機(jī)械原理大作業(yè)(共15頁)

1、平面六桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)(yndng)分析（題號(hào)(t ho) 4-A）班 級(jí) 03021301學(xué) 號(hào) 2013姓 名 題目(tm)說明下圖為一平面六桿機(jī)構(gòu)。一直各構(gòu)件的尺寸如下表一，又知原動(dòng)件1以角速度為1rad/s沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，要求個(gè)從動(dòng)件的角位移、角速度、及角加速度以及E點(diǎn)的位移、速度及加速度變化情況。 目錄一、平面(pngmin)六桿機(jī)構(gòu)題目(tm)分析二、各桿角位移求解(qi ji)三、各桿角速度求解四、各桿角加速度求解五、E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)求解六、流程圖七、運(yùn)算結(jié)果及曲線圖八、源程序九、心得體會(huì)表一 L2=65.0mm ,XG=153.5mm,YG=41.7mm題號(hào)L1L2L3L4L5L64-A

2、26.5105.667.5106.437.428.060題目(tm)要求：三人一組計(jì)算(j sun)出原動(dòng)件從0到2變化(binhu)時(shí)（計(jì)算點(diǎn)數(shù)37）所要求的各運(yùn)動(dòng)變量的大小，并繪出運(yùn)動(dòng)曲線圖及E點(diǎn)的軌跡曲線。2、題目分析建立封閉圖形： L2- L3= L4 - L1 L2 + L2+ L5 -L6+ L7= L4- L12） 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)(yndng)分析A角位移分析(fnx)由圖形(txng)封閉性得： B角速度分析上式對(duì)時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù)，可得速度方程：化為矩陣形式為：C角加速度分析：角速度矩陣對(duì)時(shí)間(shjin)求一階導(dǎo)數(shù)，可得加速度矩陣為：DE點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(yndng)狀態(tài)位移(wiy)：速度

3、：加速度： 3.流程圖 開始(kish) 輸入(shr)位置方程組1 調(diào)用(dioyng)fsolve函數(shù)用雅可比法解對(duì)方程組1求一次導(dǎo)數(shù)，得到各桿角速度系數(shù)矩陣A及1桿角速度矩陣B 利用計(jì)算機(jī)解矩陣方程組，得各桿在不同時(shí)刻的角速度由矢量(shling)方量SG=l5+l6求解得不同(b tn)時(shí)刻E點(diǎn)位置坐標(biāo)及其速度，加速度 畫出求解(qi ji)得各量的圖像 4. 計(jì)算結(jié)果及曲線圖各桿角位移1235600.64231.21473.68611.06470.08730.66451.52443.99661.27310.17450.63621.50203.90531.20990.26180.608

4、81.48443.81981.14580.34910.58271.47173.73831.07806.28320.69331.5512-2.1875-4.9443各桿角位移變化圖像如下所示: 各桿角速度運(yùn)算(yn sun)結(jié)果：12356-0.4342-0.4341-1.2749-0.34110-0.3282-0.2872-1.0874-0.73190.0873-0.3198-0.2296-1.0097-0.72380.1745-0.3072-0.1739-0.9531-0.75060.2618-0.2913-0.1170-0.9181-0.80730.3491-0.3317-0.3317-1

5、.1883-0.78336.2832各桿角速度圖：各桿角加速度運(yùn)算(yn sun)結(jié)果：123560-0.02600.53721.39841.48810.08730.02550.54570.98400.42730.17450.08080.59260.84800.13670.26180.12790.62570.7074-0.12990.34910.16610.64460.5344-0.40496.2832-0.03630.48661.14820.7749各桿角加速度圖像(t xin)：E點(diǎn)位移(wiy)運(yùn)行結(jié)果： XeYe135.084046.8151137.170840.2469136.374

6、042.0307135.921943.7446135.809845.3524138.307038.4388E點(diǎn)位移(wiy)圖像：E點(diǎn)速度(sd)圖像：E點(diǎn)加速度圖像(t xin)：5.源程序文件(wnjin)：建立(jinl)位置方程組的position.m函數(shù)(hnsh)文件function p=position(x) global thp=26.5*cos(th)+105.6*cos(x(1)-67.5*cos(x(2)-106.4;26.5*sin(th)+105.6*sin(x(1)-67.5*sin(x(2);(106.4-153.5)+67.5*cos(x(2)+65*cos(x

