哈工大机械原理大作业1-31连杆

1、Harbin Institute of Technology大作业设计说明书课程名称： 机械原理 设计题目： 连杆机构运动分析 院 系：机械设计制造及其自动化班 级： 1108103 设 计 者： 解增辉 学 号： 1110810304 指导教师： 林琳 刘福利 设计时间： 2013.6.12 哈尔滨工业大学一、 运动分析题目（22）如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=200mm，BC=670mm，CD=350mm，BE=335mm，EF=380mm，FG=130mm，GH=100mm，HK=486mm，=124°，xD=730mm，yD=138mm，xG=465mm，yG=2

2、48mm，h=80mm，构件1的角速度为1=10rad/s，试求构件2上点E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、 建立坐标系建立以A点为原点的固定平面直角坐标系Ax,y，如图所示三、 机构的结构分析，组成机构的基本杆组划分该机构由级杆组RR（原动件1）、级杆组RRR（杆2、3）、级杆组RRR（杆4、杆5）和级杆组RRP（杆6、杆7）组成。 四、 各基本杆组的运动分析数学模型（1） 原动件杆1（级杆组RR）的运动分析已知原动件杆1的转角=0360°=0°原动件杆1的角速度 1=10rad/s原动件杆1的角加速度 =0运动副A的位置坐标 xA=0

3、yA=0运动副A的速度 xA=0yA=0运动副A的加速度 xA=0yA=0原动件杆1的长度 lAB=200mm求出运动副B的位置坐标（xB,yB）、速度（xB,yB）和加速度（xB,yB）。（2）构件2、3杆组（级杆组RRR）的运动分析已求出运动副B的位置坐标（xB,yB）、速度（xB,yB）和加速度（xB,yB），已知运动副D的位置坐标 xD= 730mmyD=-138mm运动副D的速度 xD=0yD=0运动副D的加速度 xD=0yD=0杆长 lCD=350mm lBC=670mm求出构件2的转角2，角速度2，角加速度2。（3）已知运动副B的位置坐标（xB,yB）、速度（xB,yB）和加速度

4、（xB,yB），已求出构件2的转角2，角速度2，角加速度2。杆BE的长度lBE=335mm。求出运动副E的位置坐标（xE,yE）、速度（xE,yE）和加速度（xE,yE）。（4）构件4、5杆组（级杆组RRR）已求出运动副E的位置坐标（xE,yE）、速度（xE,yE）和加速度（xE,yE），已知运动副G的位置坐标 xG= 465mmyG=-248mm运动副G的速度 xG=0yG=0运动副G的加速度 xG=0yG=0杆长 lEF=380mm lFG=130mm 求出构件5的转角5，角速度5，角加速度5。（5）已知运动副G的位置坐标（xG,yG）、速度（xG,yG）和加速度（xG,yG），已求出构件

5、5的角位移5，角速度5，角加速度5，求出运动副H的位置坐标（xH,yH）、速度（xH,yH）和加速度（xH,y）。（）构件6、7杆组（RRP级杆组）的运动分析已知运动副H的位置坐标（xH,yH）、速度（xH,yH）和加速度（xH,yH），已知滑块7导路参考点P的位置坐标xK=545mmyK=0参考点P的位置角j=/2参考点P的速度 xG=0yG=0参考点P的加速度 xG=0yG=0杆长 lHK=486mm lj=0求出构件6的角位移、角速度和角加速度。五、 用matlab编程求解源代码及结果（1）求E轨迹：用matlab编程如下：clearclcc=pi/180;xA=0;yA=0;vAx=0

6、;vAy=0;aAx=0;aAy=0;fm=360; n=360; df=fm/n; f1=0:df:fm;w1=10; e1=0; lAB=200; xB=xA+lAB*cos(c*f1);yB=yA+lAB*sin(c*f1);vBx=vAx-w1*lAB*sin(c*f1);vBy=vAy+w1*lAB*cos(c*f1);aBx=aAx-lAB*w1.2.*cos(c*f1);aBy=aAy-lAB*w1.2.*sin(c*f1); xD=730;yD=-138;vDx=0;vDy=0;aDx=0;aDy=0;lBC=670;lCD=350;lBD=sqrt(xD-xB).2+(yD-

