機械原理大作業(yè)1(連桿機構)27題

機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書大作業(yè)1連桿機構運動分析1v運動分析題目如圖所示機構，已知機構各構件的尺寸為AB=280iimi,BC=350nun,CD=320nun,AD=160nnn,BE=175nnnEF=220nun,xG=25inin,yG=80imn,構件1的角速度為^=10rad/s,試求構件2上點F的軌跡及構件5的角位移、角速度和角加速度，并對計算結果進行分析。2、建立坐標系建立以點A為原點的固定平面直角坐標系圖1▲

圖1對機構進行結構分析該機構由I級桿組RR（原動件1）、II級桿組RRR（桿2、桿3）和II級桿組RPR（滑塊4及桿5）組成。I級桿組RR,如圖2所示;II級桿組RRR,如圖3所示；II級桿組RPR,如圖4所示。圖2圖3

圖44、各基本桿組運動分析的數學模型同一構件上點的運動分析：圖5如圖5所示的構件AE”已知桿AB的角速度co=YGradls,AB桿長￡=280mm,可求得B點的位置心、九,速度氣遲、vyB,加速度伽、伽。xB=厶cos0=280cos(p;yB=ljsin0=280sin0；機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書dxu■?z—j—=?CO【iSill0=S)S;dyB]二cos(p=coxR\dt1Bd2XRy.2Q{B=~,=-0)~^cos(p—~co~xB；=-6y=-6y2/zsin(p=-a)2yB（2）RRRII級桿組的運動分析:如圖6所示是由三個回轉副和兩個構件組成的II級組。已知兩桿的桿長厶、A和兩個外運動副B、D的位置（心、兒、%、九）、速度（以b、4、％、F）和加速度（a.\B、Q、b、Ed、%）。求內運動副C的位置（々、y（?）、速度（8c、v、，c）、加速度（Gm、avC）以及兩桿的角位置（02、03）、角速度（02、03）和角加速度（02、0）。1）位置方程

xc=xD+&cos(p5=xB+/2cos(p2?yc=yD+，3sin03=y8+/2sin(p2為求解上式，應先求出?或?,將上式移相后分別平方相加，消入cos02+B°siii?=0式中：2%=2/式中：2%=2/2(xfi-xD)BQ=2l2(yB-yD)其中，/獷血盧丿+仇譏尸o為保證機構的裝配，必須同時滿足lBD“+厶和lBD^\l2'l3\解三角方程式XqCosq+Bosin^2-Co=O可求得(p(p2=2arctanA)+Co上式中，“+”表示B、C、D三個運動副為順時針排列；“一”表示B、C、D為逆時針排列。將％代入心鄉(xiāng)吟已+罟外中可求得乞、先，而后即可求得>c+?3sm%=*%sm02J^>3=arctan^>3=arctanyc譏速度方程將式心今叱E+?cos叫對時間求導可得兩桿的角速度>Tc=)?D+厶sm03=}'8+/2sm02q=[G為-xD)+S.(yD%)]/G]co3=[C2(xB-xD)+S2(yD%)]?

