机械原理大作业1Word文档格式.docx

1、 学 号：指导教师： 陈明 设计时间： 2013年06月20日 哈尔滨工业大学机械设计一、题目图18所示是曲柄转动导杆机构，BC的长度为a，机架AC的长度为d。试研究当BC为主动件时，a、d的长度变化对从动件的角位移、角速度和角加速度的影响规律；当导杆为主动件时，a、d的长度变化对从动件BC的角位移、角速度和角加速度的影响规律。B Aa dC二、机构的结构分析 机构可分为两部分（1）、RPR杆组（2）、刚性杆三、各基本杆组的运动分析数学模型并建立直角坐标系 YWtn X1、当AB为主动件时设角BAC为wt，w为角速度、t为时间、n为角BCA。由正弦定理可得a/sin（wt）=b/sin（n+w

2、t）可推出从动件的角位移n=arcsin（d*sin（w*t）/a）-w*t,，对其求导可得从动件的角速度v=（d*t*cos（t*w）/（a*（1 - （d2*sin（t*w）2）/a2）（1/2） t，再对v求导得 从动件的角加速a1=（d3*t2*cos（t*w）2*sin（t*w）/（a3*（1 - （d2*sin（t*w）2）/a2）（3/2） - （d*t2*sin（t*w）/（a*（1 - （d2*sin（t*w）2）/a2）（1/2）。2、当BC为主动件时设角BCA为wt，w为角速度、t为时间、n为角BAC。由正弦定理可得从动件的角位移n=arctan（asin（w*t）/（d

3、-a*cosw*t），从动件的角速度v= （t/（d - a*cos（t*w）*（1 t2*w2）（1/2） - （a*t*asin（t*w）*sin（t*w）/（d - a*cos（t*w）2）/（asin（t*w）2/（d - a*cos（t*w）2 + 1）。从动件的角加速度a1= （t3*w）/（d - a*cos（t*w）*（1 - t2*w2）（3/2） + （2*a2*t2*asin（t*w）*sin（t*w）2）/（d - a*cos（t*w）3 - （a*t2*asin（t*w）*cos（t*w）/（d - a*cos（t*w）2 - （2*a*t2*sin（t*w）/（d

4、- a*cos（t*w）2*（1 - t2*w2）（1/2）/（asin（t*w）2/（d - a*cos（t*w）2 + 1） - （t/（d - a*cos（t*w）*（1 - t2*w2）（1/2） - （a*t*asin（t*w）*sin（t*w）/（d - a*cos（t*w）2）*（2*t*asin（t*w）/（d - a*cos（t*w）2*（1 - t2*w2）（1/2） - （2*a*t*asin（t*w）2*sin（t*w）/（d - a*cos（t*w）3）/（asin（t*w）2/（d - a*cos（t*w）2 + 1）2。五、计算编程 1、AB为主动件假设w=10r

5、ad/s、d=100mm、a=0+1*p，p从1到1000，步长为10，即d/a的取值范围为0.1100。 1.1、求从动件的角位移程序为for p=0.1:10:100syms t;syms w;syms d;syms a;w=10;d=100;a=0+1*p;n=asin（sin（w*t）*d/a）-w*t;v=diff（n）;a1=diff（v）;t=0:pi/100:pi/5;y1=asin（sin（w*t）*d/a）-w*t;for i=1:length（t） y2（i）=subs（v,t（i）; y3（i）=subs（a1,t（i）;endfigure（p）plot（t,y1）可得

6、出10个图形去除有代表性的3张d/a比例分别为100、2、1同理修改程序将比例变为0.95、0.8、0.5接着将其比例减小为0.2、0.1结果分析：由此可得，随着d/a比例的不断减小，但是通过常识可知当a1时AB为主动件其角度不可能为0到2pi所以大于1的图不存在，从小于1可以看出d/a不断减小从动件BC的角位移趋近于一次函数，即变化减缓。1.2、求从动件的角速度程序为for p=1plot（t,y2）可得出10个图形去除有代表性的3张d/a比例分别为1、0.95、0.8、0.5、0.2，由角速度曲线可知当d/a的比例不断减小时角速度趋向平稳即最大值与最小值的差值减小，这也符合角位移趋向于一次

7、曲线，峰值处的变化变的尖锐。另外通过角速度曲线可知0度时速度最大、180度时速度最小。1.3、求从动件的角速度程序为for p=500plot（t,y3）可得出10个图形去除有代表性的3张d/a比例分别为1、0.95、0.8、0.5、0.2有图可分析知随着d/a的减小角加速度的幅值减小、在峰值处变化变得光滑，另外角加速度的最大值和最小值分别处于90、270度，和0、180度。2、为主动件假设w=10rad/s、d=100mm、a=0+1*p，p从50到200，步长为10，即d/a的取值范围为0.5-2。另外可取有特点的几个数值如d/a=0.1、1、10.2-1、测从动件的角位移程序为for p

8、=1000a=1*p;n=atan（asin（w*t）/（d-a*cos（w*t）; y1（i）=subs（n,t（i）;分别得d/a=0.1、0.5、1、10、100时的几个图为由这几个图像课分析得在d/a1时随着d/a的增大角位移，角位移的变化幅度减小。2-2、测从动件的角速度程序为由这几张图可以看出在d/a1时随着d/a的增加速度的幅值变化减小即从动杆件的运动变得平稳 2-3、测从动件的角加速度的变化程序为for p=100由角加速度的随d/a的变化图可知在d/a1是时速度几乎无变化六、综合结果分析A.AB为主动件，BC为从动件。 d/a不断减小从动件BC的角位移趋近于一次函数，即变化减缓。角速度变化曲线近似于三角函数cos且趋向平稳，即最大值与最小值的差值减小，峰值处的变化变的尖锐，且0度时速度最大、180度时速度最小。角加速度的变化曲线近似于三角函数sin且幅值减小、在峰值处变化变得光滑，角加速度的最大值和最小值分别处于90、270度。B.BC为主动件，AB为从动件d/a角速度的幅值变化减小即从动杆件的运动变得平稳。角加速度几乎无变化。（具体变化可通过图形看出）