7、yB).2);a=2*lBC*(xD-xB);b=2*lBC*(yD-yB);c0=lBC2+lBD.2-lCD.2; fai2=2*atan(b+sqrt(a.2+b.2-c0.2)/(a+c0);xC=xB+lBC*cos(fai2);yC=yB+lBC*sin(fai2); dx=xC-xD;dy=yC-yD;for n=1:length(dx) if dx(n)>0&dy(n)>=0 fai3(n)=(atan(dy(n)/dx(n)/c; elseif dx(n)<0 fai3(n)=(pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; else dx(n)<

8、;0&dy(n)<0 fai3(n)=(2*pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; endendxC=xD+lCD*cos(c*fai3);yC=yD+lCD*sin(c*fai3);vCx=vDx-w1*lCD*sin(c*fai3);vCy=vDy+w1*lCD*cos(c*fai3);aCx=aDx-lCD*w1.2.*cos(c*fai3);aCy=aDy-lCD*w1.2.*sin(c*fai3);xE=(xB+xC)/2;yE=(yB+yC)/2;vEx=(vBx+vCx)/2;vEy=(vBy+vCy)/2;aEx=(aBx+aCx)/2;aEy=(aBy+a

9、Cy)/2;plot(xE,yE) hold on axis equal（2）构件5的角位移、角速度和角加速度角位移clearclcc=pi/180;xA=0;yA=0;vAx=0;vAy=0;aAx=0;aAy=0;fm=360; n=360; df=fm/n; f1=0:df:fm;w1=10; e1=0; lAB=200; xB=xA+lAB*cos(c*f1);yB=yA+lAB*sin(c*f1);vBx=vAx-w1*lAB*sin(c*f1);vBy=vAy+w1*lAB*cos(c*f1);aBx=aAx-lAB*w1.2.*cos(c*f1);aBy=aAy-lAB*w1.2

10、.*sin(c*f1); xD=730;yD=-138;vDx=0;vDy=0;aDx=0;aDy=0;lBC=670;lCD=350;lBD=sqrt(xD-xB).2+(yD-yB).2);a=2*lBC*(xD-xB);b=2*lBC*(yD-yB);c0=lBC2+lBD.2-lCD.2; fai2=2*atan(b+sqrt(a.2+b.2-c0.2)/(a+c0);xC=xB+lBC*cos(fai2);yC=yB+lBC*sin(fai2); dx=xC-xD;dy=yC-yD;for n=1:length(dx) if dx(n)>0&dy(n)>=0 fa

11、i3(n)=(atan(dy(n)/dx(n)/c; elseif dx(n)<0 fai3(n)=(pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; else dx(n)<0&dy(n)<0 fai3(n)=(2*pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; endendxC=xD+lCD*cos(c*fai3);yC=yD+lCD*sin(c*fai3);vCx=vDx-w1*lCD*sin(c*fai3);vCy=vDy+w1*lCD*cos(c*fai3);aCx=aDx-lCD*w1.2.*cos(c*fai3);aCy=aDy-lCD*w1.2.*sin(c*

12、fai3);xE=(xB+xC)/2;yE=(yB+yC)/2;vEx=(vBx+vCx)/2;vEy=(vBy+vCy)/2;aEx=(aBx+aCx)/2;aEy=(aBy+aCy)/2; xG=465;yG=-248;vGx=0;vGy=0;aGx=0;aGy=0;lEF=380;lFG=130;a1=2*lEF*(xG-xE);b1=2*lEF*(yG-yE);lEG=sqrt(xG-xE).2+(yG-yE).2)c1=lEF.2+lEG.2-lFG.2;fai4=2*atan(b1-sqrt(a1.2+b1.2-c1.2)/(a1+c1);xF=xE+lEF*cos(fai4);y

