.297933 -0.408887 -1.378443 436.158793输出ang1=210时的求解angle angspeed angacceleration :331.798652 122.469341 34.258483 -383.133346 -193.593039 0.022078 0.086043 -25.631424 297.241960 -0.491104 -1.905920 568.696016输出ang1=220时的求解angle angspeed angacceleration :303.153821 122.219130 33.292190 -378.091293 -130.922824 -0.077456 -0.296427 88.941491 425.795050 -0.676887 -2.496336 760.311055输出ang1=230时的求解angle angspeed angacceleration :287.551415 120.753136 27.951831 -349.551698 -43.461002 -0.227868 -0.791435 247.346675 575.056468 -1.094027 -3.164335 1076.851819输出ang1=240时的求解angle angspeed angacceleration :289.100599 117.353641 17.210022 -288.265712 60.871402 -0.467341 -1.348797 462.335114 552.433286 -1.593002 -2.815597 1309.871650输出ang1=250时的求解angle angspeed angacceleration :305.894540 111.367369 2.144459 -189.884640 115.218973 -0.708552 -1.550036 642.734960 12.240677 -0.870938 0.991883 564.144526输出ang1=260时的求解angle angspeed angacceleration :323.986413 103.946293 -11.427774 -74.543748 84.395898 -0.738254 -1.089162 653.304280 -255.624069 0.384248 3.565003 -304.928302输出ang1=270时的求解angle angspeed angacceleration :335.302309 97.031096 -19.261449 33.532005 49.129286 -0.637650 -0.496091 581.357015 -130.140634 0.646045 2.981435 -447.569870输出ang1=280时的求解angle angspeed angacceleration :342.600355 91.196115 -21.943547 128.368687 38.126480 -0.532397 -0.071890 506.691297-5.585137 0.546267 1.904793 -405.499868输出ang1=290时的求解angle angspeed angacceleration :349.595686 86.317539 -21.260725 210.767956 44.168587 -0.446028 0.184434 438.002883 68.415716 0.453589 1.077375 -389.377468输出ang1=300时的求解angle angspeed angacceleration :358.607892 82.240708 -18.666754 281.194923 60.502728 -0.370112 0.316464 368.260484 116.057770 0.427245 0.460440 -415.756327输出ang1=310时的求解angle angspeed angacceleration :371.130402 78.917555 -15.254653 338.895047 84.027335 -0.293669 0.351067 291.444179 151.953756 0.455712 -0.052046 -466.454916输出ang1=320时的求解angle angspeed angacceleration :388.249233 76.393061 -11.922868 382.397984 112.840822 -0.209756 0.302612 205.717135 175.288599 0.505389 -0.486217 -511.900005输出ang1=330时的求解angle angspeed angacceleration :410.645047 74.745942 -9.416616 410.419610 143.730687 -0.119125 0.190619 115.320694 173.230815 0.523328 -0.760168 -513.913856输出ang1=340时的求解angle angspeed angacceleration :438.227350 74.001595 -8.199258 422.950752 171.284625 -0.031250 0.052211 30.029879 137.214564 0.471995 -0.783284 -454.129609输出ang1=350时的求解angle angspeed angacceleration :469.931682 74.073764 -8.319585 421.739944 190.319958 0.042754 -0.071138 -41.115003 79.001118 0.372107 -0.609234 -358.898217五．运动线图及分析θ3，θ4ω3，ω4α3，α4S3，S5V3，V5a3,a5机构运动分析：（1）、从θ3－θ1，θ4－θ1曲线图可知，3杆为摆动导杆，4杆为摇杆，（2）、从ω3－θ1、ω4－θ1容易看出：在θ1为0 o～200 o之间，3杆角速度变化较为平缓，保证刨头慢速、稳定工作；在220 o～340 o之间为回程阶段，角速度变化较快，以提高效率；4杆有4个角速度为0点，即4杆的速度方向改变了四次。
哈工程机械动力学大作业
机械动力学大作业含弹性摆杆的铰链四杆机构动力学仿真学号：院系名称：机电工程学院专业：机械工程学生姓名：本次进行设计和分析的对象为平面铰链四杆机构，在Adams的环境下，通过对四杆机构进行建模以及运动仿真，绘制出摆杆的相关曲线图。
为了形成有效的对比，先建立含有刚性摆杆的四杆机构，进行运动仿真，绘制出摆杆的相关曲线。
再建立含有柔性摆杆的铰链四杆机构，所有参数设置均和刚性摆杆一样。
考虑到弹性摇杆可能发生较大的形变，不利于观测，绘制摇杆运动曲线时选择摇杆的质心作为参考点。
在Adams中主要有三种方法创建柔性构件，第一种是将刚性构件离散化后采用柔性梁连接；第二种是直接将刚体替换为柔性体；第三种是运用有限元分析的方法建立柔性构件。
本次建模，主要采用前两种方法建立柔性摆杆。
运用有限元建立柔性构件，等以后再进行深入研究。
同时两种方法建立的柔性杆可以形成对比。
通过本次设计，主要学习了Adams 软件建模以及运动仿真、图形处理、刚柔混合建模的操作方法，对自己也是一个很大锻炼和提升。
设计的为平面曲柄摇杆机构。
相关参数如：曲柄长L=200mm，宽W=60mm,高D=30mm；连杆长L=427mm,宽W=30mm,高D=20mm；摇杆长L=403mm，宽W=40mm，高D=20mm；机架长L=600mm，宽W=40mm，高D=20mm；曲柄角速度为40deg/sec。
经过验证，最短杆长度加上最长杆长度小于中间两根杆的长度之和，满足曲柄存在的条件，且最长杆为机架，故为曲柄摇杆机构。
一、建模过程1、建立四个标记点，这四个点依次连接就可以确定一个铰链四杆机构。
2、建立四根杆的模型3、在杆件之间添加转动副4、选择最长杆为机架并固定5、给曲柄添加驱动，使曲柄角速度为40deg/sec。
6、使模型的显示方式为实体显示7、进行运动仿真，主要通过时间和步长来控制仿真运动的快慢。
8、载入动画，进行图像处理，绘制曲线图。
9、将刚性摇杆换成柔性的摇杆并添加转动副和驱动10、进行运动仿真11、载入动画，进行图像处理，绘制曲线。
机械系统动力学大作业
《机械系统动力学》课程作业小组成员：王凌飞 20150702081t王毅 20150702041 指导教师：***学院：机械工程学院专业：机械工程重庆大学机械工程学院二〇一五年十一月机械系统动力学大作业一、 问题描述图1为汽车结构简化模型：图1 汽车结构简化模型图2为汽车结构受力分析：图2 受力分析图已知22120.64m 4000kg 2000N s/m r m c c ====⋅121220000N/m0.9m1.4m k k l l ====r ：车辆的回转半径。
初始条件为：0x x θθ====。
外部冲击力矩：)(10t δ。
试用MATLAB 中的ode45函数求解并画出0-5s 内的位移x 和转角θ的响应。
单位冲击函数()t δ的定义：1,()0,t t t δ=⎧=⎨≠⎩，其图像如图3所示。
