机构动态仿真设计课程设计
曲柄连杆机构运动学仿真
课程设计任务书目录1 绪论 (1)1.1CATIA V5软件介绍 (1)1.2ADAMS软件介绍 (1)1.3S IM D ESIGNER软件介绍 (2)1.4本次课程设计的主要内容及目的 (2)2 曲柄连杆机构的建模 (3)2.1活塞的建模 (3)2.2活塞销的建模 (5)2.3连杆的建模 (5)2.4曲轴的建模 (6)2.5汽缸体的建模 (8)3 曲柄连杆机构的装配 (10)3.1将各部件导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系 (10)4 曲柄连杆机构导入ADAMS (14)4.1曲柄连杆机构各个零部件之间运动副分析 (14)4.2曲柄连杆机构各个零部件之间运动副建立 (14)4.3曲柄连杆机构导入ADAMS (16)5 曲柄连杆机构的运动学分析 (17)结束语 (21)参考文献 (22)1 绪论1.1 CATIA V5软件介绍CATIA V5(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)是法国Dassault公司于1975年开发的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件。
它的内容涵盖了产品概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成、生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计与分析、人机交换等实用模块。
CATIA V5不但能保证企业内部设计部门之间的协同设计功能而且还可以提供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。
CATIA V5大量应用于航空航天、汽车及摩托车行业、机械、电子、家电与3C产业、NC加工等领域。
由于其功能的强大而完美，CATIA V5已经成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和争相遵从的标准，特别是在航空航天、汽车及摩托车领域。
法国的幻影2000系列战斗机就是使用CATIA V5进行设计的一个典范；波音777客机则使用CATIA V5实现了无图纸设计。
机电系统动态仿真-基于MATLABSimulink课程设计
机电系统动态仿真-基于MATLAB Simulink课程设计简介机电系统是由电气、机械及控制部分组成的复杂系统。
动态仿真是一种研究系统行为的方法，可以帮助我们更好地理解系统的运行原理。
本课程设计旨在介绍机电系统动态仿真的基本原理和方法，并使用MATLAB Simulink软件进行实践操作。
课程内容本课程设计包括以下几个部分：1. 机电系统简介介绍机电系统的组成部分、基本特性及其应用场景，旨在让学生对机电系统有一个全面的认识和了解。
2. MATLAB Simulink简介介绍MATLAB Simulink的基本使用方法，包括模块的添加、参数的设置和仿真结果的显示等。
3. 机电系统建模使用MATLAB Simulink软件对机电系统进行建模，包括机械部分、电气部分及控制部分等。
4. 系统仿真利用所建立的机电系统模型进行系统仿真，包括控制器输出、系统响应等结果分析。
5. 结果分析对仿真结果进行对比分析，分析不同参数条件下系统的运行情况，找出系统的优化方案。
实践操作为了让学生更好地掌握机电系统动态仿真的基本原理和方法，本课程设计还包括以下的实践操作：1. 模型建立使用MATLAB Simulink工具箱，建立一个简单的机电系统模型。
2. 参数设置调整模型内参数，观察系统响应情况。
3. 仿真并分析结果执行仿真操作，对仿真结果进行分析，并尝试不同参数条件下系统的运行情况。
4. 优化方案结合分析结果，提出相应的优化方案，并重新设置参数进行仿真。
5. 实验报告整理实验数据、结果和分析，撰写实验报告。
实验环境本课程设计使用的软件工具为MATLAB Simulink，需要学生提前安装并掌握基本使用方法。
课程收获通过本课程的学习和实践操作，学生能够初步掌握机电系统动态仿真的基本原理和方法，了解MATLAB Simulink的基本使用方法，从而更好地理解机电系统的运行原理和优化方案。
同时，学生能够提高实际操作能力，加强分析和解决问题的能力。
开环直流调速系统的动态建模与仿真
电控学院运动控制系统仿真课程设计院（系）：电气与控制工程学院专业班级：姓名：学号：开环直流调速系统的动态建模与仿真摘要：MATLAB仿真在科学研究中的地位越来越高，如何利用MATLAB仿真出理想的结果，关键在于如何准确的选择MATLAB的仿真。
本文就简单的开环直流调速系统的MATLAB仿真这个例子，通过对MATLAB的仿真，得到不同的仿真结果。
通过仿真结果的对比，对MATLAB的仿真进行研究。
从而总结出如何在仿真过程中对MATLAB的仿真做到最优选择。
详细介绍了用MATLAB语言对《电机与拖动》中直流电动机调速仿真实验的仿真方法和模型建立。
其仿真结果与理论分析一致，表明仿真是可信的，可以替代部分实物实验。
首先在分析直流调速系统原理的基础上, 介绍了基于数学模型的仿真, 在仿真中可灵活调节相关参数, 优化参数设计。
其次完成了基于系统框图, 并分析了调速系统的抗干扰能力。
