2023年哈工大机械原理大作业连杆

O络甯或学

HarbinInstituteofTechnology

机械原理大作业一

课程名称:机械原理

设计题目：连杆运动分析

院系：机电工程学院

班级：

设计者：

学号：

指导教师：陈明

设计时间：2023年6月25日

1、运动分析题目

在图1—10中所示的干草压缩机中，已知LAB=150mm,LBC=600mm,LCE=120mm,LCD=500mm,

LEF二600mm,XD=400mm,YD=500mm,YF=600mm,曲柄1作等速转动，其转速n1=50r/mino求

在一个运动循环中活塞5的位移、速度和加速度的变化曲线。

图1-10

2、机构的结构分析

(1)基本杆组的划分

①AB即杆件1为原动件

②DECB即杆件2、3为RRR型II级杆组，其中CE为同一构件上点。

③EF和滑块即4、5为RRP型II级杆组

(2)、建立以点A为原点的固定平面直角系

3、拟定已知参数和求解流程

(1)原动件1(I级杆组RR)

如图所示，己知原动件1的转角

例=0~2万

原动件杆1的角速度

电=5236rad/s

原动件1的角加速度

%=0

运动副A的位置坐标

4=0,%=0

运动副A的速度

匕小。，"°

运动副A的加速度

=。,%*=°

原动件杆I的长度

/]=150inm

可求出B的位置

x=x+l,co^'

BA>

.坳=%+小过内，

B的速度

第==±4一加疝I供

dz>

等=夕8=.%+@4。0?%

B的加速度

d2

-r/=端』—掇4cos^-Msin佻

at

孕=城小血供河

yB=yA-+co$0

d/

(2)构件2、3(II级杆组RRR)

D的位置

XD=400

%=500

D的速度

%=o

VyD=0

D的加速度

«AD=0

ayD=0

杆长Ij=lCD=500mm,11—lBC=600mm

由关系

xc=XB+4COS(P[=%。+Ijcos(Pj

汽=%+"0=%+//Sin/

其中

Acos必+B。sin0一C。=0

A,=2/,.(XD-XB)

B。=2/j（y。—为）

G=彳+"；

BJ=(%°-XB)2+(%-%)2

可解得

B。+舟+B；-C：

(pi=2arctan

A+G

yr-yn

(Pj=arctan————

XCXD

由上面两个式子可以得到两杆的角速度

(8-XQ+S/GQ一%)

叱=(P*=

..G2C+G3Sj

4=0=-4---

5

其中G=CjSj-cjsi,cj-licos(pjtSj=/,.sin/,c,=/7cos/，s,=1“sin%

可得E的位置

xE=xB+480cos0

%=yB+48°sin/

E的速度

VA£=^-=vAfi-480sinm

v

=yE=yB+480cos

E的加速度

2

axE=xE=axB-480COS^6J»-480sin

ayE=yE=ayB-480'sin(pi+48(kz,cos0

(3)、构件4、5杆组(H级杆组RRP)

在建立的坐标系中取一参考点K

xK=0,人=600

则速度

VxK=°，=0

加速度

axK~°，ayK=0

杆长1卜尸=600/m?,设F位移为s

由号=%E+%FCOS。,=XK+5

+l(

yF=yEEF^pi=yK

由上面两个式子可以得到

1.y-y须一/

69；=arcsin—k—E=arcsin

1EF600

所以:

F点位移

600一%

s=x=x+600cosarcsin()

FE600

速度

咋=“

加速度

aF=xF

四'编程计算并输出结果(VB编程)

主程序：

PrivateSubCommand1_C1ick()

Dims5(3600)AsDouble

Dimv5(3600)AsDouble

Dima5(3600)AsDouble

DimpiAsDouble

DimpaAsDouble

pi=3.1415926

pa=pi/180

DimiAsLong

Dimf1(3600)AsDouble

DimRR1AsRR

DimRR2AsRR

DimRRR1AsRRR

DimRRP1AsRRP

SetRR1=NewRR

SetRR2=NewRR

SetRRR1=NewRRR

SetRRP1=NewRRP

Fori=0To3600Step1

f1(i)=i*pa/10

RRI.delt=0

RRl.f=fl(i)