式中:C2=/2cos?$2=式中:C2=/2cos?$2=〔2sin?C3=/3cos他$3=/3sin%內運動副C點的速度Vcv>vQ為vCv=xB?(p2l2sin?=xD??J3sin%匕Tb+的2COS02=%+03?3COS03加速度方程兩桿的角加速度勺、他為a2=a3=(G2C2+G3S2)/G1式中:內運動副C的加速度％、仏為<7Cv=xb-^2/2sin^?2-^22/2cos?aCy=yB+(f>42cos??02需sin?RPRII級桿組的運動分析機械原理大TE機械原理大TE醛說明岑機械原理大TE機械原理大TE醛說明岑圖7是由兩個構件與兩個外轉動副和一個內移動副組成的RPRII級組。已知G點的坐標（心Yg）以及F點的運動參數（心、*、vvf>vvF>備、ayF）,求桿5的角位移％、角速度05、角加dt5、計算編程程序流程：1）已知桿AB的角速度和桿AB的長度可求出B點的運動參數；2）已知B、D兩點的運動參數可求出C點的運動參數及桿2、桿3的運動參數，然后再通過同一構件上點的運動分析可求出F點的運動參數，從而求出F點的軌跡；3）已知F點和G點的運動參數可求出桿5的角位移、角速度、角加速度。6、計算結果機梳原理大作業(yè)說明書機梳原理大作業(yè)說明書機梳原理大作業(yè)說明書機梳原理大作業(yè)說明書1)F點的運動參數25020015010050-50?5050100//X1V、\/0圖8點F的運動軌跡圖9點F的x坐標和y坐標隨桿AB角位移的變化機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書圖10點F的速度在x和y方向的分量隨桿AB的角位移的變化450035003000250020001500100050050100150200250300350400{\[\f\(1<\f1<\J1f/\/(f(1/1\/\\/\、4000圖笛點F的絕對速度隨桿B的角位移的變化機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書050x105)V\JI')fl//fJ/ff?*/iI/J///rIV0.5150250350100200300400圖12點F的加速度在x和y方向的分量隨桿AB角位移的變化x104圖13點F的絕對加速度隨桿AB角位移的變化對結果的分析：實線分別表示表示點F的在x方向上的坐標、速機械原理大TE機械原理大TE醛說明書機械原理大TE機械原理大TE醛說明書度、加速度隨AE角位移的變化，虛線表示其在y方向上的坐標、速度、加速度隨AE角位移的變化?？梢钥闯鳇cF胡軌跡是一個封閉的類似于“8”字的圖形。另外可以發(fā)現桿AB旋轉一周，點F類似于轉了兩周。點F的速度在x方向的分量和在y方向的分量在大小上變化規(guī)律基本一致，在AB桿角位移在50°——100°是速度增加很快，其絕對速度增加也較快，從加速度的圖像可以明顯看出此時加速度增加迅速。2）構件5的角位移、角速度、角加速度A///////I91///1f/i{///////f///////////////050100150200250300350400圖14構件5的角位移機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書50//\454050100150200250300350400353025201510圖15構件5的角速度圖16構件5的角加速度機械原理大TE機械原理大TE龍說明書機械原理大TE機械原理大TE龍說明書結果分析：從圖像可以看出AB桿轉動一周，GF桿轉動兩周，而且其角速度變化較大，適合應用于要求在不同階段速度差異較大的場合。其角加速度變化規(guī)律不明顯且起伏較大，這對桿件的沖擊較大，應注意桿件的強度。機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書附錄：程序清單yy=(O:0.1:360);%桿AB的角位移，每隔0.1度計數yyl=yy/180*pi;%轉化為弧度xb=280*cos(yvl);%點B的x坐標yb=280*sin(yyl);%點B的y坐標w=10;%桿AB的角速度vxb二w*yb;%點B的速度在x方向的分量vyb=w*xb;%點B的速度在y方向的分量axb=-w*w*xb;%點B的加速度在x方向的分量avb=-w*w*yb;%點B的加速度在y方向的分量xd=0;%點D的x坐標yd=160;%點D的y坐標vxd=0;%點D的速度在x方向的分量vyd=0;%點D的速度在y方向的分量axd=0;%點D的加速度在x方向的分量ayd=0;%點D的加速度在y方向的分量jbcd=ones(l,3601);%給角BCD賦初值fdb=ones(l,3601);%?