机械原理课程设计大作业-连杆机构运动分析

《机械原理课程设计大作业-连杆机构运动分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、哈尔滨工业大学机械原理大作业说明书HarbinInstituteofTechnology（一）连杆设计说明书课程名称：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：设计者：指导教师：设计时间：2015年6月11哈尔滨工业大学机械原理大作业说明书运动分析题目：如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=150mm，β=97°，BC=400mm，CD=300mm，AD=320mm，BE=100mm，EF=230mm，FG=400mm，构件1的角速度为ω1=10rad/s,试求构件2上点F的轨迹及构件5上点G的位移、速度和加速度，并对计算结果进行分析。一．

2、对机构进行结构分析依题意可以将杆机构看作曲柄滑块机构和曲柄摇杆机构。对4机构进行结构分析该机构由原动件AB（Ⅰ级组），BCD（RRRⅡ级杆组）和FG（RRPⅡ级杆组）组成。二.建立以点A为原点的固定平面直角坐标系A-x,y,如图所示。11哈尔滨工业大学机械原理大作业说明书三．各基本杆组的运动分析数学模型（1）原动件AB（Ⅰ级组）已知原动件AB的转角ψ1=0~2π原动件AB的角速度ω1=10rad/s原动件AB的角加速度α1=0运动副A的位置坐标xA=0yA=0A点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。运动副A的速度vxA=0vyA=0运动副A的加速度axA=0

3、ayA=0原动件AB长度lAB=150mm可求出运动副B的位置坐标xB=xA+lABcosψ1yB=xA+lABsinψ1运动副B的速度vxB=vxA-ω1lABsinψ1vyB=vyA+ω1lABcosψ1运动副B的加速度11哈尔滨工业大学机械原理大作业说明书axB=axA-ω12lABcosψ1-α1lABsinψ1ayB=ayA-ω12lABsinψ1+α1lABcosψ1（2）BCD（RRRⅡ级杆组）由（1）知B点位置坐标、速度、加速度运动副D点位置坐标xD=320mmyD=0D点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。运动副D的速度vxD=0vyD=0

4、运动副D的加速度axD=0ayD=0杆BC长lBC=400mm杆CD长lC=300mm可求得BC杆相对于X轴正方向转角CD杆相对于x轴正方向转角其中A0=2lBC（xD-xB）,B0=2lBC（yD-yB）,,求导可得BC杆ω2、α2和CD杆ω3、α3。则运动副C的位置坐标xC=xB+lBCcosψ2yC=xB+lBCsinψ2最后求导得vXc、vyC以及axC、ayC。（3）构件2上E点的运动仍然使用（1）中的方法分析。BE为同一构件上的两点由（1）知B点位置坐标、速度、加速度以及构件2的转角、角速度和角加速度。可求出点E的位置坐标xE=xB+lBEcosψ

5、2yE=xB+lBEsinψ2点E的速度vxE=vxB–ω2lBEsinψ2vyE=vyB+ω2lBEcosψ2点E的加速度axE=axB-ω22lBEcosψ2-α2lBEsinψ2ayE=aYB-ω22lBEsinψ2+α2lBEcosψ（4）构件2上F点的运动仍然使用（1）中的方法分析。EF为同一构件上的两点由（3）知E点位置坐标、速度、加速度杆EFlEF=230mm由几何关系知11哈尔滨工业大学机械原理大作业说明书杆EF与y轴夹角即杆2相对于x轴正方向夹角ψ2运动副F的位置坐标XF=xE+lEFsinψ2yF=xE-lEFcosψ2运动副F的速度vxF

6、=vxE+ω2lEFcosψ2vyF=vyE+ω2lEFsinψ2运动副F的加速度axF=axE-ω22lEFsinψ2+α2lEFcosψ2ayF=ayE+ω22lEFcosψ2+α2lEFsinψ2（5）FG（RRPⅡ级杆组）由（4）知F点置坐标、速度、加速度杆FGlFG=400mm导轨DG与x轴正方向夹角ψ5=180°-β=83°由几何关系解出杆4与x轴正方向夹角ψ4=arcsin（A0/lFG）+ψ5其中A0=（xF-xD)sin(ψ5)-(yF-yD)cos(ψ5)得运动副G点位置坐标xG=xF+lFGcos(ψ4)yG=yF+lFGsin(ψ5)滑

7、块G在导轨上的位移s=(xG-xD)/cos(ψ5)最后求导得vXG、vyg以及axg、ayg。四．程序编写1.F点轨迹线图编程；t=[0:pi/180:3];w1=10;f1=w1*t;e1=0;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;l1=150;xB=xA+cos(f1)*l1;yB=yA+sin(f1)*l1;vxB=vxA-w1*l1*sin(f1);vyB=vyA+w1*l1*cos(f1);axB=axA-w1^2*l1*cos(f1)-e1*l1*sin(f1);ayB=ayA-w1^2*l1*sin(f1)+e1*

8、l1*cos(f1);xD=320;y