RPP平面连杆机构的动态仿真[毕业论文+Matlab程序]

机械设计毕业课题：RPP平面连杆机构的动态仿真含毕业论文、任务书、开题报告、英文文献翻译、Matlab程序

RPP平面连杆机构的动态仿真[毕业论文+Matlab程序]

摘要

利用力矩、复数推导了曲柄、RPPII级杆组的运动学和动力学数学模型，对其编制相应的M函数，并给于一定的初值，将适用于MATLAB仿真的矩阵数学模型，对给定的RPPII级机构、RPR—RPP六杆机构为例说明如何使用这二个仿真模块建立MAllAB仿真模型，并对其仿真结果的正确性加以判别．其主要目的是以组成机构的杆组为仿真模块，搭建各种平面连杆机构MATLAB仿真模型，可以对各种机构进行运动、动力学仿真。

关键词：运动学 动力学 机构 仿真 杆组 MATLAB

Kinematic simulation & dynamic simulation of RPP II degree of freedom mechanism with MATLAB

Abstract

Use of torque, the plural is derived crank, RPPII class bar group's kinematic and dynamic mathematical model, its preparation of the corresponding M function, and to the initial value at a certain, will apply to the MATLAB simulation of the matrix model, given The RPPII level institutions, RPR-RPP 6 as examples of how to use these two simulation module to establish MAllAB simulation model and its simulation results to determine the accuracy. Its main purpose is to bar group constituted bodies simulation module, build a variety of planar linkage MATLAB simulation model, can exercise a variety of institutions, dynamics simulation.

Key words：kinematics mechanism simulation bar group MATLAB

目录

1.引言 1
1.1 平面连杆机构概述 1
1.2 杆组 1
1.3 机构的组成原理 2
2 曲柄原动件、RPP平面连杆运动学数学模型的建立 2
2.1 曲柄原动件运动学分析 2
2.11 曲柄原动件运动学数学模型的建立 2
2.12 曲柄MATLAB运动学仿真模块M函数 2
2.2 RPP四杆运动学分析 3
2.21 RPP四杆运动学数学模型的建立 3
2.3 RPP四杆机构MATLAB运动仿真 5
2.31 RPP四杆机构MATLAB仿真模型 5
2.32 用MATLAB实现牛顿-辛普森求解方法 7
2.4 RPP四杆机构MATLAB仿真结果 9
3 RPR—RPP六杆机构MATLAB运动学仿真 12
3.1 RPRII级杆组MATLAB运动学仿真模块 12
3.2 RPR—RPP六杆机构 14
3.21 RPR—RPP六杆机构MATLAB仿真模型 14
3.22 RPR—RPP杆组M函数为： 16
3.23 RPR—RPP六杆机构MATLAB仿真结果 17
4 曲柄、RPP杆组的MATLAB动力学分析 20
4.1 曲柄MATLAB动力学仿真模块 20
4.11曲柄的动力学矩阵表达式 20
4.2 RPRII级杆组的动力学仿真模块 22
4.21 RPRII级杆组动力学矩阵表达式 22
4.22 RPRII级杆组MATLAB动力学仿真模块M函数 23
4.3 RPPII级杆组的动力学仿真模块 25
4.31 RPPII级杆组动力学矩阵表达式 25
4.32 RPPII级杆组MATLAB动力学仿真模块M函数 26
4.4 RPR—RPP六杆机构MATLAB动力学仿真 27
4.41 RPR—RPP六杆机构MATLAB仿真模型 30
4.42 RPR—RPP六杆机构MATLAB仿真结果 33
总结 36
参考文献 37
致 谢 38

1引言

在大学四年学习，通过老师的讲解和自己的学习，收获了很多，深深的喜欢上了机械这个行业，对机械设计方面很是喜欢，我所研究的课题就是通过MATLAB做平面连杆RPP仿真，进一步加深了对平面连杆的研究。此次毕业设计，要求我对MATLAB软件有一定的认识，在加上我学完了机械原理，进行了生产实习之后，进行的一个重要的实践性环节。这要求我们把所学的机械原理和实践知识相结合，在实际的设计中综合地加以运用，这有助与提高了我们分析和解决实际问题的能力，为以后从事相关的技术工作奠定的基础。

1.1平面连杆机构概述

平面连杆机构是将各构件用转动副或移动副联接而成的平面机构。最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，简称平面四杆机构。它的应用非常广泛，而且是组成多杆机构的基础。

全部用回转副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构。仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。对于铰链四杆机构来说，机架和连杆总是存在的，因此可按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

在实际机械中，平面连杆机构的型式是多种多样的，但其中绝大多数是在铰链四杆机构的基础上发展和演化而成。如曲柄滑块机构、导杆机构等。

1.2杆组

机构的从动件系统一般还可以进一步分解成若干个不可再分的自由度为零的构件组合，这种组合称为基本杆组，简称杆组。

对于只含低副的平面连杆机构，若杆组中有N个活动构件、个低副，因杆组自由度为零，故有：
为保证n和 均为整数，n只能取偶数。根据n的取值不同，杆组可以分为以下几种情况。

（1）n=2，的II级杆组

II级杆组为最简单，也是应用最多的基本杆组。根据3个运动副（转动副用R表示，运动副用P表示）的不同组合，II级杆组分为5种，RRRII级杆组、 RRPII级杆组、 RPR II级杆组、PRPII级杆组和RPPII级杆组 。

（2）n=4， 的III级杆组

III级杆组特别是III级以上杆组早实际应用中较少，故在这里不再介绍。

1.3机构的组成原理

任何机构都可以看做是由若干个基本杆组依次联接于原动件和机构而构成的，者就是所谓机构的组成原理。把由最高级别为II级杆组的基本杆组构成的机构称为II级机构，把最高级别为III级杆组的基本杆组构成的机构称为III级机构。其余类推。

2 曲柄原动件、RPP平面连杆运动学数学模型的建立

2.1曲柄原动件运动学分析

2.11 曲柄原动件运动学数学模型的建立

如图2.1所示，在复数坐标系中，曲柄AB复向量的模rj为常数、幅角θj为变量，通过转动副A与机架连接，转动副A的复向量的模ri为常量、幅角θi为常量，曲柄AB端点B的位移、速度和加速度的推导如下：