机械系统仿真
简化复杂机械系统模型建立与仿真方法
简化复杂机械系统模型建立与仿真方法1. 引言在现代工程领域中，机械系统的建立和仿真是非常重要的环节。
通过建立系统模型并进行仿真分析，可以预测系统的运行行为，提前解决潜在问题，节约时间和成本。
然而，由于机械系统的复杂性，模型的建立和仿真往往变得困难且耗时。
因此，本文将探讨一些简化复杂机械系统模型建立和仿真的方法，以提高工程效率。
2. 模型简化方法2.1 几何简化在建立机械系统模型时，几何是一个重要的方面。
通过几何简化，可以简化模型的复杂度，减少计算量。
几何简化可以通过以下几种方法实现：2.1.1 模型尺寸缩放对于大型机械系统，直接进行建模和仿真可能会导致计算困难和耗时过长。
因此，可以考虑对模型进行尺寸缩放。
将模型的尺寸缩小到合适的比例，减少计算量，同时保持系统的动力学行为。
2.1.2 简化复杂几何形状在建模过程中，某些复杂的几何形状可能会增加计算的复杂性。
可以通过简化这些复杂几何形状，例如用曲线代替曲面等方法，来减少计算量。
2.2 简化材料特性除了几何简化外，简化材料特性也是一种常见的简化方法。
在复杂机械系统模型中，通常需要考虑材料的力学特性、磨损特性等。
然而，有时可以根据实际需求，简化材料特性以减少计算难度。
2.2.1 材料刚性假设在部分机械系统中，材料的刚性对系统整体行为的影响可能较小。
因此，可以假设材料是刚性的，以减少运算量。
2.2.2 材料特性简化在材料特性的考虑中，可以简化某些特性的模型。
例如，对于弹簧元件，可以常数化弹性模量，而不需要使用更为精确的材料模型。
3. 仿真方法在完成模型简化后，接下来是进行仿真分析。
对于复杂机械系统，选择合适的仿真方法可以更加高效地分析系统的性能和行为。
3.1 数值仿真数值仿真是一种常用的仿真方法，可以通过数值计算和模拟来预测系统的行为。
数值仿真通常基于物理方程和数值方法，通过迭代求解来近似系统的运行行为。
3.1.1 有限元法有限元法是一种常见的数值仿真方法，通过将连续体划分为有限数量的元素，再对每个元素进行求解，最终得到整体系统的近似解。
基于动力学分析的机械系统仿真技术
基于动力学分析的机械系统仿真技术在当今科技飞速发展的时代，机械系统的设计和优化变得日益复杂和关键。
为了提高机械系统的性能、可靠性和安全性，基于动力学分析的机械系统仿真技术应运而生，并逐渐成为工程领域中不可或缺的重要工具。
机械系统仿真技术，简单来说，就是在计算机上创建一个虚拟的机械系统模型，通过对这个模型进行各种分析和计算，来预测实际机械系统在不同工作条件下的性能和行为。
而动力学分析则是其中的核心部分，它主要研究机械系统的运动、受力以及能量转换等动态特性。
想象一下，一个复杂的机械系统，比如汽车的发动机、飞机的起落架或者工业机器人的手臂，这些系统由众多的零部件组成，它们之间相互作用、相互影响。
在实际制造和测试之前，如果能够通过仿真技术准确地模拟出它们的工作情况，就可以提前发现潜在的问题，优化设计方案，从而节省大量的时间和成本。
那么，基于动力学分析的机械系统仿真技术到底是如何实现的呢？首先，需要建立一个精确的机械系统模型。
这个模型包括了机械系统的几何形状、材料属性、连接方式以及边界条件等各种信息。
建模的过程就像是搭建一个虚拟的乐高积木，每个零部件都要按照实际的尺寸、形状和物理特性进行构建。
接下来，就是对模型进行动力学分析。
这通常涉及到运用牛顿力学定律、拉格朗日方程或者哈密顿原理等数学理论，来计算系统中各个零部件的运动轨迹、速度、加速度以及所受到的力和力矩。
在这个过程中，还需要考虑各种因素，比如摩擦力、重力、惯性力以及外部载荷等。