采用工程设计方法对开环直流调速系统进行设计,选择调节器结构,进行参数的计算和校验；给出系统动态结构图,建立起动、抗负载扰动的MATLAB 仿真模型。
分析系统起动的转速和电流的仿真波形,并进行调试,使开环直流调速系统趋于合理与完善。
1.1课题背景直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。
在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。
晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。
尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。
但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。
现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性。
长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。
基于交流电动机动态模型的直接矢量控制系统的仿真与设计
基于交流电动机动态模型的直接矢量控制系统的仿真与设计姓名：班级：电气三班学号：专业：电气工程及其自动化1.引言异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。
需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。
经过人们的多年的潜心研究和实践，有几种控制方案已经获得了成功的应用，目前应用最广的就是矢量控制系统。
直接矢量控制就是一种优越的交流电机控制方式，它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。
本文研究了交流电动机动态模型的直接矢量控制系统的设计方法。
并用MATLAB 最终得到出仿真结果。
2. 矢量控制系统结构异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电动机了。
由于进行坐标变换的是电流(代表磁动势)的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就称为矢量控制系统(VectorControlSystem)，简称VC 系统。
VC 系统的原理结构如图1所示。
图中的给定和反馈信号经过类似于直流调速系统所用的控制器，产生励磁电流的给定信号*m i 和电枢电流的给定信号*t i ，经过反旋转变换1-VR 一得到*αi 和*βi ，再经过2／3变换得到*A i 、*B i 和*C i 。
把这三个电流控制信号和由控制器得到的频率信号1ω加到电流控制的变频器上，所输出的是异步电动机调速所需的三相变频电流。
图1 矢量控制系统原理结构图在设计VC 系统时，如果忽略变频器可能产生的滞后，并认为在控制器后面的反旋转变换器1-VR 与电机内部的旋转变换环节VR 相抵消，2／3变换器与电机内部的3／2变换环节相抵消，则图1中虚线框内的部分可以删去，剩下的就是直流调速系统了。
可以想象，这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。
(完整版)Adams课程设计
目录一启动ADAMS (3)二设置工作环境 (3)三用升程表创建凸轮轮廓曲线 (4)四创建凸轮实体 (8)五创建尖顶从动件 (14)六创建凸轮和尖顶从动件之间的接触（Contact） (15)七创建移动副和旋转副 (16)八创建驱动 (18)九保存模型 (18)十测试模型 (20)凸轮机构尖顶直动从动件盘形凸轮机构的凸轮基圆半径mm r 600=，已知:从动件行程mm h 40=，推程运动角为ο1500=δ，远休止角ο60=s δ，回程运动角ο1200='δ，近休止角为ο30='s δ;从动件推程、回程分别采用余弦加速度和正弦加速度运动规律。
对该凸轮机构进行模拟仿真。
1. 从动件推程运动方程推程段采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 406/51500===、。
πδ代入余弦加速度运动规律的推程段方程式中，推演得到⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=≤≤=-=δωπδδωδ56cos 8.28)6/50( 56sin 24)56cos 1(202a v s2. 从动件远休程运动方程在远休程s δ段，即6/76/5πδπ≤≤时， 0,0,===a v h s 。
3. 从动件回程运动方程因回程段采用正弦加速度运动规律，将已知条件mm h v 403/21200==='、πδο代入正弦加速度运动规律的回程段方程式中，推演得到[]⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=≤≤---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-⨯=)5.33sin(180)6/116/7( )5.33cos(160)5.33sin(212375.2402πδωππδππδωππδπδπa v s 4. 从动件近休程运动方程在近休程s 'δ段，即πδπ26/11≤≤时，0,0,0===a v s 。
