哈工大机械原理—连杆机构运动分析—23题

《哈工大机械原理—连杆机构运动分析—23题》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、HarbinInstituteofTechnology机械原理大作业一课程名称：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：学号：指导教师：赵永强唐德威设计时间：2014/5/8哈尔滨工业大学运动分析题目：如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=180mm，β=130°，BC=290mm，CD=300mm，e=65mm，AD=150mm，DE=180mm，EF=500mm，构件1的角速度为ω1=10rad/s,试求构件5上点F的位移、速度和加速度，并对计算结果进行分析。1.建立以点A为原点

2、的固定平面直角坐标系A-x,y,如图所示。1.对机构进行结构分析该机构由原动件AB（Ⅰ级组），BCDE（RRRⅡ级杆组）和EF（RRPⅡ级杆组）组成。1.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=0ayA=0原动件AB长度lAB=180mm可求出运动副B的位置坐标xB=xA+

3、lABcosψ1yB=xA+lABsinψ1运动副B的速度vxB=vxA-ω1lABsinψ1vyB=vyA+ω1lABcosψ1运动副B的加速度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=150mmyD=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运动副D的加速度axD=0ayD=0杆BC长lBC=290mm杆CD

4、长lC=300mm可求得BC杆相对于X轴正方向转角ψ2=2arctanCD杆相对于x轴正方向转角ψ3=arctan其中A0=2lBC（xD-xB）,B0=2lBC（yD-yB）,C0=,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CE为同一构件上的两点由（2）知C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=xD+lDEcosψ2y

5、E=xD+lDEsinψ2点E的速度vxE=vxD–ω2lDEsinψ2vyE=vyD+ω2lBDcosψ2点E的加速度axE=axD-ω22lDEcosψ2-α2lDEsinψ2ayE=ayD-ω22lDEsinψ2+α2lDEcosψ2（4）构件4上f点的运动（RRPⅡ级杆组）由（3）知E点置坐标、速度、加速度杆EFlEF=500mm杆EF与x轴夹角ψ4=arcsin((yF-yE)/lEF)得运动副F点位置坐标xF=xE+lEFcos(ψ4)yG=e=65mm运动副F点速度vxF=(vxEcos(ψ4)-v

6、yEsin(ψ4))cos(ψ4)vyF=0最后vxF求导得axg，ayF=01.编程程序段以下程序段采用MATLAB编写f1=[0:pi/720:2*pi];%开始%w1=10;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;lab=180;xB=xA+cos(f1)*lab;%运动副B位置%yB=yA+sin(f1)*lab;vxB=vxA-w1*lab*sin(f1);%运动副B速度%vyB=vyA+w1*lab*cos(f1);axB=axA-w1^2*lab*cos(f1)-w1*l

7、ab*sin(f1);%运动副B加速度%ayB=ayA-w1^2*lab*sin(f1)+w1*lab*cos(f1);lbc=290;%杆BC长%lcd=300;%杆CD长%xD=150;%运动副D位置、速度、加速度%yD=0;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;lbd=realsqrt((xD-xB).^2+(yD-yB).^2);%BD间距离%A0=2*lbc*(xD-xB);B0=2*lbc*(yD-yB);C0=lbc.^2+lbd.^2-lcd.^2;fbc=2*atan((B0+1*re

8、alsqrt(A0.^2+B0.^2-C0.^2))./(A0+C0));%BC杆转角%xC=xB+lbc*cos(fbc);%运动副C位置%yC=yB+lbc*sin(fbc);fcd=atan((yC-yD)./(xC-xD));%CD杆转角%C2=lbc*cos(fbc);S2=lbc*sin(fbc);C3=lcd*cos(fcd);C32=C3.*(f1<=2.