摘 要

在人类的发展长河中，机械扮演了相当重要的角色，作为其中的重要组成部分机构的地位更是不可置疑，因此机构学成为了在生产过程中不得不大力研究的一个部分。

本文首先概述了机构学的发展，同时对于MATLAB软件进行一些基础的介绍与讲解。其中MATLAB的使用主要在于编程与GUI的设计，在基础的逻辑编程之上也多用了函数编程。而机构学中，除概述机构学以外，着力点主要放在连杆的介绍及其问题的解决，通过六个基础问题以及三个优化问题，大体上解决了生产中经常遇见的多数连杆设计问题，以期提高生产效率。

利用MATLAB等优化软件解决机械设计问题已经成为时下主流的设计思想，MATLAB等软件的灵活性正好配合机械问题的多变性，可以在生产中获得极大的便利。

该设计主要以数字化生产为主体思想，通过灵活使用MATLAB软件让连杆问题根据其分类不同，可以得到多个实用性强，操作灵活的程序，并且可以此为基础进行其他零部件的设计与优化。希望通过阅读本文可以让大家可以更好地了解MATLAB与机械相结合的方式，并加以使用。

关键词：机构 连杆 MATLAB 优化

Optimization and Simulation Design of Commonly Used Mechanisms (Parts) -- Connecting Rod Design

Abstract

In the long river of human development, machinery plays a very important role. As an important part of the organization, the status of the machinery is not to be questioned. Therefore, the institution has become a part of the study that we have to study vigorously in the process of production. This paper first outlines the development of mechanism, and gives some introductions and explanations to MATLAB software at the same time. The use of MATLAB is mainly based on programming and GUI design, and functional programming is also used on the basis of logic programming.

In the study of institutions, in addition to the overview of institutional science, the focus is mainly on the introduction of the connecting rod and the solution of its problems. Through six basic problems and three optimization problems, most of the problems often encountered in production are solved in general in order to improve the production efficiency.

Using MATLAB and other optimization software to solve the problem of mechanical design has become the mainstream design thought. The flexibility of MATLAB and other software coincides with the variability of mechanical problems, and can be greatly facilitated in production.

The design mainly takes digital production as the main idea. Through the flexible use of MATLAB software, the connecting rod problem is different according to its classification. Many practical and flexible procedures can be obtained, and the design and optimization of other parts can be carried out on the basis of this design. I hope that by reading this article, you can better understand the way MATLAB combines with machinery and use it.

Key words: mechanism; connecting rod; MATLAB; optimization

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 机构学的概念与发展 1

1.1.1机构学的概念与地位 1

1.1.2 机构学的发展与成果 1

1.1.3 机构学的未来 3

1.2 MATLAB的介绍 3

1.2.1 MATLAB的基础功能 3

1.2.2 MATLAB的优化 4

1.3 课题介绍和内容安排 5

第二章 连杆机构常用设计方法 6

2.1 连杆机构的介绍 6

2.2 连杆机构的设计方法 7

2.2.1 图解法 7

2.2.2 解析法 7

2.3 连杆机构的优化方法 8

2.3.1 优化函数的含义 8

2.3.2 优化函数的使用 8

第三章 铰链四杆机构的设计 10

3.1 铰链四杆机构的常规设计 10

3.1.1 已知连架杆BC三个角度设计四杆机构 10

3.1.2 连杆位置用连杆平面上任意两点MN表示设计四杆机构 14

3.1.3 已知三组主从动件对应角位移设计四杆机构 17

3.1.4 只给定机架长度先选择类型再设计四杆结构 21

3.1.5 已知行程速比、摆角、及最小传动角设计四杆结构 25

3.2 铰链四杆机构的优化设计 28

3.2.1 预先规定四杆机构运动轨迹的优化设计 28

3.2.2 预先规定连杆运动函数的优化设计 33

第四章 曲柄滑块机构设计 39

4.1 曲柄滑块机构的常规设计 39

4.2 曲柄滑块机构的优化设计 41

第五章 铰链四杆机构的运动分析与仿真 44

5.1 铰链四杆机构的运动方程 44

5.2 铰链四杆机构的仿真编程 45

第六章 曲柄滑块机构的运动分析及仿真 47

6.1 曲柄滑块机构的运动方程 47

6.2 曲柄滑块机构的仿真编程 48

第七章 发动机曲柄活塞机构的Pro/E三维建模 50

7.1 三维模型零件的设计 50

7.2 三维模型组件的组装 52

第八章 连杆机构软件包的经济学分析 56

8.1 连杆机构软件市场分析 56

8.2 连杆机构包成本核算 57

第九章 总结与展望 58

参考文献 60

附录1 已知连架杆BC三个角度设计四杆机构M文件 62

附录2 连杆位置用连杆平面上任意两点MN表示设计四杆机构M文件 64

附录3 已知三组主从动件对应角位移设计四杆机构M文件 65

附录4 只给定机架长度先选择类型再设计四杆结构M文件 66

附录5 已知行程速比、摆角、及最小传动角设计四杆结构M文件 71

附录6 铰链四杆机构的运动分析与仿真M文件 72

附录7 预先规定四杆机构运动轨迹的优化设计M文件 75

附录8 预先规定四杆机构运动函数的优化设计M文件 77

附录9 曲柄滑块机构的常规设计M文件 79

相关图片展示：