曲柄滑块机构的优化设计及运动仿真.doc

学士学位论文

系别：机电工程系

学科专业：机械设计制造及自动化

2011年5月

曲柄滑块机构的优化设计及运动仿真

系别：机电工程系

学科专业：机械设计制造及自动化

姓名：

指导教师：

2011年5月

曲柄滑块机构的优化设计及运动仿真

摘要

本论文主要针对目前国内外采用图解法对曲柄滑块机构的设计研究，普遍存在着机构的设计效率、设计精度以及设计质量低的诸多不足，从而导致了机构的运动潜能没有得到充分的发挥，还会使得机构的运动性能不良、运动不顺畅，不能实现预期的运动要求。而运用MATLAB对曲柄滑块机构进行优化设计与运动仿真，可以达到设计的目的。通过设计的要求，先建立起优化目标的数学模型，然后对设计目标确定约束条件，再运用MATLAB中的优化工具箱编程求解最优方案。其次根据所求得的优化尺寸，运用仿真工具箱进行运动仿真，最后再对仿真结果运动分析。为此，利用功能强大的MATLAB软件设计曲柄滑块机构，及其中的Simulink模块，可以方便的实现机构的优化设计和运动仿真，提高了机构的设计效率、设计精度以及降低了开发的成本。

关键词：曲柄滑块机构，优化设计，运动仿真，MATLAB，运动规律

OPTIMALDESIGNOFSLIDER-CRANKMECHANISMANDSIMULATION

ABSTRACT

Inthispaper,usinggraphicmethodforthecurrentdomesticandinternationalorganizationsonthedesignoftheslidercrank,theprevalenceofbodydesignefficiency,designaccuracy,anddesignthedisadvantagesoflowquality,leadingtotheinstitution'sathletictalentisnotgivenfullplay,butalsowillmakethepoorkinematicperformance,movementisnotsmooth,themovementcannotachievethedesiredrequirements.CrankslidermechanismontheuseofMATLABtooptimizethedesignandmotionsimulationtoachievethedesignobjectives.Requirementsthroughthedesign,firstbuiltamathematicalmodelofoptimizationobjectives,andthendeterminetheconstraintsonthedesigngoals,andthenusetheoptimizationtoolboxinMATLABprogrammingtosolvetheoptimalsolution.Second,theoptimizationaccordingtothesizeobtainedusingthesimulationtoolboxforsimulation,andfinallymotionanalysis.Tothisend,theuseofthepowerfulMATLABsoftwareslider-crankmechanism,andtheSimulinkmodule,youcaneasilyachieveorganizationaloptimizationandmotionsimulation,improvedthedesignefficiencyofinstitutions,designaccuracyandreducethedevelopmentcosts.

Keywords:Slider-Crankmechanisms;Optimization;MotionSimulation;MATLAB;Lawofmotion

目录
目录 1
摘要
第1章绪论
选题的目的及意义
优化设计方法的概述
国内外的研究现状
本文主要研究内容
第2章曲柄滑块机构的受力分析
曲柄滑块机构的分类
曲柄滑块机构的动力学特性
曲柄滑块机构中运动学特性
第3章偏置式曲柄滑块机构的优化设计
优化软件的介绍
MATLAB的发展历程和影响
MATLAB在机构设计中的应用
机构优化设计实例分析
设计目标的建立
根据设计要求，确定约束条件
利用MATLAB进行优化设计
编制优化程序
程序运行结果及处理
对优化结果进行验证和分析