00.511.5tδ图3 单位冲击函数图像二、求解过程1.系统运动方程不考虑冲击力矩，由图2机构受力分析得到系统运动方程如下：0)()()()(112221112221=-+++-+++θθk l k l x k k c l c l x c c x m (1) 0)()()()(222121112212122211222=++-+++-+θθk l k l x l k l k c l c l x l c l c x mr (2) 考虑t=0时刻，系统受到一个冲击力矩)(10t δ，此时运动学方程表示为：0)()()()(112221112221=-+++-+++θθk l k l x k k c l c l x c c x m (3) 222222211221122112211()()()()10()mr c l c l x l c l c k l k l x l k l k t θθθδ+-+++-++= (4)2．运动方程一阶常微分方程组形式令，，，，4321x x x x x x ====θθ 则t=0时：12212222114121221133422222422112221142211111223()/()/()/()/[10()/()()()]/x x x c c x m l c l c x m k k x m l k l k x m x x x l c l c x l c l c x l k l k x l k l k x mr =⎧⎪=-+---+--⎪⎨=⎪⎪=---+---+⎩ t>0时：12212222114121221133422222422112221142211111223()/()/()/()/[()/()()()]/x x x c c x m l c l c x m k k x m l k l k x m x x x l c l c x l c l c x l k l k x l k l k x mr =⎧⎪=-+---+--⎪⎨=⎪⎪=---+---+⎩ 3. MATLAB 程序求解运动方程ode45函数主程序文件solution.m ，如下所示： clc;clear;r=0.8; m=4000; c1=2000; c2=2000; k1=20000; k2=20000; l1=0.9; l2=1.4; t0=0; tf=5;x0=[0,0,0,0];[t,x]=ode45('f1',[t0 tf],x0); subplot(3,1,1) plot(t,x);subplot(3,1,2) plot(t,x(:,1)); subplot(3,1,3) plot(t,x(:,3));ode45函数微分关系函数文件f1.m ，如下所示：function xdot=f1(t,x) r=0.8; m=4000; c1=2000; c2=2000; k1=20000; k2=20000; l1=0.9; l2=1.4; t0=0; tf=5;xdot=zeros(4,1); xdot(1)=x(2);xdot(2)=-(c1+c2)/m*x(2)-(l2*c2-l1*c1)/m*x(4)-(k1+k2)/m*x(1)-(l2*k2-l1*k1)/m*x(3);xdot(3)=x(4); if t<=0xdot(4)=10/(m*r*r)-(c2*l2-c1*l1)/(m*r*r)*x(2)-(c2*l2*l2+c1*l1*l1)/(m*r*r)*x(4)-(k2*l2-k1*l1)/(m*r*r)*x(1)-(l1*l1*k1+l2*l2*k2)/(m*r*r)*x(3); elsexdot(4)=-(c2*l2-c1*l1)/(m*r*r)*x(2)-(c2*l2*l2+c1*l1*l1)/(m*r*r)*x(4)-(k2*l2-k 1*l1)/(m*r*r)*x(1)-(l1*l1*k1+l2*l2*k2)/(m*r*r)*x(3); end在MATLAB 中运行以上两个程序，即可得0～5s 内汽车系统的位移x 与转角θ的响应。
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曲柄连杆机构的建模与仿真
曲柄连杆机构如图1所示，曲柄AC长90mm,OC距离300mm。
计算β=300时曲柄的ｖ、θ、θ’。
1-1仿真测试
通过ADAMS/View建立的如图1-1-1所示的模型：
图1-1-1曲柄连杆模型
（1）在工具栏中单击仿真控制按钮。
（2）系统打开参数设置对话框，设置为Forever，Steps为0.01，如图1-1-2所示。
图1-2运动仿真
（3）点击开始仿真图标
（4）模型开始运动。
如果曲柄逆时针转动，对旋转运动（Motion_1）单击鼠标右键，选择Modify，在Function（time）一栏的数据前面加上“-”。
开始仿真。
1-2测试仿真结果
（1）在ADAMS工具菜单的Measure中选择，在To Point栏中输入PART3，即曲柄；
（2）在Characteristic栏中选择Translation velocity 以测其速度。
（3）选择Cylindrical坐标系，并选择R选项。
（4）设置完毕单击Apply按钮，弹出测量窗口如图1-2-1曲柄连杆运行一周的速度分量图。
图1-2-1 qubingliangan 测量曲线
（5）重复（（1）~（3）步再测量节点2、3沿Y轴方向的速度分量，测量结果如图1-2-2：
图1-2-2 qubingliangan2、3测量曲线。