为了更加真实地模拟机械系统的工作情况，还需要引入一些高级的特性和现象。
例如，在汽车发动机的仿真中，需要考虑燃烧过程、热传递以及气体流动等；在飞机起落架的仿真中，要考虑减震系统的非线性特性和轮胎与地面的接触力学。
有了动力学分析的结果，就可以对机械系统的性能进行评估和优化。
比如，如果发现某个零部件在工作过程中承受的应力过大，容易发生疲劳破坏，就可以对其结构进行改进；如果系统的振动过大，影响了工作的稳定性和精度，就可以通过调整参数或者添加减震装置来降低振动。
机械控制系统的建模与仿真
机械控制系统的建模与仿真1.引言机械控制系统的建模和仿真是现代工程领域中的重要研究内容之一。
通过建立数学模型和进行仿真分析，可以帮助我们更好地理解和优化机械控制系统的性能。
2.机械控制系统的基本原理机械控制系统通常由传感器、控制器、执行器和反馈回路组成。
传感器用于感知环境中的参数，控制器根据传感器提供的反馈信息进行决策，执行器执行控制指令，而反馈回路则用于监测执行器的输出，并将信息反馈给控制器，形成闭环控制。
3.建立机械控制系统的数学模型建立机械控制系统的数学模型是进行仿真分析的关键步骤。
常用的建模方法包括物理建模、数学建模和系统辨识等。
3.1物理建模物理建模是根据系统的物理特性和运动原理建立数学模型的方法。
以机械振动系统为例，可以使用牛顿第二定律和杆件挠曲理论等基本原理，建立其运动方程。
通过对运动方程进行求解，可以得到系统的响应和频率特性等信息。
3.2数学建模数学建模是根据信号与系统理论和数学工具，将机械控制系统抽象为数学模型的过程。
例如，可以使用传递函数描述控制系统的输入输出关系，利用状态空间模型分析系统的稳定性和响应特性。
3.3系统辨识系统辨识是一种通过实验数据分析系统动态特性并确定系统数学模型的方法。
利用现代系统辨识理论和算法，可以从实测数据中提取系统的参数和结构信息，进而建立准确的数学模型。
4.基于数学模型进行仿真分析建立了机械控制系统的数学模型之后，我们可以利用仿真工具进行仿真分析。
仿真分析可以帮助我们理解系统的工作原理、预测系统的性能以及进行系统优化。
4.1仿真平台与工具目前，有许多专门用于建模和仿真分析的软件平台和工具可供选择。
例如，MATLAB/Simulink是一套被广泛应用于系统建模和仿真的工具，提供了丰富的建模组件和仿真功能；ADAMS是一款用于多体动力学仿真的商业软件，适用于机械系统的多体建模和仿真。
4.2仿真分析的应用通过仿真分析，我们可以评估机械控制系统的性能指标，如响应时间、稳态误差以及抗干扰能力等。
机械系统的动力学仿真
机械系统的动力学仿真近年来，机械系统的动力学仿真在工程领域中扮演着重要的角色。
通过对机械系统进行仿真分析，可以有效地预测系统的动态性能，为设计与优化提供依据。
本文将介绍机械系统的动力学仿真以及其在工程应用中的重要性。
一、机械系统的动力学仿真概述机械系统的动力学仿真是指使用计算机模拟机械系统在特定工况下的运动规律和力学特性。
通过建立数学模型，包括质量、弹性、阻尼等参数，仿真方法可以模拟和预测机械系统的动态行为。
这对于机械系统的设计、优化和故障诊断等方面都具有重要意义。
二、机械系统动力学仿真的应用领域1. 汽车工程：在汽车工程领域，动力学仿真可以用于评估车辆的悬挂系统、转向系统和制动系统等的性能。
通过仿真模拟，可以预测车辆在不同路况下的悬挂系统的响应、车辆的操控性和稳定性等。
2. 航空航天工程：在航空航天工程领域，动力学仿真可以用于模拟飞机的飞行、着陆和滑行过程。
通过仿真模拟，可以评估飞机在各种工况下的动态响应、操纵特性和安全性能，以指导飞机结构的设计和飞行控制系统的优化。
