哈工大 機(jī)械原理大作業(yè)1 連桿30

1、Harbin Institute of Technology機(jī)械原理大作業(yè)一課程名稱(chēng)： 機(jī)械原理 設(shè)計(jì)題目： 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 系： 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（30） 題：如圖1-30所示機(jī)構(gòu)，已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸為AB=100mm，BC=2.73AB，CD=1.36AB，CG=2.32AB，BG=4.9AB，AF=2.36AB，AD=2.87AB，DF=2AB，GE=1.45AB，EF=2.82AB，GM=1.36AB，MK=1.91AB，KD=0.54AB，KF=2.18AB，HF=3.1AB，DH=3.63AB，構(gòu)件1的角速度為。試求構(gòu)件2上G點(diǎn)的軌跡

2、及構(gòu)件4、構(gòu)件6和構(gòu)件8的角位移、角速度和角加速度，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。圖1-301、建立直角坐標(biāo)系 以H點(diǎn)為直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系X-Y，如圖1-30所示。2、機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 該機(jī)構(gòu)的組成為：I級(jí)桿組RR（原動(dòng)件AB）如圖1所示II級(jí)桿組RRR（桿2、9）如圖2所示II級(jí)桿組RRR（桿5、6）如圖3所示II級(jí)桿組RRR（桿7、8）如圖4所示II級(jí)桿組RPR（桿4、滑塊3）如圖5所示。 圖1 圖2圖3圖4圖53、各基本桿組運(yùn)動(dòng)分析 （1）如圖1，I級(jí)桿組（原動(dòng)件AB） 已知原動(dòng)件桿1的轉(zhuǎn)角，角速度，角加速度，運(yùn)動(dòng)副A的位置坐標(biāo)為，速度為，加速度為，原動(dòng)件桿1的長(zhǎng)度。 A、位置分析 B、

3、速度和加速度分析 將已知參數(shù)帶入可求出.（2）如圖2，II級(jí)桿組RRR（桿2、9） 已求出運(yùn)動(dòng)副B的位置、速度、加速度，已知運(yùn)動(dòng)D的位置坐標(biāo)為，速度為，加速度為，桿長(zhǎng)。A、桿2的角位置、角速度、角加速度 B、D連線(xiàn)與x軸的夾角為： 桿BC的位置角為：桿CD與x軸所成的鈍角 桿BC的角速度為： 式中 桿BC的角加速度為： 式中 將已知量帶入可求得，進(jìn)而可求得G點(diǎn)的參數(shù)。 （3）如圖3，II級(jí)桿組RRR（桿5、6） 已求出G點(diǎn)的位置、速度、加速度，已知K點(diǎn)的位置坐標(biāo)為，速度為，加速度為，桿長(zhǎng)。 A、位置分析 運(yùn)動(dòng)副M的位置方程為： 桿MK的轉(zhuǎn)角位為： 式中 桿GM的轉(zhuǎn)角位為： 。 B、速度分析 桿

4、MK的角速度為： 桿GM的角速度為： 式中 運(yùn)動(dòng)副M的速度為： C、加速度分析 桿MK的角加速度為： 桿GM的角加速度為： 式中 運(yùn)動(dòng)副M的加速度為： （4）如圖4, II級(jí)桿組RRR（桿7、8） 已求出G點(diǎn)的位置、速度、加速度，已知F點(diǎn)的位置坐標(biāo)為，速度為，加速度為，桿長(zhǎng)。 A、位置分析 運(yùn)動(dòng)副E的位置方程為： 桿EF的轉(zhuǎn)角位為： 式中 桿GE的轉(zhuǎn)角位為： 。 B、速度分析 桿EF的角速度為： 桿EG的角速度為： 式中 運(yùn)動(dòng)副E的速度為： C、加速度分析 桿EF的角加速度為： 桿GE的角加速度為： 式中 運(yùn)動(dòng)副E的加速度為： （5）如圖5, II級(jí)桿組RPR（桿4、滑塊3）A、位置分析 桿4

5、的轉(zhuǎn)角為： 式中 B、速度分析 桿4的速度為： 式中 C、加速度分析 桿4的角加速度為： 式中 4、 計(jì)算編程(1）同一構(gòu)件上運(yùn)動(dòng)分析函數(shù)function xb,yb,xvb,tvb,xab,yab=rigid(xa,ya,xva,yva,xaa,yaa,f,f1,f2,l)%xb=xa+ cos(f);yb=ya+sin(f);xvb=xva-f1*l*sin(f);yvb=yva+f1*l*cos(f);xab=xaa-f12*cos(f)-f2*sin(f);yab=yaa-f12* sin(f)+f2*cos(f);end（2） RRR二級(jí)桿組分析子函數(shù)function xc,yc,x

