01-哈工大机械原理大作业任务书-连杆机构参考模板.docx

连杆机构设计1设计题目（9）在图1-9所示的机构中，已知lAB=60mm，lBC=180mm，lDE=200mm，lCD=120mm，lEF=300mm，h=80mm，h1=85mm，h2=225mm，构件1以等角速度w1=100rad/s转动。求在一个运动循环中，滑块5的位移、速度和加速度曲线。2对机构进行结构分析，找出基本杆组 AB即杆件1为原动件 DECB即杆件2、3为RRR型II级杆组 其中CE为同一构件上点， EF和滑块即4、5为RRP型II级杆组3各基本杆组的运动分析数学模型 RRR杆组运动分析的数学模型1.位置分析设两个构件长度,及外运动副,的位置已知，求两个构件的位置角,及内运动副的位置。选定坐标系及相应的标号如下图,构件的位置角约定从响应构件的外运动副引轴的方向线，按逆时针量取。设外运动副，的位置坐标分别为（,），（,）,则 内运动副点坐标为：构件的位置角：位置分析过程中应注意两个问题：（1） 因为，的位置及杆长，都是给定的，这就可能出现或的情况。在这两种情况下实际上不可能形成RRR杆组，计算过程中应及时验算上述条件，如满足上述条件应中止运算并给出相应信息。（2）在给定，的条件下，可能有两个位置如上图中的和，相应的和，我们称为杆组的两种工作状态。对于实际构件而言，杆组只可能在一种工作状态下运动，而且在机构运动过程中只要不出现 的情况（这种情况下，机构处于瞬时运动不确定状态，设计时应避免）杆组就不会从一种工作状态变为另一种工作状态，所以运动分析时可预先按机构的实际工作位置，指明杆组是哪一种工作状态。约定状态参数：为逆时针读取时=1，为顺时钟时= -1。2.速度分析 设外运动副，点的速度，及，已知，求点的速度， 及构件，的角速度,。因为 将上式对时间t微分：注意到： （1）式（1）可写为令： 则： 将，值代入式（1） 即可求得,。3.加速度分析设外运动副，点的加速度 已知，求点的加速度, 及构件的角加速度。将式(1)对时间t微分得：式中： 内运动副点的加速度可由微分式（1）求得。 平面运动构件（单杆）的运动分析已知构件上的点的位置,，速度为,，加速度为，及过点的点的线段的位置角，构件的角速度，角加速度，求构件上点和任意指定点（位置参数，）的位置、速度、加速度。，点的位置为： ，点的速度，加速度为： RRP杆组运动分析的数学模型1. 位置分析设已知外运动副点及移动副导路上任意一选定参考点的位置，构件的长度及导路的位置角，求构件的位置角及内运动副点的位置（如右图）。角从水平线到度量。由向导路作垂线，垂足为，令=,=,= 则 ) 点相对于导路上参考点的滑移距离： 显然，当时无解。 当时有两个解，对应于杆组的不同位置状态。若 ,则，约定状态参数=1；若 ,则，则约定状态参数=-1。内运动副的位置坐标： 构件的位置角： 2. 速度分析,点的速度为，及，已知，导路的角速度，求构件K1的角速度，点的速度，及点相对于导路上重合点的相对速度构件 （2）上式对时间微分，可解出：式中： 点的速度为： , 3.加速度分析，点的加速度及移动副导路的角加速度已知，求构件的角加速度，点的加速度,及点相对于移动副导路上重合点的相对角速度。 对式（2）进行两次微分可得： 式中：点的加速度：4建立坐标系，程序设计及画图以D点为坐标原点，自然方向为坐标xy轴（1）滑块5的位移曲线（使用matlab编程画图，详见附录1）（2）滑块5的速度曲线（使用matlab编程画图，详见附录2）（3）滑块5的加速度曲线（使用matlab编程画图，详见附录3）附录附录1t=0:0.0002.*pi:0.04.*pi;xd=225+60.*cos(100.*t);yd=80+60.*sin(100.*t);A0=2.*120.*xd;B0=2.*120.*yd;C0=120.2+xd.2+yd.2-180.2;ai=2.*atan(B0+sqrt(A0.2+B0.2-C0.2)./(A0+C0);xe=200.*cos(ai);ye=200.*sin(ai);xf=xe-sqrt(300.2-(165-ye).2);plot(t,xf)附录2t=0:0.0002.*pi:0.04.*pi;xd=225+60.*cos(100.*t);yd=80+60.*sin(100.*t);A0=2.*120.*xd;B0=2.*120.*yd;C0=120.2+xd.2+yd.2-180.2;ai=2.*atan(B0+sqrt(A0.2+B0.2-C0.2)./(A0+C0);xe=200.*cos(ai);ye=200.*sin(ai);xf=xe-sqrt(300.2-(165-ye).2);vf=diff(xf);t=0:0.0002.*pi:(0.04-0.0002).*pi;plot(t,vf);附录3t=0:0.0002.*pi:0.04.*pi;xd=225+60.*cos(100.*t);yd=80+60.*sin(100.*t);A0=2.*120.*xd;B0=2.*120.*yd;C0=120.2+xd.2+yd.2-180.2;ai=2.*atan(B0+sqrt(A0.2+B0.2-C0.2)./(A0+C0);xe=200