3. 机械制造：在机械制造领域，动力学仿真可以用于评估机械设备的性能和可靠性。
通过仿真模拟，可以预测机械设备在运行时的受力情况、振动特性和故障概率，以指导机械设计的改进和维护策略的制定。
4. 能源工程：在能源工程领域，动力学仿真可以用于模拟和优化能源转换系统的动态性能。
例如，通过仿真模拟燃气轮机的运行过程，可以评估其燃烧效率、传热特性和机械振动等特性，以指导燃气轮机系统的设计和运行优化。
三、机械系统动力学仿真的方法1. 基于建模语言的仿真方法：这种方法基于建模语言，如MATLAB/Simulink 等，通过建立系统的数学模型和参数，进行仿真分析。
它可以有效地模拟机械系统的动态特性，但对于复杂系统的建模和仿真可能存在一定的困难。
2. 基于有限元法的仿真方法：这种方法使用有限元法建立机械系统的数学模型，通过分析和求解系统的运动方程，得到系统的动态响应和力学特性。
机械系统的运动学建模与仿真
机械系统的运动学建模与仿真机械系统是现代工程中不可或缺的一部分。
为了更好地了解和预测机械系统的运动行为，运动学建模与仿真技术应运而生。
本文将介绍机械系统的运动学建模与仿真的基本原理和方法，并探讨其在工程实践中的应用。
一、运动学建模运动学建模是通过对机械系统的运动进行描述和分析，以得出系统的运动规律和性能指标。
在运动学建模中，常用的方法有几何法、代数法和向量法。
1. 几何法几何法是一种基于图形分析的运动学建模方法。
通过绘制机械系统的图示，标注物体的位置、速度和加速度等信息，以揭示物体的运动规律。
几何法比较直观，适用于简单的机械系统，如连杆机构和滑块机构等。
2. 代数法代数法是一种利用代数方程描述运动学关系的方法。
通过建立机械系统的位置、速度和加速度等方程，以求解系统的动态行为。
代数法适用于较为复杂的机械系统，如齿轮传动和多关节机器人等。
3. 向量法向量法是一种运用向量分析描述运动学关系的方法。
通过定义机械系统的位置向量、速度向量和加速度向量，以研究系统的运动特性。
向量法具有较强的表达能力和灵活性，适用于各类机械系统。
二、仿真技术仿真技术是通过计算机模拟机械系统的运动行为，以探究系统的性能和优化设计。
目前，常用的机械系统仿真软件有ADAMS、MATLAB/Simulink和SolidWorks Motion等。
1. ADAMSADAMS是一种基于多体动力学的仿真软件，广泛应用于机械系统的动力学仿真和优化设计。
它具有强大的建模和分析能力，能够模拟不同类型的机械系统，包括机械臂、车辆和飞行器等。
2. MATLAB/SimulinkMATLAB/Simulink是一种通用的仿真软件，可用于各类工程系统的建模和仿真。
它提供了丰富的函数库和工具箱，可实现机械系统的动态仿真和性能分析。
3. SolidWorks MotionSolidWorks Motion是一种机械系统仿真软件，专门用于运动学和动力学仿真。
它集成在SolidWorks三维建模软件中，方便工程师进行机械系统的建模和分析。
机械设计基础中的机械系统建模与仿真
机械设计基础中的机械系统建模与仿真机械系统建模与仿真在机械设计的过程中起着关键的作用。
通过建立适当的数学模型和使用仿真工具，我们可以评估机械系统的性能、优化设计方案，并预测其在实际运行中的表现。
本文将介绍机械系统建模与仿真的基本概念和方法，并探讨其在机械设计中的应用。
一、机械系统建模机械系统建模是指将机械系统的几何、结构、运动等特征以数学形式表达出来，从而能够对其进行分析和仿真。
机械系统建模的关键是确定合适的数学模型，可以采用多种方法进行建模，例如基于物理原理的方程建模、基于统计学的概率模型等。