一启动ADAMS双击桌面上ADAMS/View的快捷图标，打开ADAMS/View。
在欢迎对话框中选择“Create a new model”，在模型名称（Model name）栏中输入：tuluen ；在重力名称（Gravity）栏中选择“Earth Normal (-Global Y)”；在单位名称（Units）栏中选择“MMKS –mm，kg，N，s，deg”。
机械仿真设计说明书
课课题学学称码目名号机械系统仿真课程设计机械系统仿真分析年级/专业/班学院（直属系）指导教言,,,,,,,,,,,,机械系统仿真概述机械工程自动化学院1.1现代机械系统设计概述....................................................................2 3 4 41.2系统仿真概述 (4)1.3机械系统仿真分析软件概述 (5)1.4 COSMOSMotion 软件概述 (6)课程设计说明书机械系统仿真课程设计2构仿^真^，””，””，””，”,””,，””，””，”，92.1平面四杆机构的仿真分析 (9)2.1.1、启动Solidworks2006SP0 软件。
(9)2.1.2、打开模型 (9)2.1.3、机构仿真 (10)2.1.4、定义可动的和固定的零件 (10)2.1.5、运动副定义和属性设置 (11)2.1.6、机构的运动定义 (12)2.1.7、机构运动仿真 (13)2.1.8、仿真后处理 (13)2.2凸轮机构运动仿真 (16)2.2.1、机构定义 (16)2.2.2、添加驱动 (17)2.2.3、曲线碰撞运动仿真 (17)2.2.4、3D碰撞接触状态仿真分析 (20)2.3齿轮机构运动仿真 (22)2.3.1、机构定义 (22)2.3.2、三维碰撞接触状态模拟 (24)2.3.3、耦合运动模拟 (25)3丿总、纟口26机械系统仿真课程设计本课程设计是 --- 机械仿真课程设计，所采用的软件技术是SolidWorks下的cosmos三维仿真模块。
随着时代的进步，社会的发展，机械仿真在工业上的运用越来越广泛，尤其是SolidWorks深受大家的喜爱，所以本次课程设计我要通过对平面四杆机构的仿真、凸轮机构的仿真以及齿轮的仿真来学习机械仿真软件的使用方法和技巧，用所学习到的知识来解释现实中的问题。
关键字：机械仿真SolidWorks 软件使用随着时代的进步，社会的发展，机械仿真分析在工业上的运用越来越广泛。
虚拟仿真课程设计方案
虚拟仿真课程设计方案一、课程概述虚拟仿真课程是一种新型的在线教育方式，通过模拟真实环境，让学生在实际操作中学习知识和技能。
本课程设计方案旨在为学生提供一个全面、系统的虚拟仿真课程，以帮助他们掌握相关知识和技能，提高实际操作能力。
二、课程目标1. 掌握虚拟仿真的基本原理和概念；2. 学习各种虚拟仿真软件的使用方法；3. 了解虚拟仿真在各行业中的应用；4. 提高学生的实际操作能力和创新能力。
三、课程内容1. 虚拟仿真基础：介绍虚拟仿真的概念、原理、发展历程和应用领域；2. 虚拟仿真软件介绍：介绍各种常用的虚拟仿真软件，如CAD、CAE、VR等；3. 虚拟仿真应用案例：通过案例分析，了解虚拟仿真在各行业中的应用；4. 虚拟仿真项目实践：学生分组进行虚拟仿真项目实践，提高实际操作能力和创新能力。
四、课程安排1. 每周一次课程，共计16周；2. 每次课程时长约2小时；3. 课程形式为在线直播授课；4. 课程结束后进行项目实践，实践周期为2周。
五、课程评价1. 课堂表现：根据学生在课堂上的表现进行评价；2. 项目实践：根据学生在项目实践中的表现进行评价；3. 期末考试：通过期末考试对学生的知识和技能进行全面评价。
六、课程资源1. 课程讲义：提供完整的课程讲义，包括PPT、视频、案例等资料；2. 软件下载：提供常用虚拟仿真软件的下载链接和使用教程；3. 问答交流：建立课程群，方便学生之间和师生之间的交流和答疑。
七、教学方法及策略1.讲授法：通过讲解虚拟仿真的基本原理、概念和应用案例，让学生了解和掌握虚拟仿真的理论知识；2.实践教学法：引导学生操作虚拟仿真软件，进行实际项目实践，提高学生的操作技能；3.案例分析法：通过分析具体行业中的虚拟仿真应用案例，使学生了解虚拟仿真在实际工作中的应用价值；4.小组合作学习：课程实践环节，学生分组进行项目实践，培养学生的团队合作精神和创新能力；5.互动式教学：鼓励学生提问、发表观点，教师及时解答、点评，提高课堂活跃度，增强学生的学习兴趣。
(机构动态仿真设计)adams
湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2013~2014 学年第一学期课程名称虚拟样机技术与ADAMS应用实例教程指导教师李兵华职称讲师学生姓名张小帅专业班级机工1003班学号10405700103题目简易车床自动送料机构成绩起止日期2013 年12 月23日～2013年12月27 日目录清单虚拟样机技术与ADAMS应用课程设计设计说明书简易车床自动送料机构起止日期： 2013 年 12 月 23 日至 2013 年 12 月 27 日成员班级成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2013 年 12月27 日目录第一章简易车床自动送料机构的建模----------------------------------------------------------- - 