13、F=yE+lEF*sin(fai4); dx1=xF-xG;dy1=yF-yG;for n=1:length(dx1) if dx1(n)>0&&dy1(n)>=0 fai5(n)=(atan(dy1(n)./dx1(n)/c; elseif dx1(n)=0&&dy1(n)>0 fai5(n)=(pi/2)/c; elseif dx1(n)<0&&dy1(n)>=0 fai5(n)=(pi+atan(dy1(n)./dx1(n)/c; elseif dx1(n)<0&&dy1(n)<0

14、fai5(n)=(pi+atan(dy1(n)./dx1(n)/c; elseif dx1(n)=0&&dy1(n)<0 fai5(n)=(1.5*pi)/c; elseif dx1(n)>0&&dy1(n)<0 fai5(n)=(2*pi+atan(dy1(n)./dx1(n)/c; endend plot(f1,fai5);hold on;grid on;角速度clearclcc=pi/180;xA=0;yA=0;vAx=0;vAy=0;aAx=0;aAy=0;fm=360; n=360; df=fm/n; f1=0:df:fm;w1=10

15、; e1=0; lAB=200; xB=xA+lAB*cos(c*f1);yB=yA+lAB*sin(c*f1);vBx=vAx-w1*lAB*sin(c*f1);vBy=vAy+w1*lAB*cos(c*f1);aBx=aAx-lAB*w1.2.*cos(c*f1);aBy=aAy-lAB*w1.2.*sin(c*f1); xD=730;yD=-138;vDx=0;vDy=0;aDx=0;aDy=0;lBC=670;lCD=350;lBD=sqrt(xD-xB).2+(yD-yB).2);a=2*lBC*(xD-xB);b=2*lBC*(yD-yB);c0=lBC2+lBD.2-lCD.2;

16、 fai2=2*atan(b+sqrt(a.2+b.2-c0.2)/(a+c0);xC=xB+lBC*cos(fai2);yC=yB+lBC*sin(fai2); dx=xC-xD;dy=yC-yD;for n=1:length(dx) if dx(n)>0&dy(n)>=0 fai3(n)=(atan(dy(n)/dx(n)/c; elseif dx(n)<0 fai3(n)=(pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; else dx(n)<0&dy(n)<0 fai3(n)=(2*pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; endendx

17、C=xD+lCD*cos(c*fai3);yC=yD+lCD*sin(c*fai3);vCx=vDx-w1*lCD*sin(c*fai3);vCy=vDy+w1*lCD*cos(c*fai3);aCx=aDx-lCD*w1.2.*cos(c*fai3);aCy=aDy-lCD*w1.2.*sin(c*fai3);xE=(xB+xC)/2;yE=(yB+yC)/2;vEx=(vBx+vCx)/2;vEy=(vBy+vCy)/2;aEx=(aBx+aCx)/2;aEy=(aBy+aCy)/2; xG=465;yG=-248;vGx=0;vGy=0;aGx=0;aGy=0;lEF=380;lFG=1

18、30;a1=2*lEF*(xG-xE);b1=2*lEF*(yG-yE);lEG=sqrt(xG-xE).2+(yG-yE).2)c1=lEF.2+lEG.2-lFG.2;fai4=2*atan(b1-sqrt(a1.2+b1.2-c1.2)/(a1+c1);xF=xE+lEF*cos(fai4);yF=yE+lEF*sin(fai4); dx1=xF-xG;dy1=yF-yG;for n=1:length(dx1) if dx1(n)>0&&dy1(n)>=0 fai5(n)=(atan(dy1(n)./dx1(n)/c; elseif dx1(n)=0&

