机械原理大作业1110417连杆.docx

1、机械原理大作业1110417连杆机械原理大作业一课程名称： 机械原理 设计题目： 连杆机构运动分析 院 系： 机电工程学院 班 级： 1208104 完 成 者： 学 号： * 指导教师： 林琳 刘福利 设计时间： 2014年6月5日 哈尔滨工业大学1、连杆机构运动分析题目如图所示机构，已知机构各构件的尺寸lAB=100mm,lBD=400mm,lAE=400mm,lBC=200mm,曲柄AB的角速度为1=10rad/s,试求构件2上点D的轨迹，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。（题中构件尺寸满足lBD-lAB lAE lBD+lAB）。 2.连杆机构运动分析流程（1）首

2、先建立坐标系：(2)划分基本杆组和自由度计算： 活动构件数n=5，PL=7，PH=0，则机构的自由度: F=3n-2PL-PH=35-27-0=1 AB（级杆组): BCD（RRP级杆组）:DE(RPR级杆组):（3）数学方法解出D位置与夹角： 运动副B的位置坐标:xB=lABcos yB=lABsin 用B点位置方程求C点，进而求得D点位置： xD=lAC+lCD yD=（lDC / lBC）*yB 最后求出杆件5与x轴夹角： tan=lDD/lDE =arctan lDD/lDE（4）matlab程序与输出图像：%下面是套筒D的轨迹程序clear;clf;w=10;f1=0:(pi/100

3、0):1.12575;t1=f1./w;xb1=100.*cos(f1);yb1=100.*sin(f1);xd1=xb1+2*sqrt(200.2-yb1.2);yd1=0-yb1;lde1=xd1-400;ldd1=yb1;p1=atan(ldd1./lde1);theta1=0-p1;f2=1.12575:(pi/1000):pi;t2=f2./w;xb2=100.*cos(f2);yb2=100.*sin(f2);xd2=xb2+2*sqrt(200.2-yb2.2);yd2=-yb2;lde2=400-xd2;ldd2=yb2;p2=atan(ldd2./lde2);theta2=p

4、2-pi;f3=pi:(pi/1000):2*pi-1.12575;t3=f3./w;xb3=100.*cos(f3);yb3=100.*sin(f3);xd3=xb3+2*sqrt(200.2-yb3.2);yd3=-yb3;lde3=400-xd3;ldd3=yd3;p3=atan(ldd3./lde3);theta3=-p3-pi;f4=2*pi-1.12574:(pi/1000):2*pi;t4=f4./w;xb4=100.*cos(f4);yb4=100.*sin(f4);xd4=xb4+2*sqrt(200.2-yb4.2);yd4=-yb4;lde4=xd4-400;ldd4=y

5、d4;p4=atan(ldd4./lde4);theta4=p4-2*pi; plot(xd1,yd1,b,xd2,yd2,b,xd3,yd3,b,xd4,yd4,b);xlabel(X位移(mm);ylabel(Y位移(mm);title(套筒D轨迹曲线);grid on;杆5角位移：%下面是杆5角位移程序clear;clf;w=10;f1=0:(pi/1000):1.12575;t1=f1./w;xb1=100.*cos(f1);yb1=100.*sin(f1);xd1=xb1+2*sqrt(200.2-yb1.2);yd1=0-yb1;lde1=xd1-400;ldd1=yb1;p1=a

6、tan(ldd1./lde1);theta1=0-p1;f2=1.12575:(pi/1000):pi;t2=f2./w;xb2=100.*cos(f2);yb2=100.*sin(f2);xd2=xb2+2*sqrt(200.2-yb2.2);yd2=-yb2;lde2=400-xd2;ldd2=yb2;p2=atan(ldd2./lde2);theta2=p2-pi;f3=pi:(pi/1000):2*pi-1.12575;t3=f3./w;xb3=100.*cos(f3);yb3=100.*sin(f3);xd3=xb3+2*sqrt(200.2-yb3.2);yd3=-yb3;lde3

