机械原理大作业.doc

机械原理大作业

课程名称： 机械原理         
设计题目： 连杆机构运动分析
院 系： 机械工程院
班 级：  xxxx
学 号： xxxxx
设计者：  xx     
设计时间： 2016年6月        

一、题目
1-12：所示的六连杆机构中，各构件尺寸分别为：lAB =200mm，lBC=500mm，lCD=800mm，xF=400mm，xD=350mm，yD=350mm，w1=100rad/s，求构件5上的F点的位移、速度和加速度。

二、数学模型
1.建立直角坐标系
以F点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y,如下图所示。

2.机构结构分析
该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、3）、II级杆组PRP（杆5、滑块4）组成。

3.各基本杆组运动分析 1.I级杆组RR（原动件AB）

已知原动件AB的转角

jφ＝0－2Π
原动件AB的角速度
w=10rad/s
原动件AB的角加速度
α=0
运动副A的位置
xA=-400,yA=0
运动副A的速度
vA=0,vA=0
运动副A的加速度
aA=0,aA=0
可得：
xB=xA+lAB*cos(φ)

yB=yA+lAB*sin(φ)
速度和加速度分析：
vxB=vxA-wl*AB*sin(Φ)
vyB=vyA+w*lAB*sin(φ)
axB=axA-w2*lAB*cos(φ)-e*lAB*sin(φ)
ayB=ayA-w2*lAB*sin(φ)+e*lAB*cos(φ)

2.II级杆组RRR（杆2、3）

杆2的角位置、角速度、角加速度

lBC=500mm，lCD=800mm，xD=350mm，yD=350mm，
ψ2=arctan﹛[Bo+﹙Ao²+Bo²-Co²﹚½]／﹙Ao+Bo﹚﹜
ψ3=arctan[﹙yC-yD)／(xC-xD)]
Ao=2*LBC(xD-xB) Bo=2*LBC(yD-yB)
lBD²=(xD-xB)²+(yD-yB)²
Co=lBC²+lBD²-lCD²
xC=xB+lBC*cos(ψ2)
yC=xB+lBC*sin(ψ2)
求导可得C点的角速度和角加速度。

3.II级杆组PRP（杆5、滑块4）

β＝﹣arctan[﹙yC-yD﹚／﹙xC-xD)]
xF=0
yF=yD+xD*tan﹙β﹚－lEF
求导可得F点的速度和加速度.

三、程序设计
t=0:pi/50000:pi/50; 
leng=length(t);
 a=0; 
x=-400+200*cos(a+100*t); 
y=200*sin(a+100*t); 
Vx=diff(x); 
Vy=diff(y); 
Ax=diff(x,2); 
Ay=diff(y,2); 

plot(x,y) 
%由B点和D点确定杆的角位置、角速度和角加速度：
 xb=200*cos(a + 100*t) - 400;
 yb=200*sin(a + 100*t); 
xd=350; 
yd=350; 
A0=2*500*(xd-xb); 
B0=2*500*(yd-yb); 
C0=500*500+(xd-xb).^2+(yd-yb).^2-800*800; 
Q1=2.*atan(B0+(A0.*A0+B0.*B0-C0.*C0).^0.5/(A0+C0)); 
xc=xb+500*cos(Q1); 
yc=yb+500*sin(Q1); 
Q2=atan((yc-yd)./(xc-xd)); 
w1=diff(Q1); 
w2=diff(Q2); 
Vcx=diff(xc); 
Vcy=diff(yc); 
O1=diff(Q1,2); 
O2=diff(Q2,2); 
Acx=diff(xc,2); 
Acy=diff(yc,2); 
%已知杆CD的运动和移动副导路参数推出F点的运动：

 EF=250;
 xf=0; 
yf=350+350*tan(pi-Q2)-EF; 
Vfx=0; 
Vfy=diff(yf); 
Afx=0; 
Afy=diff(Vfy);
 for(m=1:(leng-1)) 
t1(m)=t(m); 
end 
for(m=1:(leng-2)) t2(m)=t(m); 
end

四、计算结果
令a=0,EF=250； 
F点位移:

F点y方向位移图：

F点速度图：

F点加速度图：

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）