1 -1.1简易车床自动送料机构的原始尺寸与设计要求 -------------------------------------------- - 1 -1.2简易车床自动送料机构的建模 ------------------------------------------------------------------ - 2 -1.2.1启动ADAMS并设置工作环境 --------------------------------------------------------- - 2 -1.2.2创建减速机构虚拟样机模型------------------------------------------------------------- - 3 -1.2.3创建送料机构虚拟样机模型------------------------------------------------------------- - 5 -第二章简易车床自动送料机构模型的仿真与测试--------------------------------------- - 13 -2.1仿真模型 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 13 -2.2测试模型 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 14 -2.2.1 测量尖顶移动从动件的位移及速度------------------------------------------------- - 14 -2.2.2测量载物杆的位移、速度及加速度 ------------------------------------------------- - 15 -2.2.3模型仿真过程的动画输出-------------------------------------------------------------- - 16 -第三章参数化模型及研究连杆长度对载物杆加速度的影响 ------------------------ - 17 -3.1参数化模型 ----------------------------------------------------------------------------------------- - 17 -3.1.1创建设计变量 ----------------------------------------------------------------------------- - 17 -3.1.2查看设计变量 ----------------------------------------------------------------------------- - 18 -3.2连杆长度对载物杆加速度的影响 ------------------------------------------------------------- - 18 -3.2.1显示测量曲线 ----------------------------------------------------------------------------- - 18 -3.2.2分析设计变量对载物杆加速度的影响 ---------------------------------------------- - 19 -设计总结 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 22 -参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 22 -湖南工业大学课程设计任务书2013 —2014 学年第1 学期机械工程学院（系、部）机械工程及其自动化专业1003 班级课程名称：虚拟样机技术与ADAMS应用课程设计设计题目：简易车床自动送料机构完成期限：自2013 年12 月23 日至2013 年12 月27 日共 1 周指导教师：李兵华2013 年12 月27 日系（教研室）主任：邱显炎2013 年12 月27 日第一章 简易车床自动送料机构的建模1.1简易车床自动送料机构的原始尺寸与设计要求简易车床自动送料机构如图1-1所示。
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Adams虚拟样机分析
设计说明书
自动打印机的建模与分析
起止日期： 2013 年 12月 9 至 2013 年 12 月 13 日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师(签字)
机械工程学院
2013 年12月13日
目录
1 设计任务 (3)
2 启动软件设置工作环境 (3)
3 建立模型 (4)
3.1 创建滑块、纸盒和机架 (4)
3.2 创建参考点 (5)
3.3 创建曲柄滑块机构 (6)
3.4 创建打印机构 (6)
3.5 创建运动副 (9)
3.6 创建碰撞 (10)
3.7 创建动力 (12)
4 运动仿真 (13)
5 参数分析与测量 (14)
6优化设计 (15)
6.1 创建变量 (15)
6.2创建点参数 (16)
6.3 评估分析变量 (16)
6.4 优化求解 (17)
1设计任务
