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ABSTRACT: This paper mainly studies are by using Mathematical software programming on the designing and modeling of the mechanism motion, obtain mechanism motion 3d graphics, analysis of mechanism motion characteristics, then will design institution into motion simulation software Workingmodel for simulation, by comparing the two software institutions movement characteristics of to achieve the expected results. For mechanism design, it can draw Workingmodel in first in the 2D figure, then take the feasible scheme into Mathematica in programming to get accurate 3d mechanism motion figure. By studied the Mathematica and Workingmodel ,we have designed 7 mechanisms, include the comparing of simple crank slider and scotch yoke mechanisms, four-bar derivatives of institutions, the design of planetary gear train and differential gear train, and the design of cam based on Workingmodel and excel ect. Through the design and simulated these mechanism,we not only learn to use two kinds of practical mechanism design and analysis software, and learn some mechanical design method. KEYS: Mathematica，Workingmodel，Simulation，Mechanism motion
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运动分析

位置、速度、加速度分析 正弦机构的位置、速度、加速度图像始终 是正弦曲线，而曲柄滑块机构因为存在急 回运动，所以在推程与回程阶段的加速与 加速度不相等，并且加速度在最大压力角 位置处最大，在压力角为零处最小。
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Workingmodel仿真

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三、本研究的主要任务
1、曲柄滑块机构与正弦机构的运动比较及仿 真 2、油矿泵的结构分析以及运动仿真 3、理想化凸轮跟随机构的设计与仿真 4、四杆机构的分析与仿真 5、基于workingmodel 2D的轮系分析 6、基于workingmodel 2D的齿轮连杆组合机 构仿真分析 7、基于workingmodel 2D和Excel的凸轮建模
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目前在科技和工程界上比较流行和著名的数学软件主要有四个，分别是 Maple、MATLAB、MathCAD和Mathematica。它们在各自针对的目标都有不 同的特色。 Mathematica是由美国物理学家Stephen Wolfram领导的Wolfram Research开发 的数学系统软件。它拥有强大的数值计算和符号计算能力，在这一方面与 Maple类似，但它的符号计算不是基于Maple上的，而是自己开发的。 Mathematica的基本系统主要是用C语言开发的，因而可以比较容易地移 植到各种平台上，Mathematica是一个交互式的计算系统，计算是在用户和 Mathematica互相交换、传递信息数据的过程中完成的。Mathematica系统所接 受的命令都被称作表达式，系统在接受了一个表达式之后就对它进行处理， 然后再把计算结果返回。5.1版本以后的可以用各种格式保存文件和剪贴内容， 包括RTF、HTML、BMP等格式。 Mathematica的符号功能是最强的。且它的运行构架是最优的。符号运算 效力与解析能力是最好的。它的构架由核心系统与前端系统构成。两个系统 既合作又独立。这个比Matlab的构架都要优秀。它是专为研究人员开发的。 至于Maple的符号能力根本就比Mathematica弱很多的。它基本上是为中学生 与大学生之学习研发的。不足以进行物理学与技术科学的运演。而 Mathematica是最好的物理学科研的工具。Matlab是最好的技术科学数值求解 的工具。朋友们应该知了。数值类的数学软件是Matlab最好最全。符号分析 类的数学软件是Mathematica最好。
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最初，Mathematica的影响主要限于物理学、工程学、和数 学领域。但是，随着时间的变化，Mathematica在许多重要 领域得到了广泛的应用。现在，它已经被应用于科学的各 个领域--物理、生物、社会学、和其它。许多世界顶尖科 学家都是它的忠实支持者。它在许多重要的发现中扮演着 关键的角色，并是数以千计的科技文章的基石。在工程中， Mathematica已经成为开发和制造的标准。世界上许多重要 的新产品在它们的设计某一阶段或其它阶段都依靠了 Mathematica的帮助。在商业上，Mathematica在复杂的金 融模型中扮演了重要的角色，广泛地应用于规划和分析。 同时，Mathematica也被广泛应用于计算机科学和软件发展： 它的语言元件被广泛地用于研究、原型、和界面环境。

2油矿泵.wm2d Workingmodel仿真只是做了大概的运动仿 真，所以运动并不是很精确。
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3.理想化凸轮跟随机构的设计与仿真

3理想凸轮跟随机构.nb 该机构共有5个活动构件，5个低副，2个高 副，2个局部自由度，所以自由度为1。
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运动分析
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机构分析和运动分析
自由度公式 F=3n-(2Pl +Ph –P `)-F ` F是自由度，n为活动构件数 Pl是低副个数，Ph是高副个数 P `是虚约束个数，F `是局部自由度
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1.曲柄滑块机构与正弦机构的运 动比较及仿真



1曲柄滑块正弦机构.nb 此机构由一个曲柄滑块机构和一个正弦机 构组成，公用一个原动件。 这两个机构均由3个活动构件，4个低副组 成。 两个机构自由度均为1
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二、 Mathematica简介

介绍mathematica的主要功能 应用mathematica的优点 mathematica在工程和科学研究中的应用情 况
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介绍mathematica的主要功能

Mathematica是一款科学计算软件，很好地结合了 数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文 本系统、和与其他应用程序的高级连接。很多功 能在相应领域内处于世界领先地位，截至2009年， 它也是为止使用最广泛的数学软件之一。 Mathematica的发布标志着现代科技计算的开始。 自从20世纪60年代以来，在数值、代数、图形、 和其它方面应用广泛，Mathematica是世界上通用 计算系统中最强大的系统。自从1988发布以来， 它已经对如何在科技和其它领域运用计算机产生 了深刻的影响。
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Mathematica是三大数学软件之一(MATLAB、Mathematica、 Maple)，功能强大，能够进行几乎一切形式的数学运算(能 够进行纯符号运算、可以进行复杂的微积分运算、可以解 方程或方程组、可以编辑动画、可以绘制漂亮并且动态函 数图像、可以高效的编写程序并能将程序代码以C或 Fortran的形式输出、可以制作网页、可以通过Mathematica 上网等等，Mathematica设计者的初衷就是开发一款全能型 的软件)，当然也能求解线性规划问题。不过Mathematica 属于大型软件了，学起来要花不少时间的(相比于 MATLAB和Maple，Mathematica是最容易上手的了，语法 具有高度的一致性）。
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4.四杆机构的分析与仿真

4用四杆机构画封闭曲线.nb 相当于三个活动杆件，四个转动副，那么 自由度等于1。
基于Mathematica和 Workingmodel的 机构运动分析与设计
组员：机电0808 金文涛 08222010 机电0806 谢 萌 08225016 机电0806 杨 岳 08225019 机电0806 吴开龙 08225015
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摘要



摘 要：本文主要研究的是通过利用数学软件Mathematica编程对机构 进行设计与建模，获得机构运动的三维图形，分析机构运动的特点， 然后将设计的机构导入到运动仿真软件Workingmodel中进行仿真，通 过比较在两个软件中机构运动的特点来获得预期的结论。对于机构设 计，可以先在Workingmodel中画出的机构运动2D图，进行仿真，然后 将可行的方案在Mathematica中编程得到精确的三维机构运动图。我们 通过学习使用Mathematica和Workingmodel，一共研究并仿真了七个机 构，有曲柄滑块与正弦机构的运动比较，有四杆机构的衍生机构，有 行星轮系与差动轮系的设计，以及基于Workingmodel与excel的凸轮设 计等，通过对设计这些机构并且对它们进行仿真，不仅学会使用两款 实用的机构设计分析软件，而且学会一些机械设计的方法。 关键字：Mathematica，Workingmodel，仿真，机构运动