哈工大机械原理大作业-连杆17-无错版

1、机械原理大作业说明书课程名称：机械原理大作业1连杆机构运动分析设计题目：连杆机构运动分析第17题 院 系：汽车工程学院车辆工程系班 级：1301204设 计 者：李毅松学 号：130120409指导教师：姜雪、王瑞 设计时间：2015年5月哈尔滨工业大学（威海）2015年春季学期一、 运动分析题目已知机构各构件的尺寸为，构件1的角速度为，试求构件2上点D的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。二、 机构的结构分析该机构由I级杆组RR（机架、原动件1）、II级杆组RPR（杆2、滑块3）、和II级杆组RPR（滑块4、杆5）组成。杆组（1）： 杆组（2）： 杆组（3）：三、

2、建立坐标系以A为原点，AE为x轴正方向做直角坐标系。AB与坐标轴夹角为，杆件5与x轴夹角为。规定逆时针为正。四、 各基本杆组的运动分析数学模型与编程先求D点轨迹。由上图可得B点坐标的参数方程为 （），再由相似三角形即可以求出D点的坐标。，。又，联立上述关系得，代入已知量，自变量后可得到轨迹线图：程序如下：ab = 200;ac = 400;bd = 700;w = 10;t = 0:pi/500:pi/5;fi = 10*t;xb = ab*cos(fi);yb = ab*sin(fi);bc = sqrt(ac-xb).2+yb.2);xbc = 400-xb;dc = 700-bc;n =

3、 dc./bc;xdx = n.*xbc;xd = 400+xdx;yd = -n.*yb;plot(xd,yd,'k');xlabel('x位移');ylabel('y位移');title('D点轨迹');grid;再求杆件5的角位移、角速度、角加速度。由三角形可得杆件5的角位移：考虑到反正切函数存在不可导点，所以把角位移分成4份。时，时，时，时，为的函数，而，故为t的函数，由此可作出图：程序如下：fi1=0:(pi/100):0.58119;w=10;t1=fi1./w;xb1=200.*cos(fi1);yb1=200.*s

4、in(fi1);Lboc1=400-xb1;Lbc1=sqrt(Lboc1.2+yb1.2);Ldc1=700-Lbc1;n1=Ldc1./Lbc1;xdo1=n1.*Lboc1;xd1=400+xdo1;yd1=-n1.*yb1;Ldoe1=sqrt(800-xd1).2);Lddo1=yd1;fij1=atan(Lddo1./Ldoe1);p1=fij1;fi2=0.58119:(pi/100):pi;t2=fi2./w;xb2=200.*cos(fi2);yb2=200.*sin(fi2);Lboc2=400-xb2;Lbc2=sqrt(Lboc2.2+yb2.2);Ldc2=700-L

5、bc2;n2=Ldc2./Lbc2;xdo2=n2.*Lboc2;xd2=400+xdo2;yd2=-n2.*yb2;Ldoe2=sqrt(800-xd2).2);Lddo2=yd2;fij2=atan(Lddo2./Ldoe2);p2=-(fij2+pi);fi3=pi:(pi/100):2*pi-0.58119;t3=fi3./w;xb3=200.*cos(fi3);yb3=200.*sin(fi3);Lboc3=400-xb3;Lbc3=sqrt(Lboc3.2+yb3.2);Ldc3=700-Lbc3;n3=Ldc3./Lbc3;xdo3=n3.*Lboc3;xd3=400+xdo3;

6、yd3=-n3.*yb3;Ldoe3=sqrt(800-xd3).2);Lddo3=yd3;fij3=atan(Lddo3./Ldoe3);p3=-(fij3+pi);fi4=2*pi-0.58119:(pi/100):2*pi;t4=fi4./w;xb4=200.*cos(fi4);yb4=200.*sin(fi4);Lboc4=400-xb4;Lbc4=sqrt(Lboc4.2+yb4.2);Ldc4=700-Lbc4;n4=Ldc4./Lbc4;xdo4=n4.*Lboc4;xd4=400+xdo4;yd4=-n4.*yb4;Ldoe4=sqrt(800-xd4).2);Lddo4=yd

7、4;fij4=atan(Lddo4./Ldoe4);p4=-(2*pi-fij4);plot(t1,p1,'k',t2,p2,'k',t3,p3,'k',t4,p4,'k');xlabel('时间(s)');ylabel('角度(rad)');title('构件5角位移');grid;由于是t的函数，故直接对四段的求导即可以得到四段角速度，对四段角速度求导即得四段角加速度。，程序如下：fi1=0:(pi/1000):0.5811955;w=10;t1=fi1./w;xb1=200.*

8、cos(fi1);yb1=200.*sin(fi1);Lboc1=400-xb1;Lbc1=sqrt(Lboc1.2+yb1.2);Ldc1=700-Lbc1;n1=Ldc1./Lbc1;xdo1=n1.*Lboc1;xd1=400+xdo1;yd1=-n1.*yb1;Ldoe1=sqrt(800-xd1).2);Lddo1=yd1;fij1=atan(Lddo1./Ldoe1);p1=fij1;dp1dt=diff(p1,1);t1(19)=;fi2=0.5811955:(pi/1000):pi;t2=fi2./w;xb2=200.*cos(fi2);yb2=200.*sin(fi2);Lb

