機(jī)械原理大作業(yè)1連桿機(jī)構(gòu)27題

大作業(yè)1連桿機(jī)構(gòu)運動分析1、運動分析題目如圖所示機(jī)構(gòu)，已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸為,,,，，，，構(gòu)件1的角速度為，試求構(gòu)件2上點F的軌跡及構(gòu)件5的角位移、角速度和角加速度，并對計算結(jié)果進(jìn)行分析。2、建立坐標(biāo)系建立以點A為原點的固定平面直角坐標(biāo)系圖SEQ圖\*ARABIC13、對機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析該機(jī)構(gòu)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SEQ圖\*ARABIC2圖SEQ圖\*ARABIC3圖SEQ圖\*ARABIC4各基本桿組運動分析的數(shù)學(xué)模型同一構(gòu)件上點的運動分析：圖SEQ圖\*ARABIC5如圖5所示的構(gòu)件AB,,已知桿AB的角速度，AB桿長=280mm,可求得B點的位置、，速度、，加速度、。;;；；。RRR=2\*ROMANII級桿組的運動分析：圖SEQ圖\*ARABIC6如圖6所示是由三個回轉(zhuǎn)副和兩個構(gòu)件組成的=2\*ROMANII級組。已知兩桿的桿長、和兩個外運動副B、D的位置（、、、）、速度（）和加速度（）。求內(nèi)運動副C的位置（）、速度（）、加速度（）以及兩桿的角位置（）、角速度（）和角加速度（）。1）位置方程為求解上式，應(yīng)先求出或，將上式移相后分別平方相加，消去得式中：其中，。為保證機(jī)構(gòu)的裝配，必須同時滿足和解三角方程式可求得上式中，“+”表示B、C、D三個運動副為順時針排列；“—”表示B、C、D為逆時針排列。將代入中可求得，而后即可求得速度方程將式對時間求導(dǎo)可得兩桿的角速度為式中：內(nèi)運動副C點的速度為加速度方程兩桿的角加速度為式中：內(nèi)運動副C的加速度為RPR=2\*ROMANII級桿組的運動分析圖SEQ圖\*ARABIC7圖7是由兩個構(gòu)件與兩個外轉(zhuǎn)動副和一個內(nèi)移動副組成的RPR=2\*ROMANII級組。已知G點的坐標(biāo)（）以及F點的運動參數(shù)（），求桿5的角位移、角速度、角加速度。計算編程程序流程：已知桿AB的角速度和桿AB的長度可求出B點的運動參數(shù)；已知B、D兩點的運動參數(shù)可求出C點的運動參數(shù)及桿2、桿3的運動參數(shù)，然后再通過同一構(gòu)件上點的運動分析可求出F點的運動參數(shù)，從而求出F點的軌跡；已知F點和G點的運動參數(shù)可求出桿5的角位移、角速度、角加速度。計算結(jié)果1）F點的運動參數(shù)圖SEQ圖\*ARABIC8點F的運動軌跡圖SEQ圖\*ARABIC9點F的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)隨桿AB角位移的變化圖SEQ圖\*ARABIC10點F的速度在x和y方向的分量隨桿AB的角位移的變化圖SEQ圖\*ARABIC11點F的絕對速度隨桿B的角位移的變化圖SEQ圖\*ARABIC12點F的加速度在x和y方向的分量隨桿AB角位移的變化圖SEQ圖\*ARABIC13點F的絕對加速度隨桿AB角位移的變化對結(jié)果的分析：實線分別表示表示點F的在x方向上的坐標(biāo)、速度、加速度隨AB角位移的變化，虛線表示其在y方向上的坐標(biāo)、速度、加速度隨AB角位移的變化?？梢钥闯鳇cF的軌跡是一個封閉的類似于“8”字的圖形。另外可以發(fā)現(xiàn)桿AB旋轉(zhuǎn)一周，點F類似于轉(zhuǎn)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。構(gòu)件5的角位移、角速度、角加速度圖SEQ圖\*ARABIC14構(gòu)件5的角位移圖SEQ圖\*ARABIC15構(gòu)件5的角速度圖SEQ圖\*ARABIC16構(gòu)件5的角加速度結(jié)果分析：從圖像可以看出AB桿轉(zhuǎn)動一周，GF桿轉(zhuǎn)動兩周，而且其角速度變化較大，適合應(yīng)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(yīng)注意桿件的強度。

附錄：程序清單yy=(0:0.1:360);%桿AB的角位移，每隔0.1度計數(shù)yy1=yy/180*pi;%轉(zhuǎn)化為弧度xb=280*cos(yy1);%點B的x坐標(biāo)yb=280*sin(yy1);%點B的y坐標(biāo)w=10;%桿AB的角速度vxb=-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ayb=-w*w*yb;%點B的加速度在y方向的分量xd=0;%點D的x坐標(biāo)yd=160;%點D的y坐標(biāo)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(1,3601);%給角BCD賦初值fdb=ones(1,3601);%?