机械原理大作业.docx

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机械原理大作业

机械原理大作业

课程名称：

机械原理         

设计题目：

连杆机构运动分析

院 系：

机械工程院

班 级：

 xxxx

学号：

xxxxx

设计者：

 xx     

设计时间：

 2016年6月        

一、题目

1-12：

所示的六连杆机构中，各构件尺寸分别为：

lAB =200mm，lBC=500mm，lCD=800mm，xF=400mm，xD=350mm，yD=350mm，w1=100rad/s，求构件5上的F点的位移、速度和加速度。

二、数学模型

1.建立直角坐标系

以F点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y,如下图所示。

2.机构结构分析

该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、3）、II级杆组PRP（杆5、滑块4）组成。

3.各基本杆组运动分析 1.I级杆组RR（原动件AB）

已知原动件AB的转角

φ＝0－2Π

原动件AB的角速度

w=10rad/s

原动件AB的角加速度

α=0

运动副A的位置

xA=-400,yA=0

运动副A的速度

vA=0,vA=0

运动副A的加速度

aA=0,aA=0

可得：

xB=xA+lAB*cos（φ）

yB=yA+lAB*sin（φ）

速度和加速度分析：

vxB=vxA-wl*AB*sin（Φ）

vyB=vyA+w*lAB*sin（φ）

axB=axA-w2*lAB*cos（φ）-e*lAB*sin（φ）

ayB=ayA-w2*lAB*sin（φ）+e*lAB*cos（φ）

2.II级杆组RRR（杆2、3）

杆2的角位置、角速度、角加速度

lBC=500mm，lCD=800mm，xD=350mm，yD=350mm，

ψ2=arctan﹛[Bo+﹙Ao²+Bo²-Co²﹚½]／﹙Ao+Bo﹚﹜

ψ3=arctan[﹙yC-yD）／（xC-xD）]

Ao=2*LBC（xD-xB） Bo=2*LBC（yD-yB）

lBD²=（xD-xB）²+（yD-yB）²

Co=lBC²+lBD²-lCD²

xC=xB+lBC*cos（ψ2）

yC=xB+lBC*sin（ψ2）

求导可得C点的角速度和角加速度。

3.II级杆组PRP（杆5、滑块4）

β＝﹣arctan[﹙yC-yD﹚／﹙xC-xD）]

xF=0

yF=yD+xD*tan﹙β﹚－lEF

求导可得F点的速度和加速度.

三、程序设计

t=0:

pi/50000:

pi/50; 

leng=length（t）;

 a=0; 

x=-400+200*cos（a+100*t）; 

y=200*sin（a+100*t）; 

Vx=diff（x）; 

Vy=diff（y）; 

Ax=diff（x,2）; 

Ay=diff（y,2）; 

plot（x,y） 

%由B点和D点确定杆的角位置、角速度和角加速度：

 xb=200*cos（a + 100*t） - 400;

 yb=200*sin（a + 100*t）; 

xd=350; 

yd=350; 

A0=2*500*（xd-xb）; 

B0=2*500*（yd-yb）; 

C0=500*500+（xd-xb）.^2+（yd-yb）.^2-800*800; 

Q1=2.*atan（B0+（A0.*A0+B0.*B0-C0.*C0）.^0.5/（A0+C0））; 

xc=xb+500*cos（Q1）; 

yc=yb+500*sin（Q1）; 

Q2=atan（（yc-yd）./（xc-xd））; 

w1=diff（Q1）; 

w2=diff（Q2）; 

Vcx=diff（xc）; 

Vcy=diff（yc）; 

O1=diff（Q1,2）; 

O2=diff（Q2,2）; 

Acx=diff（xc,2）; 

Acy=diff（yc,2）; 

%已知杆CD的运动和移动副导路参数推出F点的运动：

 EF=250;

 xf=0; 

yf=350+350*tan（pi-Q2）-EF; 

Vfx=0; 

Vfy=diff（yf）; 

Afx=0; 

Afy=diff（Vfy）;

 for（m=1:

（leng-1）） 

t1（m）=t（m）; 

end 

for（m=1:

（leng-2）） t2（m）=t（m）; 

end

四、计算结果

令a=0,EF=250； 

F点位移:

F点y方向位移图：

F点速度图：

F点加速度图：

（注：

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