7、=400-xd3;ldd3=yd3;p3=atan(ldd3./lde3);theta3=-p3-pi;f4=2*pi-1.12574:(pi/1000):2*pi;t4=f4./w;xb4=100.*cos(f4);yb4=100.*sin(f4);xd4=xb4+2*sqrt(200.2-yb4.2);yd4=-yb4;lde4=xd4-400;ldd4=yd4;p4=atan(ldd4./lde4);theta4=p4-2*pi;plot(t1,theta1,b,t2,theta2,b,t3,theta3,b,t4,theta4,b);xlabel(时间(s);ylabel(角度(rad

8、);title(构件5角位移);grid on;杆5角速度：%下面是角速度程序clear;clf;f1=0:(pi/1000):1.12575;w=10;t1=f1./w;xb1=100.*cos(f1);yb1=100.*sin(f1);xd1=xb1+2*sqrt(200.2-yb1.2);yd1=0-yb1;lde1=xd1-400;ldd1=yb1;p1=atan(ldd1./lde1);theta1=0-p1;omega1=diff(theta1,1);t1(30)=;f2=1.12575:(pi/1000):pi;w=10;t2=f2./w;xb2=100.*cos(f2);yb2

9、=100.*sin(f2);xd2=xb2+2*sqrt(200.2-yb2.2);yd2=-yb2;lde2=400-xd2;ldd2=yb2;p2=atan(ldd2./lde2);theta2=p2-pi;omega2=diff(theta2,1);t2(60)=;f3=pi:(pi/1000):2*pi-1.12575;t3=f3./w;xb3=100.*cos(f3);yb3=100.*sin(f3);xd3=xb3+2*sqrt(200.2-yb3.2);yd3=-yb3;lde3=400-xd3;ldd3=yd3;p3=atan(ldd3./lde3);theta3=-p3-pi

10、;omega3=diff(theta3,1);t3(60)=;f4=2*pi-1.12574:(pi/1000):2*pi;t4=f4./w;xb4=100.*cos(f4);yb4=100.*sin(f4);xd4=xb4+2*sqrt(200.2-yb4.2);yd4=-yb4;lde4=xd4-400;ldd4=yd4;p4=atan(ldd4./lde4);theta4=p4-2*pi;omega4=diff(theta4,1);t4(30)=;plot(t1,omega1,r,t2,omega2,r,t3,omega3,r,t4,omega4,r);xlabel(时间(s);ylab

11、el(角速度(rad);title(构件5角速度);grid on;角加速度%下面是杆5的角加速度程序clear;clf;f1=0:(pi/1000):1.12575;w=10;t1=f1./w;xb1=100.*cos(f1);yb1=100.*sin(f1);xd1=xb1+2*sqrt(200.2-yb1.2);yd1=0-yb1;lde1=xd1-400;ldd1=yb1;p1=atan(ldd1./lde1);theta1=0-p1;alpha1=diff(theta1,2);t1(60)=;t1(1)=;w=10;f2=1.12575:(pi/1000):pi;t2=f2./w;x

12、b2=100.*cos(f2);yb2=100.*sin(f2);xd2=xb2+2*sqrt(200.2-yb2.2);yd2=-yb2;lde2=400-xd2;ldd2=yb2;p2=atan(ldd2./lde2);theta2=p2-pi;alpha2=diff(theta2,2);t2(200)=;t2(1)=;f3=pi:(pi/1000):2*pi-1.12575;t3=f3./w;xb3=100.*cos(f3);yb3=100.*sin(f3);xd3=xb3+2*sqrt(200.2-yb3.2);yd3=-yb3;lde3=400-xd3;ldd3=yd3;p3=ata

13、n(ldd3./lde3);theta3=-p3-pi;alpha3=diff(theta3,2);t3(200)=;t3(1)=;f4=2*pi-1.12574:(pi/1000):2*pi;t4=f4./w;xb4=100.*cos(f4);yb4=100.*sin(f4);xd4=xb4+2*sqrt(200.2-yb4.2);yd4=-yb4;lde4=xd4-400;ldd4=yd4;p4=atan(ldd4./lde4);theta4=p4-2*pi;alpha4=diff(theta4,2);t4(60)=;t4(1)=;plot(t1,alpha1,r,t2,alpha2,r,t3,alpha3,r,t4,alpha4,r);xlabel(时间(s);ylabel(角加速度(rad);title(杆5的角加速度);grid on;