哈工大机械原理大作业 一.docxVIP

Harbin Institute of Technology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：机电学院班级：1108103分析者：学号导教师：林琳刘福利设计时间：2013.06.10哈尔滨工业大学设计说明书一、运动分析题目连杆机构运动分析共有34个题目，从中选择一个题目，按照要求进行计算和分析。（29）如图所示机构，一只机构各构件的尺寸为AB=100mm，BC=4.28AB，CE=4.86AB，BE=8.4AB，CD=2.14AB，AD=4.55AB，AF=7AB，DF=3.32AB，，构件1的角速度为ω1=10rad/s，试求构件2上点E的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。二、机构结构分析及基本杆组划分该机构由7个构件组成，4和5之间通过移动副连接，其他各构件之间通过转动副连接；主动件为杆1，杆2、3、4、5为从动件，其中，杆2和杆3组成Ⅱ级RRR基本杆组，杆4和杆5组成Ⅱ级RPR基本杆组。三、各基本杆组的运动分析数学模型3.1原动件杆1的数学模型θ位置分析: (1)2) 速度和加速度分析:将(1)式对时间t求导，可得速度方程： (2)将(2)式对时间t求导，可得加速度方程: (3)3.2 RRRⅡ级杆组的运动分析如下图所示 当已知RRR杆组中两杆长li、lj和两外副B、D的位置和运动时，求内副C的位置及运动以及两杆的角位置、角运动。1) 位置方程： (4)由移项消去后可求得：(5)式中，为保证机构的正确装配，必须同时满足和。式(5)中的“+”表示运动副B、C、D为顺时针排列(如图中实线位置)；“-”表示B、C、D为逆时针排列(如图中虚线位置)。将式(5)代入式(4)，求得(xc，yc)后，可求得： (6)E点坐标方程： (7)其中 (8)2) 速度方程将(5)、(6)式对时间求导，可得两杆角速度方程为 (9)式中，内运动副C的速度方程为 （10）点E速度方程为 （11）3) 加速度方程两杆角加速度为 （12）式中，内副C的加速度为 （13）点E加速度方程：(14)3.3RPRⅡ级杆组的运动分析位移方程：（15）2）速度方程：（16）（17）加速度方程：（18）四、建立坐标系五、计算编程利用MATLAB软件进行编程，程序如下：5.1点B运动参数计算c=pi/180;% 点B和AB杆运动状态分析xA=0;yA=0;vAx=0;vAy=0;aAx=0;aAy=0;fm=360; n=360; df=fm/n; f1=0:df:fm;w1=10; e1=0; l1=100; % 计算B点运动参数% B点位置xB=xA+l1*cos(c*f1);yB=yA+l1*sin(c*f1);% B点速度vBx=vAx-w1*l1*sin(c*f1);vBy=vAy+w1*l1*cos(c*f1);% B点加速度aBx=aAx-l1*w1.^2.*cos(c*f1);aBy=aAy-l1*w1.^2.*sin(c*f1);5．2点C运动参数计算% RRR2级杆组运动分析% 输入D点参数xD=455;yD=0;vDx=0;vDy=0;aDx=0;aDy=0;l2=428;l3=214;% 计算E点、2杆、3杆运动参数lbe=840;lce=486;a0=2*l2*(xD-xB);b0=2*l2*(yD-yB);c0=l2^2+(xB-xD).^2+(yB-yD).^2-l3^2;f2=2*atan((b0+sqrt(a0.^2+b0.^2-c0.^2))./(a0+c0));% C点位置xC=xB+l2*cos(f2);yC=yB+l2*sin(f2);% 2杆、3杆运动参数计算dX=xC-xD;dY=yC-yD;for n=1:length(dX)ifdX(n)0dY(n)=0f3(n)=atan(dY(n)/dX(n));elseifdX(n)==0dY(n)0 f3(n)=pi/2;elseifdX(n)0dY(n)=0f3(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n));elseifdX(n)0dY(n)0f3(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n));elseifdX(n)==0dY(n)0f3(n)=1.5*pi;elseifdX(n)0dY(n)0f3(n)=2*pi+atan(dY(n)/dX(n));endendC2=l2*co