在建立机械系统的数学模型时，需要考虑系统的结构、参数和约束条件等因素。
结构包括机械元件的连接方式、布局等信息；参数指的是机械元件的物理特性，如质量、弹性系数等；约束条件是指机械系统在运动过程中受到的限制，如刚体运动时的约束、连杆机构的几何条件等。
通过准确地描述这些因素，可以建立起机械系统的数学模型。
二、机械系统仿真机械系统仿真是指利用计算机程序对机械系统进行模拟和分析。
仿真可以帮助我们在设计阶段预测系统的性能，从而在实际制造之前做出优化和调整。
常用的机械系统仿真软件有ANSYS、Pro/E等，它们提供了强大的分析工具和可视化界面，方便工程师对机械系统进行仿真分析。
机械系统仿真可以从多个方面对系统进行评估，如结构强度、运动轨迹、动力学特性等。
通过仿真分析，我们可以发现系统中存在的问题，并提出相应的改进措施。
例如，在设计汽车发动机时，可以利用仿真软件对其工作过程进行模拟，评估其燃烧效率、振动特性等，以及在不同工况下的性能表现。
三、机械系统建模与仿真在机械设计中的应用机械系统建模与仿真在机械设计中的应用非常广泛。
下面以几个具体的例子来说明：1. 汽车悬挂系统设计：通过建立汽车悬挂系统的数学模型，可以评估系统的动态特性和舒适性，优化悬挂系统的参数和结构，提高汽车的操控性和乘坐舒适性。
2. 机械机构设计：机械机构是指由多个运动副相互连接而成的系统，通过建立机械机构的数学模型，可以分析系统的运动学特性、动力学特性等，为机构设计提供理论基础。
机械系统建模与仿真在机械制造中的应用
机械系统建模与仿真在机械制造中的应用在当今的机械制造领域，机械系统建模与仿真技术正发挥着日益重要的作用。
这项技术不仅能够帮助工程师在设计阶段就发现潜在的问题，从而减少后期的修改和返工，还能优化生产流程，提高生产效率，降低成本。
机械系统建模，简单来说，就是将实际的机械系统通过数学模型、物理模型或两者结合的方式进行描述。
而仿真则是基于这些模型，利用计算机技术对机械系统的运行过程进行模拟和分析。
通过建模与仿真，我们可以在虚拟环境中对机械系统的性能、可靠性、稳定性等进行评估和预测，从而为实际的制造提供有力的指导。
在机械产品的设计过程中，建模与仿真技术能够大大缩短研发周期。
传统的设计方法往往需要通过多次的物理样机试验来验证设计的合理性，这不仅耗费时间和成本，而且在发现问题后进行修改也较为困难。
而利用建模与仿真技术，工程师可以在计算机上快速构建机械系统的模型，并对其在各种工况下的性能进行模拟分析。
例如，在设计一款新型发动机时，可以通过建模与仿真来研究其内部的燃烧过程、气体流动、零部件的受力情况等，从而优化发动机的结构和性能，在设计阶段就能够避免一些潜在的问题，减少物理样机试验的次数，显著缩短研发周期。
同时，建模与仿真技术在机械制造的工艺规划方面也具有重要价值。
在制定加工工艺时，需要考虑刀具路径、切削参数、工装夹具等多个因素。
通过对加工过程进行建模与仿真，可以预测加工过程中可能出现的变形、振动、刀具磨损等问题，从而优化工艺参数，提高加工质量和效率。
比如，在数控加工中，通过仿真可以提前发现刀具与工件之间的干涉，避免在实际加工中出现碰撞事故，保证加工的安全性。
在机械系统的性能分析和优化方面，建模与仿真更是发挥着不可替代的作用。
对于复杂的机械系统，如汽车的底盘系统、飞机的起落架系统等，其性能受到多个因素的相互影响。
通过建立精确的模型，并进行仿真分析，可以深入了解系统的动态特性，找出影响性能的关键因素，进而采取针对性的优化措施。
机械系统动力学分析与仿真方法
机械系统动力学分析与仿真方法机械系统动力学分析与仿真方法是研究机械系统运动规律和力学特性的重要领域。