自动打印机是对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。
其工艺过程是：
(1) 送料到达打印工位；
(2) 打印记号；
(3) 产品输出；
其余设计参数是：
（1）纸盒尺寸，长为100—150mm、宽为70—100mm，高为30—950mm。
（2）产品重量为5—10N。
（3）自动打印机的生产率为80次/min。
根据设计任务拟定虚拟仿真参数为：
（1）纸盒尺寸，长为100mm、宽为80mm，高为40mm。
（2）产品质量为1kg。
（3）自动打印机的生产率为80次/min
2启动软件设置工作环境
1.启动Adams - View MD 2010。
2.新建文件命名为printer并保存到设计文件夹。
3.单位为默认，设置工作网格：Size的X值为500mm，Y值为550mm，Spacing 的X,Y值均为10mm。
4.设置图标大小：Icon Setting/New Size设置为30。
3 建立模型
3.1 创建滑块、纸盒和机架
1.创建滑块
在（-50,0,0）位置处创建一140x30x80大小滑块命名为slider1，复制，设置复制的滑块质量为零，如图3.1-2。
图1.3.1-2
2.创建纸盒
分别在（90,0,0）、（-50,30,0）、(-50,70,0)3点处创建大小为100x40x80的纸盒，命名为P1，P2，P3，并设置质量为1kg，如图3.1-3。
图3.1-3
3.创建机架
在（-180，-20,0）处创建大小400x20x120的固定台架，在（-70,40,0）、（50,40,0）两处创建20x90x80的固定纸盒滑道
创建后如图3.1-4。
图1.3.1-4
4.改变视图为侧视图，将所创建的各个物块质心平移至XY平面内如图3.1-5。
图3.1-5
3.2 创建参考点
1.在滑块slider1上（-30,20,0）处创建一铰点，命名为POINT_3，如图3.2-6。
图3.2-6
2.在（-410,20,0）、（-330,20,0）两处创建参考点，命名为POINT_1、POINT_2，如图
3.2-7。
图3.2-7
3.3 创建曲柄滑块机构
1.在POINT_1、POINT_2之间创建曲柄crank1，宽为12，厚为6（所有杆件均适用）。
2.在POINT_3、POINT_2之间创建连杆link1。
创建后如图3.3-8。
图3.3-8
3.4 创建打印机构
1.在（90,40,0）处创建100x20x80的打印滑块，并在滑块上创建一长度为200的垂直打印杆，命名为slider2，如图3.4-9。
图3.4-9
2.在（220,240,0）处创建一长度为200的水平摇杆，命名为rock1，并且逆时针旋转30度。
如图
3.4-10。
图3.4-10
3. 在（220,240,0）处创建一长度为200的垂直连杆，命名为link2，如图3.4-11。
图3.4-11
4.在link2另一端创建一长度为60的垂直曲柄，命名为crank2，如图3.4-12。
图3.4-12
5.创建link3连接slider2与rock1，如图3.4-13。
图3.4-13
打印机构如图3.4-14。
图3.4-14
3.5 创建运动副
1.在各个杆件滑块之间创建转动副，如图3.5-15。
图3.5-15
2.在slider1，slider2与机架之间创建移动副，如图
3.5-16。
图3.5-16
3.在slider1，slider1_2之间创固连，如图3.5-17。
图3.5-17
3.6 创建碰撞
1.在P2，P3和固定台架之间相互创建接触强度为1000，静摩擦系数为1，动摩擦系数为0.8的碰撞，在P1与固定台架之间也创建一样的碰撞，如图3.6-18。
图3.6-18
2.在P2与slider1_2，P3与slider1_2之间创建如图
3.6-19所示3.碰撞。
图3.6-19
3.在P2，P3与两固定纸盒滑道之间，P1与P2之间创建如图3.6-20所示碰撞。
图3.6-20
创建碰撞总图如图3.6-21。
图3.6-21
3.7 创建动力
1.在crank1末端创建-480度每秒的的电动机，在crank2末端创建480度每秒的电动机，如图3.7-22。
图3.7-22
4 运动仿真
设置仿真时间为1.5秒，步数为1000步，如图4-23。
图4-23
仿真效果如图4-24。
图4-24
5 参数分析与测量
连杆link1和连杆link2在水平、垂直方向的夹角变化曲线图5-25。
图5-25
摇杆rock1与水平方向夹角曲线和滑块slider1碰撞力曲线图5-26。
图5-26
滑块slider1水平位置曲线和滑块slider2在水平方向受力曲线图5-27。
图1.5-27
滑块slider1的速度和加速度曲线图5-28。
图5-28
rock1与link2铰支点轨迹图5-29。
图5-29
6优化设计
6.1 创建变量
以连杆link1长度为变量，设置其初始值为300，最小值200，最大值400，如图6.1-30。
图6.1-30
6.2创建点参数
曲柄crank1长度不变，以link2长度为变量设置各参数点的值，如图6.2-31。
图6.2-31
6.3 评估分析变量
分析变量为连杆link1杆长DV_1，分析点为10点，以滑块slider1受力最小值为分析结果，如图6.3-32。
图6.3-32
分析结果如图6.3-33。
图6.3-33
6.4 优化求解
对变量DV_1进行优化的结果如图6.4-34。
图6.4-34。