机械系统仿真报告

1、机械系统仿真SIMULATIONS OF MECHANINICAL SYSTEM目录机械系统仿真课程设计任务书平面四杆机构的运动学仿真三.曲柄滑块机构运动与动力学仿真配气凸轮机构运动与动力学仿真五.总结机械系统仿真课程设计任务书学院名称：专业：年级:学生姓名：学号：指导教师:1 设计题目典型机械机构仿真分析2 主要内容图 1 平面四杆机构图 2 曲柄滑块机构图 3 配气凸轮机构3 具体要求(1)完成上述机构的运动仿真(运动参数：Angular Velocity = deg/s)；( 2) 仿真结果包括：运动轨迹、速度、加速度、运动副反力及驱动力矩等；4 完成后应上交的材料课程设计分析报告 1 份，字数不少于 8000 字。要求：(1)报告包括封面、中文摘要、目录、分析报告正文、参考文献等；(2)报告正文包括：机械系统仿真的目的意义，仿真分析内容(应有必要的文字和插图)，课程设计总 结与体会。5 推荐参考资料1 张晋西. Solidworks 及 COSMOSMotion 机械系统仿真.北京：清华大学出版社，2007指导教师签名日期2011年 12月丄日系主任审核日期2011年 12月丄

2、日前言：由于上机时间有限，而且有些图不方便截取，因此用网上查找图片（装配零件不同）代替，仅表示操作过程，另有不同的地方会具体说明。数据：运动参数Angular Velocity = 389 deg/s,（第三个零件配气凸轮机构取15290deg/s）平面四杆机构的运动学仿真一、具体要求 对平面四杆杆机构进行运动学仿真，绘制曲柄，连杆，摇杆质心位置处的运动轨迹、速度和加速度，绘制主运动副处的驱 动力/力矩。二、Solidworks2006SP0 软件操作步骤1、从程序或者桌面学习软件文件夹中启动Solidworks2006SP0软件。2、在Solidworks软件中打开平面四杆机构的装配模型。操作步骤如图2.1、2.2所示。预览I打开）卜I配胃参考（Z）打开收藏| 口 SolidWorks Office Professional 2006文件（日视图加工具帮助（也I连杆机构取消W桌面我的文档0预览址）厂高级C）厂只看） 厂轻化文件名（S）:文件类型広）：|SolidWorks 文件（*. sldprt： *. sldasm;Descripti on我黑近查找范围0):fcnxr ar图

3、2.1 打开文件$厅离& 曲连杆机构（默认Display State-1+ Al注解+ Desig n Bin der+边光源0前视基准面&上视基准面$右视基准面L原点 區也（f）机架i 園感（-）曲柄e 隱爲（-）连杆Vl 酸爲（-）揺杆1 0 配合卷 重合1（机架i,曲柄i 同心i（机架勺,曲柄 卷 重合2（曲柄1,连杆1 心重合3（机架1,摇杆1 箱同心4（机架摇杆1 爲 Concentric 1 （连杆 Vl,摇 g Concentric2 （曲柄Vl,连2.2平面四杆机构的装配模3、单击图2.2中管理器的丄按钮，管理器发生变化如图2.3所示。Motion Model日需j Assembly Components 嗚摇杆J 感曲柄 臨机架-1 感连杆1-$ Parts 褊 Moving Parts 無I Ground Parts日瞬)匚onstraints 卜JointsQ Contact電匚匸Wl已出吟 Motion曰爭Forces jo Springs Q Dampers 仑 Bushings 、Action Only% Action/Reaction(=l JU Resu

4、lts 浜 Trace Path Q Linear Disp D Angular Disp j兔 Velocity 卞 Acceleration 吝R已action Fdf匚已 嘔 XY Plots图 2.3 Motion 管理器4、选中管理器中的“Motion Model”，右击鼠标弹出菜单如图2.4。II1Mutiun Moi|p|疇 Asseml 0摇; 範曲;睜连; -嗚 Parts-翳匚onstrMaterial卜IntelliMotion BuilderWelcome.About.Help.ILQLLSystem DefaultsDisplay ParametersAnimation ParametersPlot Defaults图 2.45、选中弹出菜单中的“Intellimotion Builder”，弹出Intellimotion Builder对话框如图2.5所示。对话框首先显示Units页，供用户设置力（换成常用单位牛顿）和时间单位（秒）。单击“Next”继续，出现图2.6,供用户设置重力方向。图 2.5图 2.66、定义可动的和固定的零件单击“Next”继续，出