9、oc2=400-xb2;Lbc2=sqrt(Lboc2.2+yb2.2);Ldc2=700-Lbc2;n2=Ldc2./Lbc2;xdo2=n2.*Lboc2;xd2=400+xdo2;yd2=-n2.*yb2;Ldoe2=sqrt(800-xd2).2);Lddo2=yd2;fij2=atan(Lddo2./Ldoe2);p2=-(fij2+pi);dp2dt=diff(p2,1);t2(82)=;dp2dt(1)=;t2(1)=;fi3=pi:(pi/1000):2*pi-0.5811955;t3=fi3./w;xb3=200.*cos(fi3);yb3=200.*sin(fi3);Lbo

10、c3=400-xb3;Lbc3=sqrt(Lboc3.2+yb3.2);Ldc3=700-Lbc3;n3=Ldc3./Lbc3;xdo3=n3.*Lboc3;xd3=400+xdo3;yd3=-n3.*yb3;Ldoe3=sqrt(800-xd3).2);Lddo3=yd3;fij3=atan(Lddo3./Ldoe3);p3=-(fij3+pi);dp3dt=diff(p3,1);t3(82)=;fi4=2*pi-0.5811955:(pi/1000):2*pi;t4=fi4./w;xb4=200.*cos(fi4);yb4=200.*sin(fi4);Lboc4=400-xb4;Lbc4=

11、sqrt(Lboc4.2+yb4.2);Ldc4=700-Lbc4;n4=Ldc4./Lbc4;xdo4=n4.*Lboc4;xd4=400+xdo4;yd4=-n4.*yb4;Ldoe4=sqrt(800-xd4).2);Lddo4=yd4;fij4=atan(Lddo4./Ldoe4);p4=-(2*pi-fij4);dp4dt=diff(p4,1);t4(19)=;plot(t1,dp1dt,'k',t2,dp2dt,'k',t3,dp3dt,'k',t4,dp4dt,'k');xlabel('时间(s)')

12、;ylabel('角速度(rad/s)');title('构件5角速度');grid;程序如下：fi1=0:(0.0001):0.5811955;w=10;t1=fi1./w;xb1=200.*cos(fi1);yb1=200.*sin(fi1);Lboc1=400-xb1;Lbc1=sqrt(Lboc1.2+yb1.2);Ldc1=700-Lbc1;n1=Ldc1./Lbc1;xdo1=n1.*Lboc1;xd1=400+xdo1;yd1=-n1.*yb1;Ldoe1=sqrt(800-xd1).2);Lddo1=yd1;fij1=atan(Lddo1./Ld

13、oe1);p1=fij1;dp1dt=diff(p1,2);t1(59)=;t1(1)=;a1=dp1dt;fi2=0.6:(0.0001):pi;t2=fi2./w;xb2=200.*cos(fi2);yb2=200.*sin(fi2);Lboc2=400-xb2;Lbc2=sqrt(Lboc2.2+yb2.2);Ldc2=700-Lbc2;n2=Ldc2./Lbc2;xdo2=n2.*Lboc2;xd2=400+xdo2;yd2=-n2.*yb2;Ldoe2=sqrt(800-xd2).2);Lddo2=yd2;fij2=atan(Lddo2./Ldoe2);p2=-(fij2+pi);d

14、p2dt=diff(p2,2);t2(255)=;t2(1)=;a2=dp2dt;fi3=pi:(0.0001):2*pi-0.6;t3=fi3./w;xb3=200.*cos(fi3);yb3=200.*sin(fi3);Lboc3=400-xb3;Lbc3=sqrt(Lboc3.2+yb3.2);Ldc3=700-Lbc3;n3=Ldc3./Lbc3;xdo3=n3.*Lboc3;xd3=400+xdo3;yd3=-n3.*yb3;Ldoe3=sqrt(800-xd3).2);Lddo3=yd3;fij3=atan(Lddo3./Ldoe3);p3=-(fij3+pi);dp3dt=dif

15、f(p3,2);t3(255)=;t3(1)=;a3=dp3dt;fi4=2*pi-0.5811955:(0.0001):2*pi;t4=fi4./w;xb4=200.*cos(fi4);yb4=200.*sin(fi4);Lboc4=400-xb4;Lbc4=sqrt(Lboc4.2+yb4.2);Ldc4=700-Lbc4;n4=Ldc4./Lbc4;xdo4=n4.*Lboc4;xd4=400+xdo4;yd4=-n4.*yb4;Ldoe4=sqrt(800-xd4).2);Lddo4=yd4;fij4=atan(Lddo4./Ldoe4);p4=-(2*pi-fij4);dp4dt=diff(p4,2);t4(59)=;t4(1)=;a4=dp4dt;plot(t1,a1,'k',t2,a2,'k',