机械原理大作业1（连杆机构）27题

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1、机械原理大作业说明书大作业1连杆机构运动分析1、运动分析题目如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为,,,，，，，构件1的角速度为，试求构件2上点F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。2、建立坐标系建立以点A为原点的固定平面直角坐标系图1机械原理大作业说明书3、对机构进行结构分析该机构由I级杆组RR（原动件1）、II级杆组RRR（杆2、杆3）和II级杆组RPR（滑块4及杆5）组成。I级杆组RR，如图2所示；II级杆组RRR，如图3所示；II级杆组RPR，如图4所示。图2图3机械原理大作业说明书图44、各基本杆组运动分析的数学模型（1）

2、同一构件上点的运动分析：图5如图5所示的构件AB,,已知杆AB的角速度，AB杆长=280mm,可求得B点的位置、，速度、，加速度、。;;机械原理大作业说明书；；。（1）RRRII级杆组的运动分析：图6如图6所示是由三个回转副和两个构件组成的II级组。已知两杆的杆长、和两个外运动副B、D的位置（、、、）、速度（）和加速度（）。求内运动副C的位置（）、速度（）、加速度（）以及两杆的角位置（）、角速度（）和角加速度（）。1）位置方程机械原理大作业说明书为求解上式，应先求出或，将上式移相后分别平方相加，消去得式中：其中，。为保证机构的装配，必须同时满足和解三角方程式

3、可求得上式中，“+”表示B、C、D三个运动副为顺时针排列；“—”表示B、C、D为逆时针排列。将代入中可求得，而后即可求得2）速度方程将式对时间求导可得两杆的角速度为机械原理大作业说明书式中：内运动副C点的速度为2）加速度方程两杆的角加速度为式中：内运动副C的加速度为（3）RPRII级杆组的运动分析图7机械原理大作业说明书图7是由两个构件与两个外转动副和一个内移动副组成的RPRII级组。已知G点的坐标（）以及F点的运动参数（），求杆5的角位移、角速度、角加速度。5、计算编程程序流程：1）已知杆AB的角速度和杆AB的长度可求出B点的运动参数；2）已知B、D两点的

4、运动参数可求出C点的运动参数及杆2、杆3的运动参数，然后再通过同一构件上点的运动分析可求出F点的运动参数，从而求出F点的轨迹；3）已知F点和G点的运动参数可求出杆5的角位移、角速度、角加速度。6、计算结果机械原理大作业说明书1）F点的运动参数图8点F的运动轨迹图9点F的x坐标和y坐标随杆AB角位移的变化机械原理大作业说明书图10点F的速度在x和y方向的分量随杆AB的角位移的变化图11点F的绝对速度随杆B的角位移的变化机械原理大作业说明书图12点F的加速度在x和y方向的分量随杆AB角位移的变化图13点F的绝对加速度随杆AB角位移的变化机械原理大作业说明书对结果

5、的分析：实线分别表示表示点F的在x方向上的坐标、速度、加速度随AB角位移的变化，虚线表示其在y方向上的坐标、速度、加速度随AB角位移的变化。可以看出点F的轨迹是一个封闭的类似于“8”字的图形。另外可以发现杆AB旋转一周，点F类似于转了两周。点F的速度在x方向的分量和在y方向的分量在大小上变化规律基本一致，在AB杆角位移在50°——100°是速度增加很快，其绝对速度增加也较快，从加速度的图像可以明显看出此时加速度增加迅速。2）构件5的角位移、角速度、角加速度图14构件5的角位移机械原理大作业说明书图15构件5的角速度图16构件5的角加速度机械原理大作业说明书结

6、果分析：从图像可以看出AB杆转动一周，GF杆转动两周，而且其角速度变化较大，适合应用于要求在不同阶段速度差异较大的场合。其角加速度变化规律不明显且起伏较大，这对杆件的冲击较大，应注意杆件的强度。机械原理大作业说明书附录：程序清单yy=(0:0.1:360);%杆AB的角位移，每隔0.1度计数yy1=yy/180*pi;%转化为弧度xb=280*cos(yy1);%点B的x坐标yb=280*sin(yy1);%点B的y坐标w=10;%杆AB的角速度vxb=-w*yb;%点B的速度在x方向的分量vyb=w*xb;%点B的速度在y方向的分量axb=-w*w*xb;

7、%点B的加速度在x方向的分量ayb=-w*w*yb;%点B的加速度在y方向的分量xd=0;%点D的x坐标yd=160;%点D的y坐标vxd=0;%点D的速度在x方向的分量vyd=0;%点D的速度在y方向的分量axd=0;%点D的加速度在x方向的分量ayd=0;%点D的加速度在y方向的分量jbcd=ones(1,3601);%给角BCD赋初值fdb=ones(1,3601);%?给角BD赋初值li=350;%杆BC的长度lj=320;%杆CD的长度lbd=ones(1,3601);%给BD赋初值fi=ones(1,3601);%给杆BC的角位移赋初值fj=on

8、es(1,3601);%给杆CD的角位移赋初值xc=