哈工大威海机械原理大作业连杆14题.docx
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哈工大威海机械原理大作业连杆14题
机械原理
大作业设计说明书
课程名称：
机械原理
设计题目：
连杆运动分析（14）
院系：
汽车工程学院
班级：
1301703
设计者：
高伟
学号：
130170306
哈尔滨工业大学（威海）
平面连杆机构运动分析
1．题目及原始数据
4．用matlab编程（程序）
4.1构件5的角位移
xa=0;
ya=0;
xd=300;
yd=-500;
xg=-430;
yg=210;
fe=265;
ab=100;
gf=670;
be=460;
bc=460;
cd=250;
a7=pi/6;
ec=2*bc*sin（a7/2）;
a1=0:
0.001:
2*pi;
t=a1./10;
xb=ab.*cos（a1）;
yb=ab.*sin（a1）;
a2=atan（（yd-yb）./（xd-xb））+pi;
bd=sqrt（（（yb-yd）.*（yb-yd））+（（xb-xd）.*（xb-xd）））;
a3=acos（（bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc）./（2*bd.*cd））;
xc=xd-cd.*sin（a2+a3-pi/2）;
yc=yd+cd.*cos（a2+a3-pi/2）;
fori=1:
length（a1）
ifatan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））>0
a4（i）=atan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））;
else
a4（i）=atan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））+pi;
end
end
fori=1:
length（a1）
ifa4（i）+5*pi/12ye（i）=yc（i）+ec.*cos（a4（i）-1/12*pi）;
xe（i）=xc（i）-ec.*sin（a4（i）-1/12*pi）;
else
ye（i）=yc（i）-ec.*sin（a4（i）-7*pi/12）;
xe（i）=xc（i）-ec.*cos（a4（i）-7*pi/12）;
end
end
fori=1:
length（a1）
ifatan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））>0
a5（i）=atan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））;
else
a5（i）=atan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））+pi;
end
end
ge=sqrt（（ye-yg）.*（ye-yg）+（xe-xg）.*（xe-xg））;
a6=acos（（ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf）./（2*ge.*fe））;
xf=xe-fe.*cos（a5+a6-pi）;
yf=ye-fe.*sin（a5+a6-pi）;
a10=acos（（ge.*ge+gf*gf-fe*fe）./（2*gf.*ge））;
plot（t,a5-a10）;
>>title（'构件5的角位移'）;
xlabel（'t/s'）;
ylabel（'角度rad'）;
gridon;
4.2构件5的角速度
xa=0;
ya=0;
xd=300;
yd=-500;
xg=-430;
yg=210;
fe=265;
ab=100;
gf=670;
be=460;
bc=460;
cd=250;
a7=pi/6;
ec=2*bc*sin（a7/2）;
a1=0:
0.001:
2*pi;
t=a1./10;
xb=ab.*cos（a1）;
yb=ab.*sin（a1）;
a2=atan（（yd-yb）./（xd-xb））+pi;
bd=sqrt（（（yb-yd）.*（yb-yd））+（（xb-xd）.*（xb-xd）））;
a3=acos（（bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc）./（2*bd.*cd））;
xc=xd-cd.*sin（a2+a3-pi/2）;
yc=yd+cd.*cos（a2+a3-pi/2）;
fori=1:
length（a1）
ifatan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））>0
a4（i）=atan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））;
else
a4（i）=atan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））+pi;
end
end
fori=1:
length（a1）
ifa4（i）+5*pi/12ye（i）=yc（i）+ec.*cos（a4（i）-1/12*pi）;
xe（i）=xc（i）-ec.*sin（a4（i）-1/12*pi）;
else
ye（i）=yc（i）-ec.*sin（a4（i）-7*pi/12）;
xe（i）=xc（i）-ec.*cos（a4（i）-7*pi/12）;
end
end
fori=1:
length（a1）
ifatan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））>0
a5（i）=atan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））;
else
a5（i）=atan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））+pi;
end
end
ge=sqrt（（ye-yg）.*（ye-yg）+（xe-xg）.*（xe-xg））;
a6=acos（（ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf）./（2*ge.*fe））;
xf=xe-fe.*cos（a5+a6-pi）;
yf=ye-fe.*sin（a5+a6-pi）;
a10=acos（（ge.*ge+gf*gf-fe*fe）./（2*gf.*ge））;
plot（t（1:
6283）,diff（a5-a10）./diff（t））;
title（'构件5的角速度'）;
xlabel（'t/s'）;
ylabel（'角速度rad/s'）;
gridon;
4.3构件5的角加速度
xa=0;
ya=0;
xd=300;
yd=-500;
xg=-430;
yg=210;
fe=265;
ab=100;
gf=670;
be=460;
bc=460;
cd=250;
a7=pi/6;
ec=2*bc*sin（a7/2）;
a1=0:
0.001:
2*pi;
t=a1./10;
xb=ab.*cos（a1）;
yb=ab.*sin（a1）;
a2=atan（（yd-yb）./（xd-xb））+pi;
bd=sqrt（（（yb-yd）.*（yb-yd））+（（xb-xd）.*（xb-xd）））;
a3=acos（（bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc）./（2*bd.*cd））;
xc=xd-cd.*sin（a2+a3-pi/2）;
yc=yd+cd.*cos（a2+a3-pi/2）;
fori=1:
length（a1）
ifatan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））>0
a4（i）=atan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））;
else
a4（i）=atan（（yc（i）-yb（i））./（xc（i）-xb（i）））+pi;
end
end
fori=1:
length（a1）
ifa4（i）+5*pi/12ye（i）=yc（i）+ec.*cos（a4（i）-1/12*pi）;
xe（i）=xc（i）-ec.*sin（a4（i）-1/12*pi）;
else
ye（i）=yc（i）-ec.*sin（a4（i）-7*pi/12）;
xe（i）=xc（i）-ec.*cos（a4（i）-7*pi/12）;
end
end
fori=1:
length（a1）
ifatan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））>0
a5（i）=atan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））;
else
a5（i）=atan（（ye（i）-yg）./（xe（i）-xg））+pi;
end
end
ge=sqrt（（ye-yg）.*（ye-yg）+（xe-xg）.*（xe-xg））;
a6=acos（（ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf）./（2*ge.*fe））;
xf=xe-fe.*cos（a5+a6-pi）;
yf=ye-fe.*sin（a5+a6-pi）;
a10=acos（（ge.*ge+gf*gf-fe*fe）./（2*gf.*ge））;
yv=diff（a5-a10）./diff（t）;
plot（t（1:
length（diff（yv）./diff（t（1:
6283））））,diff（yv）./diff（t（1:
6283）））;
title（'构件5的角加速度'）;
xlabel（'t/s'）;
ylabel（'角加速度rad/s*s'）;
gridon;
5．程序运行结果
6．结果分析
通过对该机构划分基本杆组，使用Matlab数学软件，实现了对各个构件的运动分析。
计算结果分析如下：
随着构件1转动，杆5在一定角度内来回摆动，实现循环工作；当杆5由角度最大转动到角度最小的过程中，加速度逐渐增大至最大，可以实现破碎矿石的过程，破碎后，随着杆1的继续转动，杆5向返回的方向摆动至角度最大，循环往复工作。
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