給角BD賦初值11=350;%桿BC的長度lj=320;%桿CD的長度lbd=ones(l,3601);%給BD賦初值fl=ones(l,3601);%給桿BC的角位移賦初值fj=ones(l,3601);%給桿CD的角位移賦初值xc=ones(l?3601);%給點Cx坐標賦初值yc=ones(l?3601);%給點Cy坐標賦初值ci=ones(l,3601);%給中間變量賦初值cj=ones(l,3601);%給中間變量賦初值wi=ones(l,3601);%給桿BC的角速度賦初值wj=ones(l,3601);%給桿CD的角速度賦初值ss=ones(1,3601);%給ss賦初值ffg=ones(l,3601);%給構件5的角位移賦初值xg=-25;%點G的x坐標yg=80;%點G的y坐標vxg=0;%點G的速度在x方向的分量vyg=0;%點G的速度在y方向的分量axg=0;%點G的加速度在x方向的分量avg=0;%點G的加速度在y方向的分量wgf=ones(13601);%給桿GF的角速度賦初值%求角BCD,角BDfbim=l:3601lbd(l,m)=sqrt((xd-xb(l,m))/'2+(yd-yb(l,m))八2);if(lbd(l,m)v(li+lj)&&lbd(1,m)>abs(lj-li))jbcd(l,m)=acos((li*li4-lbd(1,m)*lbd(l,m)-lj*lj)/(2*li*lbd(l,m)));elseiflbd(l,m)=(li+lj)jbcd(l、m)=O;elseif(lbd(l,m)==abs(|j-li)&&(li>lj))jbcd(l、m)=O;elseif(lbd(l,m)==abs(|j-li)&&(li<lj))jbcd(l,m)=pi;endif(xd>xb(l,m)&&yd>=yb(Ian))fdb(l,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)));elseif(xd=xb(l,m)&&yd>yb(l,m))fdb(l,m)=pi/2;elseif(xd<xb(l、m)&&vd>=yb(l,m))fdb(l,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+pi;elseif(xd=xb(l,m)&&yd<yb(l,m))fdb(l,m)=3*pi/2;elseif(xd>xb(l、m)&&vd<vb(1,m))fdb(l,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+2*pi;elseif(xd<xb(l、m)&&vd<vb(1,m))fdb(l,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+pi;endfi(l,m)=fdb(l,m)-jbcd(l,m);%桿BC的角位移fl(l1,m)+2*pi;endend%求點C的坐標xc=xb+li*cos(fi);yc=yb+li*sm(fi);機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大作業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書機梳原理大乍業(yè)璇明書forn=l:3601%求桿CD的角位移if(xc(l,n)>xd&&yc(lji)>=vd)fj(1,n)=atan((yc(l,n)-yd)/(xc(l,n)-xd));elseif(xc(l,n)==xd&&yc(l,n)>yd)fj(l,n)=pi/2;elseif(xc(l,n)<xd&&vc(lji)>=vd)fj(l,n)=atan((yc(lji)-yd)/(xc(l,n)-xd))+pi;elseif(xc(l,n)<xd&&vc(lji)<yd)fj(l,n)=atan((yc(lji)-yd)/(xc(lji)-xd))+pi;elseif(xc(lji)==xd&&yc(l,n)<yd)§(l,n)=pi/2*3;elseif(xc(l,n)>xd&&vc(lji)<=vd)fj(l,n)=atan((yc(l,n)-yd)/(xc(1,n)-xd))+2*pi;endendci=li*cos(fi);cj=lj*cos(fj);si=li*sin(fi);習=lj*sm(fj);gl=ci.*sj-cj.*si;%求桿BC、CD的角速度wi=(cj*vxd-cj.*vxb+sj*vxd-sj.*vyb)?/g1;\vj=(ci*vxd-ci.*vxb+si*vxd-SL*vryb)./gl;g2=-axb+wi.A2.*ci-wj.A2.*cj;g3=-ayb+wi.A2.*si-wj.A2.*sj;%求桿BC、CD的角加速度ei=(g2.*cj+g3.*sj)./gl;ej=(g2.*ci+g3.*si)./g1;lb仁281.113856;ai=51.499/180*pi;fli=fi+ai*ones(1,3601);%求點F的坐標、速度、加速度xf=xb+lbf*cos(fii);yf=yb+lbf*sm(fii);vxf=vxb-lbf*wi.vyf=vvb+lbf*wi.*cos(fii);axf=axb-lbf*wi.A2.*cos(fii)-lbf*ei.*sin(fii);ayf=ayb-lbf*wi.A2.*sin(fii)-lbf*ei.*cos(fii);%求桿GF的角位移fdri=l:3601ss(1,i)=sqit((xg-xf(1,i))A2+(yg-yf(l,1))八2);ifxf(l,i)>xg&&yf(l,i)>=ygffg(l,i)=atan((yf(l,i)-yg)/(xf(1?i)-xg));elseifxf(l,i)=xg&&vf(14)>ygffg(l,i)=pi/2;elseifxf(l,i)<xg&&yf(l,i)>=ygffg(l,i)=atan(