7、(1)-pi/3)+28.0*cos(x(4)+37.4*cos(x(3);(-41.7)+67.5*sin(x(2)+65*sin(x(1)-pi/3)+28.0*sin(x(4)+37.4*sin(x(3);2. 建立(jinl)求解主文件Mposition.m文件%角位移計(jì)算global thsyms x1 x2 x3 x4 r1 r2 r3 r4th2=zeros(1,73);th3=zeros(1,73);th5=zeros(1,73);th6=zeros(1,73);th1=linspace(0,2*pi,73)th=th1(1);th2(1)=36.8/180*pi;th3(1)

8、=69.6/180*pi;th5(1)=211.2/180*pi;th6(1)=61/180*pi;%1,2,3,5,6桿初始角度for k=2:73th=th1(k);x=fsolve(position,th2(k-1),th3(k-1),th5(k-1),th6(k-1),optimset(Display,final);%采用雅可比迭代法解方程組，得已知一桿角度時(shí)，各桿位置th2(k)=x(1);th3(k)=x(2);th5(k)=x(3);th6(k)=x(4);endth2,th3,th5,th6,x=th1/(pi/36);figureplot(x,th1,k-,x,th2,r-,

9、x,th3,g-,x,th5,b-,x,th6,m-);%繪圖，黑色線表示1,紅色線表示2;綠色線表示3;藍(lán)色線表示5;紫色線表示6legend(1,2,3,5,6)%角速度計(jì)算w1=ones(1,73); %1桿角速度w2=zeros(1,73); %角速度矩陣2桿w2，3桿w3，5桿w5，6桿w6w3=zeros(1,73);w5=zeros(1,73);w6=zeros(1,73);for k=1:73th=th1(k);a(1)=th2(k);a(2)=th3(k);a(3)=th5(k);a(4)=th6(k);A=(-105.6*sin(a(1),67.5*sin(a(2),0,0

10、; 105.6*cos(a(1),(-67.5*cos(a(2),0,0;(-65*sin(a(1)-pi/3),(-67.5*sin(a(2),(-37.4*sin(a(3),(-28.0*sin(a(4);65*cos(a(1)-pi/3),67.5*cos(a(2),37.4*cos(a(3),28.0*cos(a(4);%對(duì)位置函數(shù)(hnsh)求一次導(dǎo)，得角速度系數(shù)矩陣W=x1;x2;x3;x4;Bw=26.5*sin(th)*w1(k);-26.5*cos(th)*w1(k);0;0; %1桿速度(sd)矩陣W=ABw;w2(k)=W(1,1);w3(k)=W(2,1);w5(k)=

11、W(3,1);w6(k)=W(4,1);endw2,w3,w5,w6figureplot(x,w1,k-,x,w2,r-,x,w3,g-,x,w5,b-,x,w6,m-)%繪圖(hu t)，黑色表示1，紅色線表示2;綠色線表示3;藍(lán)色線表示5;紫色線表示6legend(1,2,3,5,6)%求角加速度a2=zeros(1,73); %角加速度矩陣2桿r1，3桿r2，5桿r3，6桿r4a3=zeros(1,73);a5=zeros(1,73);a6=zeros(1,73);for k=1:73th=th1(k);a(1)=th2(k);b(1)=w2(k);a(2)=th3(k);b(2)=w3

12、(k);a(3)=th5(k);b(3)=w5(k);a(4)=th6(k);b(4)=w6(k);R=r1;r2;r3;r4;C=(-105.6*cos(a(1)*b(1),67.5*cos(a(2)*b(2),0,0;(-105.6*sin(a(1)*b(1),67.5*sin(a(2)*b(2),0,0; (-65*cos(a(1)-pi/3)*b(1),(-67.5*cos(a(2)*b(2),(-37.4*cos(a(3)*b(3),(-28.0*cos(a(4)*b(4); (-65*sin(a(1)-pi/3)*b(1),(-67.5*sin(a(2)*b(2),(-37.4*s