通过分析机械系统的动力学特性，可以预测机械系统的运动轨迹、力学响应和能量转换。
同时，通过仿真方法可以模拟和验证机械系统的性能，优化设计和调整参数，提高机械系统的工作效率和可靠性。
在进行机械系统动力学分析和仿真之前，首先要建立机械系统的数学模型。
这一步通常是通过力学原理和方程来描述机械系统的运动和力学特性。
数学模型可以是刚体模型、弹性模型或连续介质模型，根据具体情况选择合适的模型来描述机械系统。
同时，还需要考虑机械系统的边界条件和约束条件，确保模型的准确性和可靠性。
基于建立的数学模型，可以采用数值方法进行机械系统的动力学分析。
最常用的数值方法是有限元法，它将机械系统划分为有限个小单元，通过计算每个小单元的运动规律和力学响应，从而得到整个机械系统的动力学特性。
有限元法广泛应用于结构分析、振动分析和疲劳寿命预测等领域，是一种十分强大和有效的分析方法。
除了有限元法，还有其他数值方法可以用于机械系统的动力学分析。
比如，多体动力学方法可以有效地描述机械系统中多个刚体的运动和相互作用。
多体动力学方法可以用于对车辆、机械手臂和飞行器等动力学问题的研究。
此外，还有基于粒子的方法，如离散元法和分子动力学方法，用于对颗粒物质的运动和相互作用进行分析。
通过动力学分析，可以获取机械系统的运动规律和力学响应。
这些信息对于机械系统的设计和优化至关重要。
通过对机械系统的动力学特性进行分析，可以优化设计参数，减小不稳定性和振动问题，提高机械系统的可靠性和性能。
此外，还可以通过分析运动轨迹和能量转换，寻找机械系统的节能潜力和优化方案。
除了动力学分析，仿真方法也是研究机械系统的重要手段。
仿真方法可以通过模拟机械系统的运动和力学特性，提供对机械系统性能和行为的直观理解。
同时，还可以在仿真环境中对机械系统进行虚拟实验和测试，加快设计和验证的过程。
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摘要：
本次课程设计主要事运用机械三维设计软件Solidworks 的COSMOSMotion 插件机械仿真，COSMOSMotion 可将物理运动与SolidWorks 中的装配体信息相结合通过将载荷从COSMOSMotion 无缝传入COSMOSWorks，可以直观显示零部件在单个时间点或整个仿真周期内的应力和位移。
完成运动模拟运行后，COSMOSMotion 可提供各种结果可视化工具。
通过这些工具，您可获得有关设计性能的高价值分析信息。
通过仿真的学习，我们可以初步了解仿真的基本思想及原理，对于三维设计系统仿真软件的使用也有一定初步的了解及其应用。
目录
摘要---------------------------------------1第一章机械方针的目的意义及任务
一．机械系统仿真的目的意义-----------------3二．机械系统仿真的任务---------------------3第二章机械仿真内容分析
一．平面连杆机构的运动仿真---------------------6 二．活塞式压气机的运动仿真---------------------8 三．凸轮机构运动学与动力学仿真----------------11 四．齿轮机构运动学与动力学仿真----------------14 第三章．总结与体会-------------------------16 参考文献-----------------------------------16
第一章机械系统仿真的目的意义及任务
一．机械系统仿真的目的意义
利用机械系统仿真软件，工程师可以在计算机上建立机械系统的模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进或优化样机设计方案。
