哈工大机械原理大作业1-29.doc

哈尔滨工业大学机械原理课程设计Harbin Institute of Technology机械原理大作业一课程名称： 机械原理 设计题目： 连杆机构运动分析 院 系： 机电学院 班 级： 1208105 分 析 者： 殷琪 学 号： 1120810529 指导教师： 丁刚 设计时间： 2014.05.20 哈尔滨工业大学设计说明书1 、题目如图所示机构，一只机构各构件的尺寸为AB=100mm，BC=4.28AB，CE=4.86AB，BE=8.4AB，CD=2.14AB，AD=4.55AB，AF=7AB，DF=3.32AB，BCE=139。构件1的角速度为1=10rad/s，试求构件2上点E的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。2、机构结构分析该机构由6个构件组成，4和5之间通过移动副连接，其他各构件之间通过转动副连接，主动件为杆1，杆2、3、4、5为从动件，2和3组成级RRR基本杆组，4和5组成级RPR基本杆组。如图建立坐标系3、各基本杆组的运动分析数学模型1) 位置分析2) 速度和加速度分析将上式对时间t求导，可得速度方程：将上式对时间t求导，可得加速度方程:RRR级杆组的运动分析 如下图所示 当已知RRR杆组中两杆长LBC、LCD和两外副B、D的位置和运动时，求内副C的位置、两杆的角位置、角运动以及E点的运动。1) 位置方程由移项消去后可求得：式中，可求得：E点坐标方程：其中2) 速度方程两杆角速度方程为式中，点E速度方程为3) 加速度方程两杆角加速度为式中，点E加速度方程为RPR级杆组的运动分析（1） 位移方程（2）速度方程 其中 （3）加速度方程4、 计算编程利用MATLAB软件进行编程，程序如下:% 点B和AB杆运动状态分析r=pi/180;w1=10; e1=0;l1=100;Xa=0;Ya=0;Vax=0;Vay=0;aax=0;aay=0; f1=0:1: 360; % B点位置Xb=Xa+l1*cos(r*f1);Yb=Ya+l1*sin(r*f1);% B点速度Vbx=Vax-w1*l1*sin(r*f1);Vby=Vay+w1*l1*cos(r*f1);% B点加速度abx=aax-l1*w1.2.*cos(r*f1);aby=aay-l1*w1.2.*sin(r*f1);% RRR2级杆组运动分析% 输入D点参数l2=428;l3=214;Xd=455;Yd=0;Vdx=0;Vdy=0;adx=0;ady=0;% 计算E点、2杆、3杆运动参数lbe=840;lce=486;a0=2*l2*(Xd-Xb);b0=2*l2*(Yd-Yb);c0=l22+(Xb-Xd).2+(Yb-Yd).2-l32;f2=2*atan(b0+sqrt(a0.2+b0.2-c0.2)./(a0+c0);% C点位置Xc=Xb+l2*cos(f2);Yc=Yb+l2*sin(f2);% 2杆、3杆运动参数计算dX=Xc-Xd;dY=Yc-Yd;for n=1:length(dX) if dX(n)0&dY(n)=0 f3(n)=atan(dY(n)/dX(n); elseif dX(n)=0&dY(n)0 f3(n)=pi/2; elseif dX(n)=0 f3(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n); elseif dX(n)0&dY(n)0 f3(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n); elseif dX(n)=0&dY(n)0&dY(n)0&dY(n)=0 f5(n)=atan(dY(n)/dX(n); elseif dX(n)=0&dY(n)0 f5(n)=pi/2; elseif dX(n)=0 f5(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n); elseif dX(n)0&dY(n)0 f5(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n); elseif dX(n)=0&dY(n)0&dY(n)0 f5(n)=2*pi+atan(dY(n)/dX(n); endendw5=(-Vex.*sin(f5)+Vey.*cos(f5)./l5;a5=(-aex.*sin(f5)+aey.*cos(f5)./l5;% 画出各参数曲线figure(1);plot(Xe,Ye,k);xlabel(Xe/mm);ylabel(Ye/mm);grid on;title(E点位置);figure(2);plot(f1,f5,k);xlabel(f/circ);ylabel(f5/circ);grid on;title(5杆角位移);figure(3);plot(f1,w5,k);xlabel(f/circ);ylabel(w5/rad/s);grid on;title(5杆角速度);figure(4);plot(f1,a5,k);xlabel(f/circ);ylabel(a5/rad/s2);grid on;title(5杆角加速度);Warning: Unable to interpret TeX string Xe/mm5、计算结果 图一：E点的运动轨迹 图二：5杆角位移 图三：5杆角速度 图四：5杆角加速度6、计算结果分析