5、现图2.7所示的对话框，在该对话框中供用户设置可动的和固定的零件。图 2.7定义机构的可动的和固定的零件具体操作如下：1） 若要设置固定的零件（机架“Ground Parts”，则用鼠标选中图2.7右边框中的机架-1”并按住鼠标左键拖动鼠标至“Ground Parts”处释放，如图2.8所示。（上机都是英文，因此part-1,part-5为固定零件）2）若定义机构的可动的零件“Moving Parts”，贝洗按住“Ctrl”键并用鼠标选中所有可动的零件：“摇杆-1”、“曲柄-1”、“连杆-1”（part-2,part-3,part-4），然后按住鼠标左键拖动鼠标到“Moving Parts ”处释放。也可以按照第（1）步中的操作 一个一个地定义可动的零件。按照上述两个操作即可定义完成机构的可动的和固定的零件，此时图形显示区所显示的机构变成如图2.10 所示的情形。图 中用相应的图表显示了机构构件连接的运动副形式和构件的重心位置，这样机构定义已全部完成。图 2.8图 2.9EH丄E亘ICustom斶舔 SolidWorks Office Premium 2006 -连杆机枸 *1鸭 Fi

6、ls Edit View Insert Tools COSMOSWorks Motion Window Help|參日襲期由女*9*0 R朮艺8麗客国荻园|塔繰囤QJQ &申 邙0 0 0|00 爾空冲书囲回回丝回孚&Editing Assembly 3 書& Motion Model 疇 Assembly Components日感Parts| 自骷 Moving Parts|申怨摇杆-1：由感曲柄-1曲感连杆一 1 EI 曇 Ground PartsE渥I机架-1H 辱 Constraints0 电 Joints宙“Q Concentric 1曲越 Revolute2 |+RevoluteSContact|I- Couplers呻 Motiori日爭Forces:呂 Springs 卜、Dampers：“E Bushings、Action Only Action,ReactionB UT ResultsTrace Path:Q Linear Dispi - |1 Angular Disp:-為 Velocity厶 AccelerationReaction Force 旧 XY Plo

7、ts|时坠淨鞠卷唸彗賈 嗓 倉 前|蟲盪 盛层iwHiaAW潔却&屋昂示 写习|K 他署”國更昌邑曹|理出丄6越甘輕巻|銘習诸歧却t?|A血磐醫夕聊 國|酶瞬潜叵图 2.107、运动副定义和属性设置单击图2.9中的“Next”继续，出现图2.11。图 2.11在图 2.11所示界面上可对机构的运动副进行一些设置和定义。如果展开连接，你的浏览器应如图2.12所示。这些是从SolidWorks中映射的约束，我们不必添加任何约束。因此使用“Intellimotion Builder”可不对机构的运动副作定义，由系统自动完成。图 2.128、机构的运动定义单击“Next”两次，进入Motion属性页如图2.13所示。选中图2.13框中显示的机构主运动副“Revolute”，如果展开它 会看见它是连接“机架-1（part-1）”和“曲柄-1（part-2） ”的运动副。此时需要用户在右边选项中进行设置。1）在“Motion On”处选择“Rotate Z”，因为平面四杆机构绕其Z轴旋转。2）在“Motion Type”处选择“Velocity”，此时属性页变化成如图2.14所示。3）在图 2.1

8、4 中的 “Function”处设置“Constant”。4） 在图2.14中的“Angular Velocity”处设置“389度”，即机构的指定角速度约束为389 deg/sec。完成上述设置后，单击“Next”进入仿真属性页如图2.15所示。图 2.13图 2.149、机构运动仿真在图2.15所示的“Simulation”属性页，设置一些仿真参数如持续时间、帧数等等。并在对话框窗口中按压仿真按钮Simulation”。然后观察图形显 示窗口的情况。图 2.1510、其他仿真结束后，图2.15中的“Next”激活。单击“Next”可进入图2.16所示的动画属性页。一般不需要改变。单击图2.16中“Next”可进入干涉检查属性页，在“Interferences”属性页可检查机构是否发生干涉，并在图形窗口显示。 若再单击“Next”则可进入VRML属性页，在“VRML”属性页可创建虚拟显示图形。11、仿真后处理仿真完成后，需要采集仿真结果，如机构各构件的位移、速度和加速度以及机构各运动副反力/力矩和机构的驱动力/力矩等。如果需要绘制“连样1(part-1) ”的运动参数，可在图形窗口的Motion”管理器选中“连样1(part-1)”后单击鼠标右键,弹出如图 2.17 所示的菜单。图 2.16备 Actiun OnlyCM PositionMutiun ModelAssembly CrimpLinentsParts 陽 r-luving Parts+唏摇杆-1i-unstraints+ 喪 Revolute2+ 感 ReYolu

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