【2017年整理】机械原理课程设计—直升机变桨距结构.doc

一、选题： 直升机变桨距机构 二、应用背景 直升机是以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源，能在大气中垂直起落及悬停并能进行前、后飞、定点回转等可控飞行的重于空气的航空器。 直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。 直升机的这些突出特点很大程度上取决于旋翼和尾桨桨距的变化。调节旋翼桨距的大小可改变升力，旋翼桨距增大，升力随之增大，反之减小；调节尾桨桨距的大小可使它产生的推力变大或变小，以此来控制直升机机头的转向。 五、运动分析 1.建立坐标系如下图所示 2.程序设计框图 φ=80? 3.程序 % ============================初始化 clc clear all close all %============================杆组1计算 %变量赋值 format long pha1=[]; x_o=0; y_o=0; l_ob=300; w1=10; 运动方程 disp(杆1的位置、速度、加速度) for i=1:1:90 pha1(i)=(50+i/3)*pi/180; x_b(i)=x_o+l_ob*cos(pha1(i)); y_b(i)=y_o+l_ob*sin(pha1(i)); v_bx(i)=-w1*l_ob*sin(pha1(i)); v_by(i)=w1*l_ob*cos(pha1(i)); a_bx(i)=-w1^2*l_ob*cos(pha1(i)); a_by(i)=-w1^2*l_ob*sin(pha1(i)); %============================杆组2计算 %变量赋值 l_bc=1000; y_p=0; x_p=-200; pha3=90*pi/180; disp(杆组2的位置、速度、加速度) %位移方程 e=2*((x_p-x_b(i))*cos(pha3)+(y_p-y_b(i))*sin(pha3)); f=(x_p-x_b(i))^2+(y_p-y_b(i))^2-l_bc^2; s_r=abs(-e+(e^2-4*f)^0.5)/2; x_c(i)=x_p+s_r*cos(pha3); y_c(i)=y_p+s_r*sin(pha3); pha2=atan((y_c(i)-y_b(i))/(x_c(i)-x_b(i))); %速度方程 e1=-v_bx(i); f1=-v_by(i); w2=(-e1*sin(pha3)+f1*cos(pha3))/(l_bc*sin(pha2)*sin(pha3)+l_bc*cos(pha2)*cos(pha3)); v_cx(i)=v_bx(i)-l_bc*w2*sin(pha2); v_cy(i)=v_by(i)+l_bc*w2*cos(pha2); %加速度方程 e2=-a_bx(i)+l_bc*w2^2*cos(pha2); f2=-a_by(i)+l_bc*w2^2*sin(pha2); ksy2=(-e2*sin(pha3)+f2*cos(pha3))/(l_bc*(sin(pha2)*sin(pha3)+cos(pha2)*cos(pha3))); a_cx(i)=a_bx(i)-w2^2*l_bc*cos(pha2)-ksy2*l_bc*sin(pha2); a_cy(i)=a_by(i)-w2^2*l_bc*sin(pha2)+ksy2*l_bc*cos(pha2); %============================杆组3的计算 %变量赋值 x_d=-350; y_d(i)=y_c(i)+50; x_e=-200; y_e(i)=y_d(i)+175; l_ef=1500; x_g=-250; y_g=1500; l_gf=100; v_gx=0; v_gy=0; v_ex(i)=v_cx(i); v_ey(i)=v_cy(i); disp(杆组3的位移、速度、加速度 ) %位移方程 d=((x_g-x_e)^2+(y_g-y_e(i))^2)^0.5; det=atan((y_g-y_e(i))/(x_g-x_e)); gama=acos((d^2-l_gf^2+l_ef^2)/(2*d*