机构运动参数测定 机械原理实验指导书 曲柄摇杆模拟仿真C语言程序

实验指导书

一、实验目的

1．利用计算机对平面机构结构参数进行优化设计，并且实现对该机构的运动进行仿真和测试分析，从而了解机构结构参数对运动情况的影响；

2．利用计算机对实际平面机构进行动态参数采集和处理，做出实测的机构动态运动和动力参数曲线，并与相应的仿真曲线进行对照，从而实现理论与实际的紧密结合；

3．利用计算机对机构进行平衡设置和调节，观察其运动不均匀状况和振动情况，进一步掌握平衡的意义和方法；

4．通过对平面机构中某一构件的运动、动力情况分析测定及整个机构运动波动及振动情况的测定分析，锻炼对于一般机械运动问题进行综合分析的能力。

二、实验设备和仪器

本实验所用仪器为：ZNH-A/1曲柄导杆滑块机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台，ZNH-A/2曲柄摇杆机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台，ZNH-A/3凸轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台，ZNH-A/4槽轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台。

1．ZNH-A/1曲柄导杆滑块机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台

该实验台的测试机构一种形式为曲柄导杆滑块机构（如图3-1所示）；还可拆装成另一种形式为曲柄滑块机构（如图3-2所示）。

      图3-1  曲柄导杆滑块机构实验台                 图3-2  曲柄滑块机构实验台

2．ZNH-A/2曲柄摇杆机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台

该实验台的测试机构如图3-3所示。

图3-3  曲柄摇杆机构实验台

3．ZNH-A/3凸轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台

该实验台的测试机构一种形式为盘形凸轮机构（如图3-4所示），并配有四个不同运动规律的测试凸轮；另一种形式为圆柱凸轮机构（如图3-5所示）。

图3-4 盘形凸轮机构实验台               图3-5 圆柱凸轮机构实验台

4．ZNH-A/4槽轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台

该实验台的测试机构一种形式为四槽槽轮机构（如图3-6所示）；另一种形式为八槽槽轮机构（如图3-7所示）。

图3-6盘形凸轮机构实验台               图3-7 圆柱凸轮机构实验台

三、测试原理图

图3-8 测试原理图

四、实验内容

（一）曲柄滑块机构实验内容

1.曲柄滑块机构设计：是通过计算机进行的辅助设计，包括按行程速比系数设计和连杆运动轨迹设计的两种方法。

2.曲柄运动仿真和实测：能过数模计算得出曲柄的真实运动规律，作出曲柄角速度线图和角加速度线图，进行速度波动调节计算。

3.滑块运动仿真和实测：通过数模计算得出滑块的真实运动规律，作出滑块相对曲柄转角的速度线图，加速度线图。

4.机架振动仿真和实测：通过数模计算，先得出机构的质心(即激振源)的位移，并作出激振源在设定方向上的速度线图，激振力线图（即不平衡惯性力），并指出需加平衡质量。

（二）曲柄摇杆机构实验内容

1.曲柄运动仿真和实测：通过数模计算得出曲柄的真实运动规律，作出曲柄角速度线图和角加速度线图。

2.滑块运动仿真和实测：通过数模计算得出滑块的真实运动规律，作出滑块相对曲柄转角和速度线图，加速度线图。

3.机架振动仿真和实测：通过模数计算，先得出机构的质心(即激振源)的位移及速度，并作出激振源在设定方向上的速度线图，激振力线图（即不平衡惯性力）。

（三）凸轮机构实验内容

1.凸轮运动仿真和实测：能过数模计算得出凸轮的真实运动规律，作出凸轮角速度线图和角加速度线图，并进行速度波动调节计算。

2.推杆运动仿真和实测：通过数模计算得出推杆的真实运动规律，作出推杆相对凸轮转角和速度线图，加速度线图。

（四）槽轮机构实验内容

1.槽轮机构设计：根据工作要求，选择适合的槽轮机构原始参数，通过计算机进行的辅助设计。

2.拨盘运动仿真和实测：能过数模计算得出拨盘的真实运动规律，作出拨盘角速度线图和角加速度线图。 

3.槽轮运动仿真和实测：通过数模计算得出槽轮的真实运动规律，作出槽轮相对拨盘转角的角速度线图，角加速度线图。

五、实验方法和步骤

l．打开计算机，运行有关实验测试分析及运动分析软件，详细阅读软件中有关操作说明。

2．启动有关实验设备，调定电动机运转速度。

3．等实验设备运行稳定后，由实验测试分析及运动分析软件的主界面选定具体实验项目，进入该实验界面。

4．先点击实验界面中“实测”键，计算机自动进行数据采集及分析，并作出相应的动态参数的实测曲线。

5．然后，点击该界面中的“仿真”键，计算机对该机构进行运动仿真，并作出动态参数的理论曲线。

6．打印理论曲线和实测曲线及有关参数。

7．如果要做其它项目的实验，点击“返回”键，返回主界面，选定实验项目。以下步骤同前。

8．分析比较理论曲线和实测曲线，并编写实验报告。

六、实验操作注意事项

   初次使用时，需仔细参阅本产品的说明书，特别是注意事项：

1．拆下有机玻璃保护罩用清洁抹布将实验台，特别是机构各运动构件清理干净，加少量N68～48机油至各运动构件滑动轴承处。

2．面板上调速旋钮逆时针旋到底（转速最低）。

3．检查各运动构件的运动状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡死现象。

4．一切正常后，方可开始运行按实验指导书的要求操作。

七、思考讨论题

 原动件的真实运动规律为什么不是匀速运动？

曲柄摇杆 四杆机构电脑程序模拟仿真C语言程序

#include

#include

Void main()

{

double l1,l2,l3,l4,w1,w2,w3,j1,j2,j3,A,B,C,D,E,F,d1,d2,d3,pi;

l1=0.049;l2=0.276;l3=0.241;l4=0.298;w1=8.50;pi=3.1415926;

for(d1=0;d1<=2*pi;d1=d1+pi/6)

{

A=2*l1*l3*sin(d1);B=2*l3*(l1*cos(d1)-l4);C=l2*l2-l1*l1-l3*l3-l4*l4+2*l1*l2*cos(d1);

D=2*l1*l2*sin(d1);E=2*l2*(l1*cos(d1)-l4);F=l1*l1+l2*l2+l4*l4-l3*l3-2*l1*l1*cos(d1);

d2=2*atan((D-sqrt(D*D+E*E-F*F))/(E-F));

d3=2*atan((A-sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C);

w3=w1*l1*sin(d1-d2)/(l3*sin(d3-d2);

w2=-w1*l1*sin(d1-d3)/(l2*sin(d2-d3);

j2=-(w1*w1*l1*cos(d1-d3)-w2*w2*l2*cos(d2-d3)+w3*w3*l3)/l2/sin(d2-d3);

j3=(w1*w1*l1*cos(d1-d2)+w2*w2*l2-w3*w3*l3*cos(d3-d2))/l3/sin(d3-d2);

  }

}