本站原创摘 要：文章建立了压床机构运动分析和动力学分析模型,并运用MATLAB对其进行分析与仿真.该方法可为其他连杆分析提供借鉴.
关 键 词 ：压床机构；MATLAB；运动学；动力学
平面机构运动学与动力学分析方法有图解法和解析法.图解法虽然具有形象直观的特点,但是从现代科技和工业发展的要求来看,它不仅精度较低,费时较多,而且不便于把机构分析的问题和机构综合问题联系起来.解析法正好能克服上述缺点,随着计算机技术的发展和普及,其应用将是越来越广泛[1].在机械原理课程设计中,因压床机构具有典型的代表性,故以此作为设计题目.本文以压床机构为研究对象,建立其运动学和动力学的分析模型,并利用工程中常用且适宜平面机构分析和仿真的Matlab语言,并编制了集分析和仿真于一体的分析软件.
1.压床机构运动分析模型
1.1 位置分析
压床机构机构运动简图见图1.
式中 Li-各构件的长度,i等于1,2,3,4.
?兹i-各构件矢量的方位角,i等于1,2,3,4.
1.2 速度分析
1.3 加速度分析
2.压床机构动力分析模型
压床机构各运动副反力写为FRij,且FRij等于FRijx+FRijy.同一运动副中,作用在不同构件上的两个力,大小相等,方向相反,即FRij等于-FRji.各运动副处的力对质心的力矩计算方法与理论力学中的相同,方向逆时针为正,顺时针为负.限于篇幅惯性力和惯性力矩的计算略.仅给出运动副反力和平衡力矩矩阵形式的平衡方程：
AFR等于D
式中：A-为系数矩阵,FR-为未知力列阵,D-为已知力列阵.其中：
3.基于MATLAB 分析及仿真的实现
基于上述分析,运用MATLAB 语言编写实现压床运动学、动力学分析及仿真程序.其主要使用的功能函数和命令有：程序运行前,clc命令用来清除命令窗口的内容,clear命令可以用来清除工作空间的内容,防止误操作和数据混乱.运用控制流for-end循环结构,按照迭代的方法,以曲柄作为循环控制变量实现对整个运动周期,按照运动规律进行逐点的参数计算.为了循环结构的运行速度更快,可以再循环结构执行之前采用全零数组命令zeros（n）预先定义数组的大小.
利用本文编制的程序,按表1和2中给出的参数进行压床机构的运动学、动力学运算与仿真.图2为运动学分析仿真曲线.图3为动力学分析仿真曲线.
4.结束语
本文基于MATLAB,完成了压床机构运动学分析和动力学分析,并实现了运动仿真.运算程序简洁明了、易于实现.可为其它类型平面连杆机构运动学和动力学提供较好的借鉴.