給角BD賦初值li=350;%桿BC的長度lj=320;%桿CD的長度lbd=ones(1,3601);%給BD賦初值fi=ones(1,3601);%給桿BC的角位移賦初值fj=ones(1,3601);%給桿CD的角位移賦初值xc=ones(1,3601);%給點Cx坐標(biāo)賦初值yc=ones(1,3601);%給點Cy坐標(biāo)賦初值ci=ones(1,3601);%給中間變量賦初值cj=ones(1,3601);%給中間變量賦初值wi=ones(1,3601);%給桿BC的角速度賦初值wj=ones(1,3601);%給桿CD的角速度賦初值ss=ones(1,3601);%給ss賦初值ffg=ones(1,3601);%給構(gòu)件5的角位移賦初值xg=-25;%點G的x坐標(biāo)yg=80;%點G的y坐標(biāo)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ayg=0;%點G的加速度在y方向的分量wgf=ones(1,3601);%給桿GF的角速度賦初值%求角BCD，角BDform=1:3601lbd(1,m)=sqrt((xd-xb(1,m))^2+(yd-yb(1,m))^2);if(lbd(1,m)<(li+lj)&&lbd(1,m)>abs(lj-li))jbcd(1,m)=acos((li*li+lbd(1,m)*lbd(1,m)-lj*lj)/(2*li*lbd(1,m)));elseiflbd(1,m)==(li+lj)jbcd(1,m)=0;elseif(lbd(1,m)==abs(lj-li)&&(li>lj))jbcd(1,m)=0;elseif(lbd(1,m)==abs(lj-li)&&(li<lj))jbcd(1,m)=pi;endif(xd>xb(1,m)&&yd>=yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)));elseif(xd==xb(1,m)&&yd>yb(1,m))fdb(1,m)=pi/2;elseif(xd<xb(1,m)&&yd>=yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+pi;elseif(xd==xb(1,m)&&yd<yb(1,m))fdb(1,m)=3*pi/2;elseif(xd>xb(1,m)&&yd<yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+2*pi;elseif(xd<xb(1,m)&&yd<yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+pi;endfi(1,m)=fdb(1,m)-jbcd(1,m);%桿BC的角位移iffi(1,m)<0fi(1,m)=fi(1,m)+2*pi;endend%求點C的坐標(biāo)xc=xb+li*cos(fi);yc=yb+li*sin(fi);forn=1:3601%求桿CD的角位移if(xc(1,n)>xd&&yc(1,n)>=yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd));elseif(xc(1,n)==xd&&yc(1,n)>yd)fj(1,n)=pi/2;elseif(xc(1,n)<xd&&yc(1,n)>=yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd))+pi;elseif(xc(1,n)<xd&&yc(1,n)<yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd))+pi;elseif(xc(1,n)==xd&&yc(1,n)<yd)fj(1,n)=pi/2*3;elseif(xc(1,n)>xd&&yc(1,n)<=yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd))+2*pi;endendci=li*cos(fi);cj=lj*cos(fj);si=li*sin(fi);sj=lj*sin(fj);g1=ci.*sj-cj.*si;%求桿BC、CD的角速度wi=(cj*vxd-cj.*vxb+sj*vxd-sj.*vyb)./g1;wj=(ci*vxd-ci.*vxb+si*vxd-si.*vyb)./g1;g2=-axb+wi.^2.*ci-wj.^2.*cj;g3=-ayb+wi.^2.*si-wj.^2.*sj;%求桿BC、CD的角加速度ei=(g2.*cj+g3.*sj)./g1;ej=(g2.*ci+g3.*si)./g1;lbf=281.113856;ai=51.499/180*pi;fii=fi+ai*ones(1,3601);%求點F的坐標(biāo)、速度、加速度xf=xb+lbf*cos(fii);yf=yb+lbf*sin(fii);vxf=vxb-lbf*wi.*sin(fii);vyf=vyb+lbf*wi.*cos(fii);axf=axb-lbf*wi.^2.*cos(fii)-lbf*ei.*sin(fii);ayf=ayb-lbf*wi.^2.*sin(fii)-lbf*ei.*cos(fii);%求桿GF的角位移fori=1:3601ss(1,i)=sqrt((xg-xf(1,i))^2+(yg-yf(1,i))^2);ifxf(1,i)>xg&&yf(1,i)>=ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg));elseifxf(1,i)==xg&&yf(1,i)>ygffg(1,i)=pi/2;elseifxf(1,i)<xg&&yf(1,i)>=ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg))+pi;elseifxf(1,i)<xg&&yf(1,i)<ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg))+pi;elseifxf(1,i)==xg&&yf(1,i)<ygffg(1,i)=3*pi/2;elseifxf(1,i)>xg&&yf(1,i)<ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg))+2*pi;endend%求桿GF的角速度fori=1:3601ifss(1,i)==0wgf(1,i)=0;elsewgf(1,i)=(vyf(1,i)*cos(ffg(1,i))-vxf(1,i)*sin(ffg(1,i)))/ss(1,i);endend%求桿GF的角加速度vss=v