RR1.w=5.24

RR1.e=0

RR1.L=150

RRl.xA=0

RR1.yA=0

RR1.vxA=0

RR1.vyA=0

RR1.axA=0

RR1.ayA=0

RR1.cal

RRRl.Li=600

RRR1.Lj=500

RRR1.xB=RR1.xB

RRR1.yB=RR1.yB

RRR1.vxB=RR1.vxB

RRR1.vyB=RR1.vyB

RRR1.axB=RR1.axB

RRR1・ayB=RR1.ayB

RRRl.xD=400

RRR1.yD=500

RRR1.VxD=0

RRR1.vyD=0

RRR1.axD=0

RRRI.ayD=0

RRR1.M=1

RRR1.calRRR

RR2.de11=0

RR2.f=RRR1.fi

RR2.w=RRR1.wi

RR2.e=RRRl.ei

RR2.L=480

RR2.xA=RR1.xB

RR2.yA=RR1.yB

RR2.vxA=RR1.vxB

RR2.vyA=RR1.vyB

RR2.axA=RR1.axB

RR2.ayA=RR1.ayB

RR2.ca1

RRPl.Li=600

RRPl.Lj=0

RRP1.fj=pi

RRPl.wj=0

RRP1.ej=0

RRP1,xB=RR2.xB

RRP1.yB=RR2.yB

RRP1.vxB=RR2,vxB

RRP1.vyB=RR2.vyB

RRP1.axB=RR2.axB

RRP1.ayB=RR2.ayB

RRPl.xK=0

RRP1.yK=600

RRP1.vxK=0

RRPl.vyK=0

RRP1.axK=0

RRPl.ayK=0

RRP1.M=1

RRP1.cal

s5(i)=RRP1.ss

v5(i)=RRPl.vss

a5(i)=RRP1.ass

Nexti

Picturel.Scale(-30,700)-(360,580)

Picturel.Line(0,0)-(360,0)'X

Picturel.Line(0,580)-(0,700)7Y

Fori=0To360Step10'X轴坐标

Picture1.DrawStyle=2

Picturel.Line(i,700)-(i,580)

Picturel.CurrentX=i-10:PictureLCurrentY=0

Picturel.Printi

Nexti

Fori=580To700Step10'Y轴坐标

Picturel.DrawStyle=2

Picture1.Line(0,i)-(360,i)

Picturel.CurrentX=—10:Picturel.CurrentY=i

Picturel.Printi

Nexti

Fori=0To3600Step1

Picture1.PSet(i/10,s5(i))

Nexti

EndSub

RR：

PublicLAsDouble

PublicfAsDouble

PublicdeltAsDouble

Pub1icwAsDouble

Pub1iceAsDouble

PubliexAAsDouble

PublicyAAsDouble

PublicvxAAsDouble

PublievyAAsDouble

PublicaxAAsDoub1e

PublicayAAsDouble

PubliexBAsDouble

Pub1icyBAsDoub1e

PublicvxBAsDouble

Pub1icvyBAsDouble

PublicaxBAsDoub1e

PublicayBAsDouble

Pub1icSubcal()

xB=xA+L*Cos(f+deIt)

yB=yA+L*Sin(f+deIt)

vxB=vxA-w*L*Sin(f+delt)

vyB=vyA+w*L*Cos(f+delt)

axB=axA-w2*L*Cos(f+delt)-e*L*Sin(f+delt)

ayB=ayA-w2*L*Sin(f+de1t)+e*L♦Cos(f+de1t)

EndSub

RRR:

Pub1icLiAsDouble

PublieLjAsDouble

Pub1icfiAsDoub1e

Pub1icfjAsDouble

Pub1icwiAsDoub1e

PublicwjAsDouble

PubliceiAsDoub1e

PublicejAsDouble

PublicxBAsDoub1e

PublicyBAsDouble

Pub1icvxBAsDouble

PublicvyBAsDouble

Pub1icaxBAsDouble

PublicayBAsDouble

PublicxCAsDoub1e

PublicyCAsDouble

PublicvxCAsDouble

PublicvyCAsDouble

Pub1icaxCAsDouble

PublicayCAsDouble

PublicxDAsDouble

PublicyDAsDouble

Pub1icvxDAsDouble

PublicvyDAsDouble

PublicaxDAsDouble

Pub1icayDAsDouble

PublicMAsDoub1e

PublieSubca1RRR()

DimfDBAsDouble

DimCiAsDoub1e

DimCjAsDoub1e

DimSiAsDouble

DimSjAsDouble

DimG1AsDouble

DimG2AsDouble

DimG3AsDoub1e

DimLBDAsDouble

DimJCBDAsDoub1e

Dimva1AsDoub1e

pi=3.1415926

LBD=Sqr((xB-xD)人2+(yD-yB)°2)

IfLBD<Li+LjAndLBD>Abs(Li-Lj)Then

val=(Li-2+LBD人2-Lj-2)/(2*Li*LBD)

JCBD=Atn(—va1/Sqr(—va1*va1+1))+2*Atn(1)

