机械原理大作业 连杆机构.docx

机械原理大作业（一）作业名称： 机械原理大作业 设计题目： 连杆机构运动分析 院 系： 机电工程学院 班 级： 1108102 设 计 者： 张修文 学 号： 11108103213 指导教师： 陈明 设计时间： 2013年6月25日 哈尔滨工业大学机械设计连杆机构设计说明书1、 运动分析题目如图1-18所示机构，已知机构各构件的尺寸为 = 90，AB = 108mm，AD = 266mm，DG = 278mm，EF = FG = 114mm，BC = CE = CD = 200mm,构件1的角速度为w1 = 10rad/s,试求构件2上的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。 图1-182、对机构进行结构分析该机构由1个I级杆组RR（原动件1）、II级杆组RRR（杆2、杆3）和II级杆组RRR（杆4、杆5）组成。3、各基本杆组的运动分析数学模型（1）原动件杆1（级杆组RR）如图3所示图3 级杆组RR已知原动件杆1 的转角 = 0360，角速度1 = 10rad/s，角加速度1 = 0 转动副A 的位置坐标XA=0，YA=0；速度XA= 0，YA= 0；加速度XA”= 0，YA”= 0 原动件杆1 的长度LAB = 100mm，可求转动副B 的位置坐标（XB，YB），速度（XB， YB）和角加速度（XB”， YB”）；（2）杆2 和杆3（级杆组RRR）如图4所示图4 级杆组RRR由于BC = CE = CD = 200mm，所以，可以根据几何关系求出杆2与X轴之间的夹角，B 的位置坐标（XB，YB）；速度（XB， YB）；角加速度（XB， YB） 杆2 的长度LBE = 400mm，杆3的长度为LCD = 200mm。可求点E 的位置坐标（XE，YE），速度（XE， YE）和角加速度（XE，YE）；（3）杆4 和杆5（级杆组RRR）如图5所示图5 级杆组RRR已知点E 的位置坐标（XE，YE），速度（XE， YE）和角加速度（XE，YE），EF = FG = 114mm，G点的坐标为（-266,278）；速度XG=0，YG=0；加速度XG=0，YG=0，可求杆5 的角位移，角速度 及角加速度。4、建立坐标系以A点为坐标原点，杆AD所在的直线为X轴，垂直于AD的直线为Y轴，建立直角坐标系，如下图2所示 图25、计算编程%输入各杆长度LAB = 108;LAD = 266;LDG = 278;LEF = 114;LFG = 114;LBC = 200;LCE = 200;LCD = 200;%输入角速度w1 = 10;%符号变量t为时间syms t;F = w1 * t;%B点坐标XB = LAB * cos(w1 * t);YB = LAB * sin(w1 * t);%B点速度，加速度X1B = diff(XB);Y1B = diff(YB);X2B = diff(X1B);Y2B = diff(Y1B);%D点坐标，速度，加速度XD = -266;YD = 0;X1D = 0;Y1D = 0;X2D = 0;Y2D = 0;A0 = 2 * LBC * (XD - XB);B0 = 2 * LBC * (YD - YB);LBD = sqrt(XB-XD)2+(YB-YD)2);C0 = LBC 2 + LBD 2 - LCD 2;%CD杆与x轴夹角Fi = 2 * atan(B0 - sqrt(A0 2 + B0 2 - C0 2)/(A0 + C0);%C点坐标，速度，加速度XC = XB + LBC * cos(Fi);YC = YB + LBC * sin(Fi);X1C = diff(XC);Y1C = diff(YC);X2C = diff(X1C);Y2C = diff(Y1C);%E点坐标，速度，加速度XE = 2*XC - XB;YE = 2*YC - YB; X1E = diff(XE);Y1E = diff(YE);X2E = diff(X1E);Y2E = diff(Y1E);%G点坐标，速度，角速度 XG = -266;YG = 278;X1G = 0;Y1G = 0;X2G = 0;Y2G = 0;A00 = 2 * LEF * (XG - XE);B00 = 2* LEF * (YG - YE);LEG = sqrt(XE - XG)2+(YE - YG)2);C00 = LEF 2 + LEG 2 - LFG 2;%FG与x轴夹角Fii = 2 * atan(B00 + sqrt(A00 2 + B00 2 - C00 2)/(A00 + C00);%F点坐标，速度，加速度XF = XE + LEF * cos(Fii);YF = YE + LEF * sin(Fii); X1F = diff(XF);Y1F = diff(YF);X2F = diff(X1F);Y2F = diff(Y1F);%5杆位移，角速度，角加速度 O1 = atan(YF - YG)/(XF - XG);w = diff(O1);a = diff(w);%输出5杆的位移，角速度，角加速度关系图 alpha=0:pi/25:pi/5;alpha=0:pi/250:pi/5;%角度O1=subs(O1,alpha);O1=double(O1);plot(alpha,O1);w=subs(w,alpha);w=double(w);plot(alpha,w);a=subs(a,alpha);a=double(a);plot(alpha,a);%输出E点轨迹 alpha2=0:pi/500:pi/5;%角度x = subs(XE,alpha2);y = subs(YE,alpha2);plot(x,y,r);6、计算结果杆2上点E的轨迹如图6所示图6 E的轨迹构件5的角位移，角速度，角加速度角位移与时间的关系，如下图所示