曲柄机构动力学仿真.doc

济南大学毕业设计济南大学毕业设计PAGE-2-PAGE-2-毕业设计题目曲柄机构动力学仿真学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0701学生李亮亮学号20070403084指导教师冯德振二〇一一年五月三十一日济南大学毕业设计--摘要动力学是理论力学的一个分支，它主要研究作用于物体上的力、力矩与物体运动的关系。机械系统动力学是面向机械机构及系统的动力学学科，研究方法主要是根据机械系统建立等效动力学模型，利用动力学基本原理和方法求解。机械系统动力学根据系统特性一般将机械系统分为刚性机械系统、刚性平面机构惯性力的平衡、含弹性构件的机械系统、挠性转子的系统振动与平衡、间隙运动副的机械系统、含变质量构件的机械系统等几个方面进行研究。动力学方程的求解方法主要有欧拉法、龙格库塔法、微分方程组与高阶微分方程的解法、矩阵形式的动力学方程等。本设计研究的是单自由度机械系统动力学仿真分析，以曲柄机构为研究对象，建立机构的动力学分析模型进行计算，用MicrosoftVisualC++6.0作为工具实现模型计算和分析的模块化。关键词：动力学；仿真；VC++；曲柄机构；绘图ABSTRACTDynamicsisabranchoftheoreticalmechanics，itmainlyresearchestherelationshipbetweenmovementofobjectsandforceortorquethatactingonanobject.Mechanicalsystemdynamicsisthebranchofdynamicswhichisorientedtomechanicalmechanismandmechanicalsystem.Theresearchmethodsmainlyisestablishingequivalentdynamicmodelaccordingtothemechanicalsystem,thenusedynamicsbasicprinciplesandmethods(Newton'ssecondlaw,d'alembert'sprinciple,Lagrangianequationsofmotion,Kaneequation,influencecoefficientmethod,transfermatrixmethodetc)tosolvethemodel.Itisusuallythattheseseveralaspectsareresearched.Mechanicalsystemdynamicsaccordingtosystemiccharacteristicsofmechanicalsystemgenerallydividesmechanicalsystemintorigidmechanicalsystem,Rigidplanarmechanismofinertialforcebalance,Mechanicalsystemswithelasticcomponents,Flexiblerotorsystem'svibrationandbalance,Clearancejointmechanicalsystems,mechanicalsystemwithvariablemasscomponentetc.ThesolutionofdynamicequationcanbeEulermethod,rungekuttamethod,Solutionofdifferentialequationswithhigherorderdifferentialequations,kineticequationintheformofMatrixetc.Thedesignmainlyresearchessingle-degreeoffreedommechanicalsystemdynamics.ItistakingcrankastheresearchobjectandestablishingthedynamicmodelforcalculatingandalsousingMicrosoftVisualC6.0asatooltoanalysisandmakingthemodelmodular.Keywords：dynamics；emulation；VC++；CrankMechanism；Drawing1前言曲柄连杆机构是内燃机、压力机、冲床等机器设备的关键机构，在工业生产、日常生活中应用广泛。机器的振动、噪声大部分来源于曲柄连杆机构，因此对其进行优化设计是提高机器性能的有效途径。目前曲柄机构动力学仿真主要对特定型号的发动机进行模拟，利用三维软件做出模型，通过仿真分析软件做出分析。但是其