哈工大机械原理大作业(连杆机构).docx

大作业1 连杆机构运动分析一、 题目（13）在图中1-13所示的牛头刨床机构中，已知各构件尺寸为：AB=108mm, CE=620mm, EF=300mm, H1=350mmH=635mm,曲柄1以等角速度转动，转速为n1=255r/min。试求滑块5上点F的位移、速度、和加速度。二、 划分基本杆组该机构由I级杆组RR（原动件1）、II级杆组RPR（杆3、滑块2）、II级杆组RRP（杆4、滑块5）组成。三、 建立数学模型建立坐标系：以C为原点，水平方向为X轴，CA所在直线为Y轴建立直角坐标系（如图4）。取曲柄1水平且位于A点右侧为初始时刻，设曲柄1角速度为w，由题意知w= 255260 =8.5 rad/s （1）设曲柄1转角为，则B点坐标：xB= AB cos= AB coswtyB=H1+AB sin= H1+AB sinwt （2）设CE杆所在直线斜率为K C点为原点= yBxB = H1+lABsinwtlAB （3）设CE杆与X轴正向夹角为（ 当k0, =arctan(k) ；当k0, =-arctan(k) ）E点坐标：xE= yEk yE=CE sin （4）其中，tan=k(0),即sincos=k,所以cos=sink。由cos2 + sin2 =1得sin2k2 + sin2 =1。又00,得sin=k1+k2 (5)联立（4）、（5）式，可得E点坐标：xE= lCE k1+k2 yE= lCE k21+k2 （6）由于滑块5只能在水平方向上运动，F点纵坐标已知且固定为H，所以我们不妨设F点坐标（xF,H）。|EF|=EF（xE - xF）2 +( yE H)2 =EF2 （7）易知方程式（7）解出的xF有两个值，设为x1,x2 (x1xE)EF +CE H且CEHE点始终在F点的右下方xF =0 q(m)=atan(k(m);else q(m)=pi-atan(-k(m);endyE(m)=lCE*sin(q(m);xE(m)=yE(m)/k(m);xF(m)=xE(m)-(-H2+lEF2-yE(m)2+2*yE(m)*H)(1/2);s(m)=xF(m)-x0;endfigureplot(t,s)title();xlabel(t /s),ylabel(S /m);输出图像：2、F点速度clearclc; lAB=0.108;lCE=0.62;lEF=0.3;H1=0.35;H=0.635;n1=255;w=n1*2*pi/60;t=0:0.0001:3;xF=zeros(length(t),1);for m=1:length(t)xB(m)=lAB*cos(w*t(m);yB(m)=H1+lAB*sin(w*t(m);k(m)=yB(m)/xB(m);if k(m)=0 q(m)=atan(k(m);else q(m)=pi-atan(-k(m);endyE(m)=lCE*sin(q(m);xE(m)=yE(m)/k(m);xF(m)=xE(m)-(-H2+lEF2-yE(m)2+2*yE(m)*H)(1/2)+0.1142;endfor m=1:length(t)-1dxF(m)=(xF(m+1)-xF(m)/0.0001;enddxF(length(t)=dxF(length(t)-1); figureplot(t,dxF)title();xlabel(t /s),ylabel(v /(m/s);输出图像：3、F点加速度clearclc; lAB=0.108;lCE=0.62;lEF=0.3;H1=0.35;H=0.635;n1=255;w=n1*2*pi/60;t=0:0.0001:3;xF=zeros(length(t),1);for m=1:length(t)xB(m)=lAB*cos(w*t(m);yB(m)=H1+lAB*sin(w*t(m);k(m)=yB(m)/xB(m);if k(m)=0 q(m)=atan(k(m);else q(m)=pi-atan(-k(m);endyE(m)=lCE*sin(q(m);xE(m)=yE(m)/k(m);xF(m)=xE(m)-(-H2+lEF2-yE(m)2+2*yE(m)*H)(1/2)+0.1142;endfor m=1:length(t)-1dxF(m)=(xF(m+1)-xF(m)/0.0001;enddxF(length(t)=dxF(length(t)-1);for m=1:length(t)-1ddxF(m)=(dxF(m+1)-dxF(m)/0.00