EndIf

RRP:

PublicLiAsDouble

PublicLjAsDouble

Pub1icfiAsDoub1e

PublicfjAsDouble

PublicwiAsDouble

PublicwjAsDouble

PubliceiAsDouble

PublicejAsDouble

PublicxBAsDouble

PublicyBAsDoub1e

PublicvxBAsDouble

PublicvyBAsDouble

PublicaxBAsDoub1e

Pub1icayBAsDoub1e

PubliexKAsDouble

PublicyKAsDouble

PublicvxKAsDouble

PublicvyKAsDouble

PublicaxKAsDouble

PublicayKAsDouble

Pub1icxCAsDouble

PublieyCAsDouble

PublievxCAsDouble

Pub1icvyCAsDouble

PublicaxCAsDoub1e

Pub1icayCAsDouble

PublicxDAsDouble

PublieyDAsDouble

PublicVxDAsDoub1e

PublicvyDAsDoub1e

PublicaxDAsDouble

PublicayDAsDouble

Pub1icMAsSing1e

PublicssAsDouble

Pub1icvssAsDouble

PublicassAsDouble

PublicSubca1()

DimA0AsDouble

DimQIAsDouble

DimQ2AsDouble

DimQ3AsDoub1e

DimQ4AsDoub1e

DimQ5AsDouble

Dimva1AsDoub1e

DimpiAsDouble

pi=3.14159216

AO=Lj+((yK-yB)*Cos(fj)-(xK-xB)*Sin(fj))

va1=A0/Li

fi=M*Atn(val/Sqr(—va1*val+1))+fj

xC=xB+Li*Cos(fi)

yC=yB+Li*Sin(fi)

ss=(xC-xK)*Cos(fj)+(yC-yK)*Sin(fj)

xD=xK+ss*Cos(fj)

yD=yK+ss*Sin(fj)

QIvxK—vxBwj*(ss*Sin(fj)+Lj*Cos(fj))

Q2=vyK-vyB+wj*(ss*Cos(fj)-Lj*Sin(fj))

Q3=Li*Sin(fi)*Sin(fj)+Li*Cos(fi)*Cos(fj)

wi=(-Q1♦Sin(fj)+Q2*Cos(fj))/Q3

vss=-(Q1*Li*Cos(fi)+Q2*Li*Sin(fi))/Q3

vxC=vxB-wi*Li*Sin(fi)

vyC=vyB+wi*Li*Cos(fi)

vxD=vxK+vss♦Cos(fj)-ss*wj*Sin(fj)

vyD=vyK+vss*Sin(fj)+ss*wj*Cos(fj)

Q4=axK-axB+wi02*Li*Cos(fi)-ej♦(ss*Sin(fj)+Lj*Cos

(fj))—wj2*(ss*Cos(fj)-Lj♦Sin(fj))-2*vss*wj*Sin(fj)

Q5=ayK—ayB+wi人2*Li♦Sin(fi)+ej*(ss*Cos(fj)-Lj*Sin(fj))一

wj八2*(ss*Sin(fj)+Lj*Cos(fj))+2*vss*wj*Cos(fj)

ei=(-Q4*Sin(fj)+Q5*Cos(fj))/Q3

ass=(-Q4*Li*Cos(fi)-Q5*Li*Sin(fi))/Q3

axC=axB-ei*Li*Sin(fi)-wi人2*Li*Cos(fi)

ayC=ayB+ei*Li*Cos(fi)-wi人2*Li♦Sin(fi)

axD=axK+ass*Cos(fj)-ss*ej*Sin(fj)—ss*wj2*Cos(fj)—

2*vss*wj*Sin(fj)

ayD=ayK+ass*Sin(fj)+ss*ej*Cos(fj)—ss*wj-2*Sin(fj)+2

*vss*wj*Cos(fj)

EndSub

五、计算结果

数据如图:

625.74566227357168.285076813321-1115.852631639180

626.57204354239162.426463701549-1228.97379848046540

627.367753308006156.009395986595-1339.304077314151080

628.13003883616149.049365806323-1446.218549335381620

628.856232717637141.565061438619-1549.063196026122160

629.543769186686133.578504588785-1647.15826891312700

630.190201080084125.115168899833-1739.802442443643240

630.793217333105116.204075692951-1826.277779899153780

631.350660888404106.877862830434-1905.855528010324320

631.86054687318197.1728225565318-1977.802738891174860

632.32108087937187.1289042267877-2041.389698167045400

632.73067716152976,7896779965343-2095.898115961375940

633.08797654809166.2022558156491-2140.630013104456480

633.39186384439155.4171664786641