6、vc,yvc,xac,yac,fi,fj,oi,oj,rfi,rfj=rrr(xb,yb,xd,yd,xvb,yvb,xvd,yvd,xab,yab,xad,yad,li,lj,m)A0=2*li*(xd-xb);B0=2*li*(yd-yb);lBD=sqrt(xd-xb)2+(yd-yb)2);C0=li2-lj2+lBD2;fi=2*atan(B0+m*sqrt(A02+B02-C02)/(A0+C0);xc=xb+li*cos(fi);yc=yb+li*sin(fi);a=xc-xd;b=yc-yd;fj=atan(yc-yd)/(xc-xd);if a>0&b>0

7、 fj=fj;else if a<0 f=j=f=j+pi;else f=j=fj+2*pi;endci=li*cos(fi);cj=lj*cos(fj);si=li*sin(fi);sj=lj*sin(fj);g1=ci*sj-cj*si;oi=(cj*(xvd-xvb)+sj*(yvd-yvb)/g1;oj=(ci*(xvd-xvb)+si*(yvd-yvb)/g1;xvc=xvb-oi*li*sin(fi);yvc=yvb+oi*li*cos(fi);g2=xad-xab+oi2*ci-oj2*cj;g3=yad-yab+oi2*si-oj2*sj;rfi=(g2*cj+g3*sj

8、)/g1;rfj=(g2*ci+g3*si)/g1;xac=xab-rfi*li*sin(fi)-omii2*li*cos(fi);yac=yab+rfi*li*cos(fi)-omii2*li*sin(fi);end（3） RPR二級(jí)桿組分析子程序 function fj,wj,ej=rpr(li,lk,xb,yb,xvb,yvb,xab,yab,xd,yd,xvd,yvd,xad,yad) A0=xb-xd;B0=yb-yd;C0=li+lk;ss=sqrt(A02+B02-C02);fj=atan(B0*ss+A0*C0)/(A0*ss-B0*C0);if A0>0&B0&

9、gt;0 fj=fj;else if A0<0 fj=fj+pi;else fj=fj+2*pi;endxc=xb-li*sin(fj);yc=yb-li*cos(fj); g4=(xb-xd)*cos(fj)+(yb-yd)*sin(fj);wj=(yvb-yvd)*cos(fj)-(xvb-xvd)*sin(fj)/g4;vss=(xvb-xvd)*(xb-xd)+(yvb-yvd)*(yb-yd)/g4;xvc=xvb-wj*li*cos(fj);yvc=yvb-wj*li*sin(fj);g5=xab-xad+wj2*(xb-xd)+2*svs*wj*sin(fj);g6=yab

10、-yad+wj2*(yb-yd)-2*svs*wj*cos(fj);ej=(g6*cos(fj)-g5*sin(fj)/g4;end（4） 主程序clearclcxh=0;yh=0;xf=310;yf=0;HD=363;HF=310;DF=200;coDHF=(HD2+HF2-DF2)/(2*HD*HF);xd=HD*coDHF;yd=sqrt(HD2-xd2);xk=xd-54;yk=yd;coDFH=(DF2+HF2-HD2)/(2*HF*DF);AF=236;DA=287;coDFA=(DF2+AF2-DA2)/(2*DF*AF);AFP=pi-(acos(coDFH)+acos(coD

11、FA);xa=AF*cos(AFP)+xf;ya=AF*sin(AFP);i=0;for fi=pi/180:pi/180:2*pi xva=0;yva=0;xaa=0;yaa=0;fi2=0;lAB=100; fai1=10;xb,yb,xvb,yvb,abx,yab=rigid(xa,ya,xva,yva,xaa,yaa,f,f1,f2,lAB); xvd=0;yvd=0;xad=0;yad=0;lBC=273;lCD=136;N1=1;xc,yc,xvc,yvc,xac,yac,fBC,fCD,oBC,oCD,rfBC,rfCD=rrr(xb,yb,xd,yd,xvb,yvb,xvd,y

12、vd,xab,yab,xad,yad,lBC,lCD,N1);f=CG=fBC-45*pi/180;lCG=232; xg,yg,xvg,yvg,xag,yag=rigid(xc,yc,xvc,yvc,xac,yac,fCG,oBC,rfBC,lCG);xvk=0;yvk=0;xak=0;yak=0;lGM=136;lKM=191;N2=1; xm,ym,xvm,yvm,xam,yam,fGM,fKM,oGM,oKM,rfGM,rfKM=rrr(xg,yg,xk,yk,xvg,yvg,xvk,yvk,xag,yag,xak,xak,lGM,lKM,N2);xvh=0;yvh=0;xah=0;yah=0;li=0;lk=0; fGH,oGH,yGH=rpr(li,lk,xg,yg,xvg,yvg,xag,yag,xh,yh,xvh,yvh,xah,yah);xvf=0;yvf=0;xaf=0;yaf=0;lGE=145;lEF=282;N3=1; xe,ye,xve,yve,xae,yae,fGE,fEF,oGE,oEF,rfGE,rfEF=rrr(xg,yg,xf,yf,xvg,yvg,xvf,yvf,xag,yag,xaf,yaf,lGE,lEF,N3);i=i+1;gx(i)=xg;gy(i)=yg;kf(i)=f;fFOUR(i)=fGH;oFOUR(i)