机械系统仿真就是一总虚拟样机技术，其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件的在任意时刻的位置、速度和加速度，同时通过求解代数方程组来确定引起系统及其各构件运动所需要的作用力和反作用力。
运用这种技术，可以可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度的缩短产品的开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品的质量，提高产品的性能，获得最优化和创新的设计产品。
虚拟模型技术的应用贯串在整个设计过程当中。
它甚至可以用在概念设计和方案论证中，设计师可以把自己的经验与想象结合在计算机里的虚拟模型里，让想象力和创造力充分发挥。
二．机械系统仿真的任务
1设计题目平面机构系统仿真分析
2主要内容
（1）平面连杆机构的运动仿真
（2）活塞式压气机的运动仿真
（3）凸轮机构运动学与动力学仿真
（4）齿轮机构运动学与动力学仿真
3具体要求
（1）平面铰链四杆机构如图1所示，其构件几何参数为：曲柄长L1=60mm，连杆长L2=100mm，摇杆长L3=150mm，机架长L4=160mm。
在COSMOSMotion软件中对该铰链四杆机构进行运动模拟，并绘制连杆、摇杆质心位置处的运动轨迹、速度、加速度，以及机架上两运动副处的运动副反力和曲柄上的驱动力矩。
（2）活塞式压气机的实体模型示意图如图2所示，按表1所示压气机的工作过程及其对应的机构所处位置和受力数据对机构进行运动学模拟，绘制出活塞的运动轨迹、速度和加速度以及曲柄轴回转副的驱动力矩。
表1 活塞运转数据
（3）如图3所示摆动从动件凸轮机构，设凸轮以72m/s匀速转动，基圆半径R=50mm，滚子半径r=12mm，摆杆长L=120mm，凸轮回转中
心与摆杆的摆动中心距离a=150mm 。
在COSMOSMotion 软件中对该凸轮机构进行曲线碰撞运动仿真和3D 碰撞接触状态动力学仿真分析，摆杆上的阻力矩自定，要求绘制出摆杆任意时刻的位置、角速度和角加速度。
（4）如图4所示齿轮机构的三维模型，分两种情况进行仿真分析：一是给出一个主动轮，三个齿轮之间添加三维碰撞约束，在碰撞力作用下主动轮带动其余两个齿轮转动，观察碰撞过程中齿轮角速度波动情况，二是用耦合方式仿真分析三个齿轮的理想运转情况。
活塞缸(e n g i n e b l o
活塞(p o s i t o n ) 曲柄轴（c r a n k s h a
f t
)
连杆（c o n r o a d )
图1 铰链四杆机构 图2 活塞式压气机
图3 摆动从动件凸轮机构 图4 齿轮机构
第二章机械仿真内容分析
一．平面连杆机构的运动仿真
平面铰链四杆机构如图1所示，其构件几何
参数为：曲柄长L1=60mm，连杆长L2=100mm，摇
杆长L3=150mm，机架长L4=160mm。
在
COSMOSMotion软件中对该铰链四杆机构进行运动
模拟，并绘制连杆、摇杆质心位置处的运动轨迹、
速度、加速度，以及机架上两运动副处的运动副
反力和曲柄上的驱动力矩。
图1 铰链四杆机构
根据以上参数设置，进行系统仿真后，选择不同位置的plot 得出以下相关数据
曲线：
连杆质心处的运动轨迹，速度，加速度如图：（在z方向上速度加速度都为零）
摇杆质心处的运动轨迹，速度，加速度如图：
曲柄上的驱动力矩如图：
曲柄与机架的运动副反力如图：
摇杆与机架的运动副反力如图：
二．活塞式压气机的运动仿真
活塞式气压机是一种将机械能转化为势能的机构，其机构简图与汽车发动机活塞杆组相同。
