机械原理大作业 连杆机构

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1、机械原理大作业（一）作业名称：机械原理大作业设计题目：连杆机构运动分析院系：机电工程学院班级：1108102设计者：张修文学号：11108103213指导教师：陈明设计时间：2013年6月25日哈尔滨工业大学机械设计连杆机构设计说明书1、运动分析题目如图1-18所示机构，已知机构各构件的尺寸为ß=90°，AB=108mm，AD=266mm，DG=278mm，EF=FG=114mm，BC=CE=CD=200mm,构件1的角速度为w1=10rad/s,试求构件2上的E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。图1-182、对

2、机构进行结构分析该机构由1个I级杆组RR（原动件1）、II级杆组RRR（杆2、杆3）和II级杆组RRR（杆4、杆5）组成。3、各基本杆组的运动分析数学模型（1）原动件杆1（Ⅰ级杆组RR）如图3所示图3Ⅰ级杆组RR已知原动件杆1的转角φ=0~360°，角速度ω1=10rad/s，角加速度α1=0转动副A的位置坐标XA=0，YA=0；速度XA’=0，YA’=0；加速度XA”=0，YA”=0原动件杆1的长度LAB=100mm，可求转动副B的位置坐标（XB，YB），速度（XB’，YB’）和角加速度（XB”，YB”）；（2）杆2和杆3（Ⅱ级杆组RRR）

3、如图4所示图4Ⅱ级杆组RRR由于BC=CE=CD=200mm，所以，可以根据几何关系求出杆2与X轴之间的夹角Ψ，B的位置坐标（XB，YB）；速度（XB'，YB'）；角加速度（XB''，YB''）杆2的长度LBE=400mm，杆3的长度为LCD=200mm。可求点E的位置坐标（XE，YE），速度（XE'，YE'）和角加速度（XE''，YE''）；（3）杆4和杆5（Ⅱ级杆组RRR）如图5所示图5Ⅱ级杆组RRR已知点E的位置坐标（XE，YE），速度（XE'，YE'）和角加速度（XE''，YE''），EF=FG=114mm，G点的坐标为（-266,2

4、78）；速度XG'=0，YG'=0；加速度XG''=0，YG''=0，可求杆5的角位移θ，角速度ω及角加速度α。4、建立坐标系以A点为坐标原点，杆AD所在的直线为X轴，垂直于AD的直线为Y轴，建立直角坐标系，如下图2所示图25、计算编程%输入各杆长度LAB=108;LAD=266;LDG=278;LEF=114;LFG=114;LBC=200;LCE=200;LCD=200;%输入角速度w1=10;%符号变量t为时间symst;F=w1*t;%B点坐标XB=LAB*cos(w1*t);YB=LAB*sin(w1*t);%B点速度，加速度X1B

5、=diff(XB);Y1B=diff(YB);X2B=diff(X1B);Y2B=diff(Y1B);%D点坐标，速度，加速度XD=-266;YD=0;X1D=0;Y1D=0;X2D=0;Y2D=0;A0=2*LBC*(XD-XB);B0=2*LBC*(YD-YB);LBD=sqrt((XB-XD)^2+(YB-YD)^2);C0=LBC^2+LBD^2-LCD^2;%CD杆与x轴夹角Fi=2*atan((B0-sqrt(A0^2+B0^2-C0^2))/(A0+C0));%C点坐标，速度，加速度XC=XB+LBC*cos(Fi);YC=YB

6、+LBC*sin(Fi);X1C=diff(XC);Y1C=diff(YC);X2C=diff(X1C);Y2C=diff(Y1C);%E点坐标，速度，加速度XE=2*XC-XB;YE=2*YC-YB;X1E=diff(XE);Y1E=diff(YE);X2E=diff(X1E);Y2E=diff(Y1E);%G点坐标，速度，角速度XG=-266;YG=278;X1G=0;Y1G=0;X2G=0;Y2G=0;A00=2*LEF*(XG-XE);B00=2*LEF*(YG-YE);LEG=sqrt((XE-XG)^2+(YE-YG)^2);C0

7、0=LEF^2+LEG^2-LFG^2;%FG与x轴夹角Fii=2*atan((B00+sqrt(A00^2+B00^2-C00^2))/(A00+C00));%F点坐标，速度，加速度XF=XE+LEF*cos(Fii);YF=YE+LEF*sin(Fii);X1F=diff(XF);Y1F=diff(YF);X2F=diff(X1F);Y2F=diff(Y1F);%5杆位移，角速度，角加速度O1=atan((YF-YG)/(XF-XG));w=diff(O1);a=diff(w);%输出5杆的位移，角速度，角加速度关系图alpha=0:pi

8、/25:pi/5;alpha=0:pi/250:pi/5;%角度O1=subs(O1,alpha);O1=double(O1);plot(alpha,O1);w=s