哈尔滨工业大学机械原理大作业凸轮设计.doc

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1、大作业1连杆机构运动分析1•题目（8）如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为lAC=lCE=0mm9lBC=lCD=200mm,ZBCD=90°,构件1的角速度为w=U）rad/s，试求构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。1.1机构的运动分析AB为原动件，AB转动通过转动导杆机构带动杆BCD转动，BCD转动通过转动导杆机构带动杆DE摆动。1.2机构的结构分析⑵R取3CE2.分析过程2.1建立坐标系建立以点E为原点的固定平面直角坐标系x・E・y,如图所示。2.2建立数学模型（1）构件1、2、3的分析原动件杆1的转

2、角:G=0-360原动件杆1的角速度：®二&i=10「ad/s原动件杆1的角加速度：e二&二0运动副A的坐标：心=0[yA=2Q0mm运动副A的速度及加速度都为零。构件1为BC（RRPII级杆组）上滑块B的导路滑块B的位置为：XB=心+$COS&]=xc+/3cos02九二儿+ssinq=xc+/3sin^2=arcsin—+消去S,得：「A式中：4=(xc-xA)sinyc-yA)cos构件3的角速度山和滑块B沿导路的移动速度"d:co2=0=(-Q]Sinq+Q2cos0J/QivD=s=一(Q]Z3cos&2+QJssin$

3、)/Q3式中：Q]=-0l}sin;Q?=0Z,cos;Q=/2sin0}sin02+cosqsin32构件3的角加速度和滑块B沿导路移动的加速度：a、=0=(-QdSinq+Q5cosq)/Q3vB=s=-(Q413cos02+Q513sin^2)/Q3式中：22••••••Q4=-0212cosg-0Zjsinq—厶cos^-2s&【sin&]22Q5=0212sing+0i/(cosq/(sin^+2s®cos^（2）构件3,4,5的分析构件345,由1个I级基本杆组和一个RRPII级杆组组成,与构件123结构和同,只运

4、动分析过程与其相反。现简要分析如下：杆CD角度和构件3角速度、角加速度分别为：心-％V0=0a、-a2构件5角度：&产幺+arcsin处皿Ide=丁(厶cos&J，+(人sin色+式中：构件5角速度：滑块D的相对速度:vL)=IJde(sinacosQ—cos05sin^)/Q6构件5角加速度：a5=QJ、DE其中：Q7=a3Q6-2vd0)5+1屁cos&4sin05一/4^2sin04cos比3.用matlab编程clearall;clc%%参数输入wl=10;%将wl=10rad/s转化成度/秒symt;%设定时间t为参数变量

5、t=0:0.01:2*pi/wl;%给定t的范围%%RR—级杆组(原动件)xA=0;yA=200;%设坐标原点为E点，建立坐标系。此点为A点的坐标%%RRP二级杆组2,3xC=0;yC=100;%C点的坐标lbc=200;%BC连杆的长度lcd=200;%CD连杆的长度A=(xC-xA)*sin(wl*t)-(yC-yA)*cos(wl*t);Ql=l./sqrt(lbcA2-A.A2);w2=(Ql.*wl).*((xC-xA).*cos(wl.*t)+(yC-yA).*sin(wl.*t))+wl;xB=xC+lbc*cos(w

6、2.*t);yB=yC+lbc*sin(w2.*t);plot(xB,yB);%%RPR二级杆组4,5xD=xC-lcd*cos(pi/2-t.*w2);%D点的横坐标yD=yC+lcd*sin(pi/2-t.*w2);%D点的纵坐标lde=100*sqrt(4.*cos(w2.*t)+5);j=asin((lcd./lde).*sin(w2.*t))+pi/2;figure;plot(xD,yD);%%作图figure;plot(t,xD);%绘制D点角位置曲线图xlabelCt/s');ylabef角度rad');title/构

7、件5的角位移J;gridon;%绘制网格线vD二diff(xD);%对D点的位移方程对t求导数，得出D点的速度方程figure;plot(t(:,l:l:length(vD)),vD);%绘制D点角速度曲线图xlabel('t/s');ylabelC角速度(rad/s)');titled构件5的角速度匕gridon;%绘制网格线aD=diff(vD);%对D点的速度方程对t求导数，得出F点的加速度方程figure;plot(t(:/l:l:length(aD))/aD);%绘制F点角加速度曲线图xlabelCt/s');ylabel

8、(SD/C角加速度rad/s*2)');title。构件5的角加速度匕gridon;%绘制网格线4•计算结果30构件5的角速度2520OLOsee辰黒s.s/pe砸敢足紙构件5的角位移t/s数据时间(t)xDvDaD00.0000-1