电动机通过皮带带动曲柄转动，由连杆推动活塞做移动，压缩气缸内的空气达到需要的压力，曲柄转一周，活塞往复移动一次，压气机的工作过程课分为吸气，压缩，排气。
活塞式压气机的实体模型示意图如图2所示，按表1所示压气机的工作过程及其对应的机构所处位置和受力数据对机构进行运动学模拟，绘制出活塞的运动轨迹、速度和加速度以及曲柄轴回转副的驱动力矩。
活塞缸(engineblock)
活塞(positon) 曲柄轴（crankshaft)
连杆（conroad)
表1 活塞运转数据
添加运动副进行参数设置，进行运动学和动力学仿真，得到以下相关的数据曲线
活塞质心在xyz 方向的位移，如下图
C M P o s i t i o n - X (m m )
C M P o s i t i o n - Z (m m )
活塞质心的速度在xyz 方向曲线及其合成曲线，如下图
活塞质心加速度xyz 方向曲线及其合成曲线，如下图
曲柄轴回转副的驱动力矩曲线，如下图（只有在z 方向存在）
三．凸轮机构运动学与动力学仿真
如图3所示摆动从动件凸轮机构，设凸轮以72m/s 匀速转动，基圆半径R=50mm ，滚子半径r=12mm ，摆杆长L=120mm ，凸轮回转中心与摆杆的摆动中心距离a=150mm 。
在COSMOSMotion 软件中对该凸轮机构进行曲线碰撞运动仿真和3D 碰撞接触状态动力学仿真分析，摆杆上的阻力矩自定，要求绘制出摆杆任意时刻的位置、角速度和角加速度。
图3 摆动从动件凸轮机构
2D 碰撞运动仿真数据图 摆干任意时刻xyz 方向的位置图
C M P o s i t i o n - X (m m )
(m m
)
C M P o s i t i o n - Z (m m )
摆干任意时刻xyz 方向角速度图及其合成图
(
摆干任意时刻xyz 方向角加速度图及其合成图
)
(3D 碰撞接触状态动力学仿真 摆干任意时刻xyz 方向的位置图
C M P o s i t i o n - X (m m )
C M P o s i t i o n - Y (m m )
C M P o s i t i o n - Z (m m )
摆干任意时刻xyz 方向角速度图及其合成图
(
摆干任意时刻xyz 方向角加速度图及其合成图
)
(
四．齿轮机构运动学与动力学仿真
（4）如图4所示齿轮机构的三维模型，分两种情况进行仿真分析：一是给出一个主动轮，三个齿轮之间添加三维碰撞约束，在碰撞力作用下主动轮带动其余两个齿轮转动，观察碰撞过程中齿轮角速度波动情况，二是用耦合方式仿真分析三个齿轮的理想运转情况。
图4 齿轮机构
一由于碰撞齿轮角速度波动情况
耦合方式仿真分析三个齿轮理想运动情况
第三章．总结与体会
通过本次实验实验，初步了解了机械系统仿真的基本原理，对于仿真过程有了一个初步的了解，懂得了如何限制运动副以及设计运动驱动力，使机件运行。
了解了如何设置如何让一些参数的设置，进行系统仿真，最后对机构进行运动学和动力学分析，确定系统及其各个构件的在任意时刻的位置、速度和加速度，同时通过求解代数方程组来确定引起统及其各个构件运动所需要的作用力和反作用力。
运用机械系统仿真，可以大大简化产品开发过程，大幅度的缩短产品的开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品的质量，提高产品的性能，获得最优化和创新的设计产品。
参考文献
[1] 张均富. 机械系统仿真课程设计指导书，2007年.
[2] 张晋西，郭学琴. Solidworks及COSMOSMotion机械系统仿真.北京：清华大学出版社，2007.。