13、in(a(3)*b(3),(-28.0*sin(a(4)*b(4); Wa=b(1);b(2);b(3);b(4);Ba=26.5*cos(th)*w1(k)2;26.5*sin(th)*w1(k)2;0;0;R=A(Ba-C*Wa);a2(k)=R(1,1);a3(k)=R(2,1);a5(k)=R(3,1);a6(k)=R(4,1);enda2,a3,a5,a6figureplot(x,a2,r-,x,a3,g-,x,a5,b-,x,a6,m-);%紅色線表示2,綠色線表示3;藍(lán)色線表示5;紫色線表示6legend(2,3,5,6)%求E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)xe=zeros(1,73);ye=zeros

14、(1,73); %E點(diǎn)坐標(biāo)(zubio)矩陣vex=zeros(1,73);vey=zeros(1,73); %E點(diǎn)速度(sd)矩陣aex=zeros(1,73);aey=zeros(1,73); %E點(diǎn)加速度矩陣(j zhn)for k=1:73 xe(k)=37.4*cos(th5(k)+28*cos(th6(k)+153.5; %E點(diǎn)位移表達(dá)式y(tǒng)e(k)=37.4*sin(th5(k)+28*sin(th6(k)+41.7;Vex(k)=37.4*w5(k)*cos(th5(k)+28*w6(k)*cos(th6(k);%E在X，Y方向的速度表達(dá)式Vey(k)=37.4*w5(k)*si

15、n(th5(k)+28*w6(k)*sin(th6(k);Aex(k)=37.4*a5(k)*cos(th5(k)+28*a6(k)*cos(th6(k); %E在X，Y方向的加速度表達(dá)式Aey(k)=37.4*a5(k)*sin(th5(k)+28*a6(k)*sin(th6(k);endfigureplot(xe,ye,-r)text(140,61,E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)曲線)figureVe=sqrt(Vex.2+Vey.2);Ae=sqrt(Aex.2+Aey.2);plot(x,Ve,-b,x,Vex,-g,x,Vey,-m)legend(Ve,Vbx,Vby)figureplot(x,Ae,-

16、b,x,Aex,-g,x,Aey,-m)legend(Ae,Abx,Aby) %紅色線表示A2，綠色線表示A3，藍(lán)色線表示A5,紫色線表示A6legend(2,3,5,6)%求E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)xe=zeros(1,73);ye=zeros(1,73); %E點(diǎn)坐標(biāo)矩陣vex=zeros(1,73);vey=zeros(1,73); %E點(diǎn)速度矩陣aex=zeros(1,73);aey=zeros(1,73); %E點(diǎn)加速度矩陣for k=1:73 xe(k)=37.4*cos(th5(k)+28*cos(th6(k)+153.5; %E點(diǎn)位移表達(dá)式y(tǒng)e(k)=37.4*sin(th5(k)+28*s

17、in(th6(k)+41.7;Vex(k)=37.4*w5(k)*cos(th5(k)+28*w6(k)*cos(th6(k);%E在X，Y方向的速度表達(dá)式Vey(k)=37.4*w5(k)*sin(th5(k)+28*w6(k)*sin(th6(k);Aex(k)=37.4*a5(k)*cos(th5(k)+28*a6(k)*cos(th6(k); %E在X，Y方向的加速度表達(dá)式Aey(k)=37.4*a5(k)*sin(th5(k)+28*a6(k)*sin(th6(k);endfigureplot(xe,ye,-r)text(140,61,E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)曲線) figureVe=sqrt(V

18、ex.2+Vey.2);Ae=sqrt(Aex.2+Aey.2);plot(x,Ve,-b,x,Vex,-g,x,Vey,-m)legend(Ve,Vbx,Vby)figureplot(x,Ae,-b,x,Aex,-g,x,Aey,-m)legend(Ae,Abx,Aby)6.心得體會(huì)：通過這次大作業(yè)的完成與實(shí)踐，是我對(duì)機(jī)械原理理論分析有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并深切體會(huì)到擁有扎實(shí)(zh shi)基礎(chǔ)的重要性。而且對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有了較為多全面的認(rèn)識(shí)，為今后(jnhu)解決工作，生活中類似的問題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在做作業(yè)的過程(guchng)中，我也加強(qiáng)了對(duì)MATLAB的應(yīng)用，熟悉了程序開發(fā)的過程，提高了自己的編程能力，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到，課