19、&dy1(n)>0 fai5(n)=(pi/2)/c; elseif dx1(n)<0&&dy1(n)>=0 fai5(n)=(pi+atan(dy1(n)./dx1(n)/c; elseif dx1(n)<0&&dy1(n)<0 fai5(n)=(pi+atan(dy1(n)./dx1(n)/c; elseif dx1(n)=0&&dy1(n)<0 fai5(n)=(1.5*pi)/c; elseif dx1(n)>0&&dy1(n)<0 fai5(n)=(2*pi+ata

20、n(dy1(n)./dx1(n)/c; endend ci=lEF*cos(fai4);si=lEF*sin(fai4);cj=lFG*cos(fai5);sj=lFG*sin(fai5);g1=ci*sj-cj*si;vfai4=(cj.*(vGx-vEx)+sj.*(vDy-vBy)./g1;vfai5=(ci.*(vGx-vEx)+si.*(vDy-vBy)./g1;g2=aGx-aBx+(vfai4).2.*ci-(vfai5).2.*cj;g3=aGy-aBy+(vfai4).2.*si-(vfai5).2.*sj;afai5=(g2.*ci+g3.*si)./g1;plot(f1,

21、vfai5);hold on;角加速度clearclcc=pi/180;xA=0;yA=0;vAx=0;vAy=0;aAx=0;aAy=0;fm=360; n=360; df=fm/n; f1=0:df:fm;w1=10; e1=0; lAB=200; xB=xA+lAB*cos(c*f1);yB=yA+lAB*sin(c*f1);vBx=vAx-w1*lAB*sin(c*f1);vBy=vAy+w1*lAB*cos(c*f1);aBx=aAx-lAB*w1.2.*cos(c*f1);aBy=aAy-lAB*w1.2.*sin(c*f1); xD=730;yD=-138;vDx=0;vDy=0

22、;aDx=0;aDy=0;lBC=670;lCD=350;lBD=sqrt(xD-xB).2+(yD-yB).2);a=2*lBC*(xD-xB);b=2*lBC*(yD-yB);c0=lBC2+lBD.2-lCD.2; fai2=2*atan(b+sqrt(a.2+b.2-c0.2)/(a+c0);xC=xB+lBC*cos(fai2);yC=yB+lBC*sin(fai2); dx=xC-xD;dy=yC-yD;for n=1:length(dx) if dx(n)>0&dy(n)>=0 fai3(n)=(atan(dy(n)/dx(n)/c; elseif dx(n)

23、<0 fai3(n)=(pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; else dx(n)<0&dy(n)<0 fai3(n)=(2*pi+atan(dy(n)/dx(n)/c; endendxC=xD+lCD*cos(c*fai3);yC=yD+lCD*sin(c*fai3);vCx=vDx-w1*lCD*sin(c*fai3);vCy=vDy+w1*lCD*cos(c*fai3);aCx=aDx-lCD*w1.2.*cos(c*fai3);aCy=aDy-lCD*w1.2.*sin(c*fai3);xE=(xB+xC)/2;yE=(yB+yC)/2;vEx=(vB

24、x+vCx)/2;vEy=(vBy+vCy)/2;aEx=(aBx+aCx)/2;aEy=(aBy+aCy)/2; xG=465;yG=-248;vGx=0;vGy=0;aGx=0;aGy=0;lEF=380;lFG=130;a1=2*lEF*(xG-xE);b1=2*lEF*(yG-yE);lEG=sqrt(xG-xE).2+(yG-yE).2)c1=lEF.2+lEG.2-lFG.2;fai4=2*atan(b1-sqrt(a1.2+b1.2-c1.2)/(a1+c1);xF=xE+lEF*cos(fai4);yF=yE+lEF*sin(fai4); dx1=xF-xG;dy1=yF-yG;for n=1:length(dx1) if dx1(n)>0&&dy1(n)>=0 fai5(n)=(atan(dy1(n)./dx1(n)/c; elseif dx1(n)=0&&dy1(n)&g