MATLAB程序設計 課件 第9章 機械工程設計

MATLAB程序設計CONTENTS目錄連桿機構設計7.1平面連桿機構運動分析7.3平面機構優(yōu)化設計7.2尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計1.曲柄存在條件在鉸鏈四桿機構中有曲柄的條件:a.各桿的長度應滿足桿長條件，即:a.最短桿長度+最長桿長度≤其余兩桿長度之和。b.組成該周轉副的兩桿中必有一桿為最短桿。當四桿機構各桿的長度滿足桿長時，與最短桿相連轉動副都是周轉副。而其余的轉動副則是擺動副。當最短桿為連架桿時，機構為曲柄搖桿機構;當最短桿為機架時，機架時則為雙曲柄機構;否則為雙搖桿機構。尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計在曲柄滑塊機構中有曲柄的條件為a±e<=b尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計2.傳動角為了使機構傳動質量良好，一般規(guī)定機構的最小傳動角Ymin≥40°。

尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計（2）曲柄滑塊機構最小傳動角最大壓力角:

尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計1.平面連桿機構設計(1)曲柄滑塊設計已知行程速比系數K，行程h，偏距e，求曲柄長度a和連桿長度b。曲柄滑塊機構處于極限位置時，各構件位置關系如下圖所示。

尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計

編制設計該條件下的曲柄滑塊機構函數文件如下:尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計

建立坐標系:得:尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計當兩連架桿對應位置數N>5時，一般不能求得精確解，可用最小二乘法近似求解。當兩連架桿對應位置數N<5時，可預選No=5-N個尺度參數，此時有無窮解。尚德敏學唯實惟新9.1連桿機構設計%d為機架長度;alph和delta為兩連架桿對應初始位置%thetal和theta3為兩連架桿的三組對應位置其中%thetal=[thetall，theta12，thetal3]，theta3=[theta31，theta32，theta33]P=pi/180;alph=alph*P;delta=delta*P;thetal=thetal*P;theta3=theta3*P;A=[1,-cos(thetal(1)+alph),cos(theta3(1)+delta)l,-cos(thetal(2)+alph),cos(theta3(2)+delta)1,-cos(thetal(3)+alph),cos(theta3(3)+delta)];B=[cos(thetal(1)+alph-theta3(1)-delta);cos(theta1(2)+alph-theta3(2)-delta);cos(theta1(3)+alph-theta3(3)-delta)];C=invi(A)*B;a=d/C(3);c=d/C(2);b=sqrt(a^2+c^2+d^2-2*a*c*C(1));MATLAB程序如下:尚德敏學唯實惟新9.2平面機構優(yōu)化設計機構優(yōu)化設計其數學模型一般可寫為，求設計變量X=[x1,x2，…,xn]T使目標函數F(X)=f(x1,x2，…,xn)極小(或極大);并滿足約束條件在進行機構優(yōu)化設計時，通常以機構的運動規(guī)律與期望的運動規(guī)律之間的差異及運動誤差作為評價目標。常見的目標函數有以下兩種形式:約束條件機構優(yōu)化設計時，可針對機構的具體特性要求建立約束條件。以曲柄搖桿機構(圖9-1)為例，AB桿為曲柄，并作為主動件。尚德敏學唯實惟新9.2平面機構優(yōu)化設計傳動角條件:

尚德敏學唯實惟新9.3平面連桿機構運動分析對四桿機構進行運動分析的意義是:在機構尺寸參數已知的情況下，假定主動件（曲柄)做勻速轉動，撇開力的作用，僅從運動幾何關系上分析從動件（連桿、搖桿)的角位移、角速度、角加速度等運動參數的變化情況。

還可以根據機構團環(huán)矢量方程計算從動件的位移偏差。上述這些內容，無論是設計新的機械，還是為了了解現有機械的運動性能，都是十分必要的，而且它還是研究機械運動性能和動力性能提供必要的依據。

方法:機構運動分析的方法很多，主要有圖解法和解析法。機構工作原理：組成該周轉副的兩桿中必有一桿為最短桿，且其最短桿為連架桿或機架。(當最短桿為連架桿時，四桿機構為曲柄搖桿機構;當最短桿為機架時，則為雙曲柄機構)。在如圖9-8所示的曲柄搖桿機構中，構件AB為曲柄，則B點應能通過曲柄與連桿兩次共線的位置。尚德敏學唯實惟新9.3平面連桿機構運動分析

角位移方程的分量形為，閉環(huán)矢量方程分量形式對時間求一階導數(角速度方程)為，尚德敏學唯實惟新9.3平面連桿機構運動分析（2）建立機構的閉環(huán)矢量