导杆机构分析

1、7、机构运动简图8、计算机构的自由度f=3527=1五、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。其中共有四个未知量、。为求解需建立两个封闭的矢量方程，为此需利用两个封闭的图形o3ao2o3及o3bfdo3，由此可得：o3o2dbfasel4l3s3l1l6l6x并写成投影方程为：由上述各式可解得：由以上各式即可求得、四个运动变量，而滑块的方位角=。然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，及得一下速度和加速度方程式。而=、=根据以上各式，将已知参数代入，即可应用计算机计算。并根据所得数值作出机构的位置线图、速度线图、加速度线图。这些线图

2、称为机构的运动线图。通过这些线图可以一目了然的看出机构的一个运动循环中位移、速度、加速度的变化情况，有利于进一步掌握机构的性能。六、导杆机构的动态静力分析受力分析时不计摩擦，且各约束力和约束反力均设为正方向（1） 对刨刀进行受力分析fr56yfr16fr56xf6fcg6（2）对5杆进行受力分析bfs5fr65xfr65yf5yf5xg5fr45yfr45xm5联立（1）（2）（3）（4）(5)各式可以得到矩阵形式如下：（3） 对滑块3进行受力分析(不计重力)fr23xfr23yfr43xxxfr43ya(4)对4杆进行受力分析o3as4fr54xfr54yfr14xfr14yfr34xfr3

3、4yf4xf4yg4m4b（5）对原动件曲柄2进行受力分析曲柄2不计重力，且转动的角速度一定，角加速度为零，惯性力矢和惯性力矩都为零fx=0,fr32x+fr12x=0；fy=0,fr32y+fr12y=0;mo2=0,fr32xl2sin+fr32yl2cos=0;七、matlab编程绘图matlab源程序：clear all;clc;%初始条件theta1=linspace(-20.77,339.23,100);%单位度theta1=theta1*pi/180;%转换为弧度制w1=80*pi/30;%角速度 单位rad/sh=0.6;%行程 单位ml1=0.1605;%o2a的长度 单位m

4、l3=0.6914;%o3b的长度 单位ml4=0.2074;%bf的长度 单位ml6=0.370;%o2o3的长度 单位ml6u=0.6572;%o3d的长度 单位mz=pi/180;%角度与弧度之间的转换dt=(theta1(3)-theta1(2)/w1;%时间间隔for j=1:100 t(j)=dt*(j-1);%时间因素end%求解s3、theta3、theta4和se四个变量s3=(l6)2+(l1)2-2*l6*l1*cos(theta1+pi/2).0.5;%求出o3a的值for i=1:100%求解角度theta3、theta4和se的长度 theta3(i)=acos(l

5、1*cos(theta1(i)/s3(i); theta4(i)=asin(l6u-l3*sin(theta3(i)/l4); se(i)=l3*cos(theta3(i)+l4*cos(theta4(i);end%求解完成%求解完成%求解vs3、w3、w4和ve四个变量for i=1:100 j= inv(cos(theta3(i),-s3(i)*sin(theta3(i),0,0; sin(theta3(i),s3(i)*cos(theta3(i),0,0; 0,-l3*sin(theta3(i),-l4*sin(theta4(i),-1; 0,l3*cos(theta3(i),l4*co

6、s(theta4(i),0); k=j*w1*-l1*sin(theta1(i);l1*cos(theta1(i);0;0; vs3(i)=k(1); w3(i)=k(2); w4(i)=k(3); ve(i)=k(4);end%求解完成%求解as3、a3、a4、ae四个变量for i=1:100 j= inv(cos(theta3(i),-s3(i)*sin(theta3(i),0,0; sin(theta3(i),s3(i)*cos(theta3(i),0,0; 0,-l3*sin(theta3(i),-l4*sin(theta4(i),-1; 0,l3*cos(theta3(i),l4*

7、cos(theta4(i),0); p=w1*w1*-l1*cos(theta1(i);-l1*sin(theta1(i);0;0; m=-w3(i)*sin(theta3(i),-vs3(i)*sin(theta3(i)-s3(i)*w3(i)*cos(theta3(i),0,0; w3(i)*cos(theta3(i),vs3(i)*cos(theta3(i)-s3(i)*w3(i)*sin(theta3(i),0,0; 0,-l3*w3(i)*cos(theta3(i),-l4*w4(i)*cos(theta4(i),0; 0,-l3*w3(i)*sin(theta3(i),-l4*w4

8、(i)*sin(theta4(i),0; n=vs3(i);w3(i);w4(i);ve(i); k=j*(-m*n+p); as3(i)=k(1); a3(i)=k(2); a4(i)=k(3); ae(i)=k(4);end%求解完成%动态静力分析%初始条件m4=22;m5=3;m6=52;js4=0.9;js5=0.015;fc=1400;ls4=0.5*l3;ls5=0.5*l4;%给切削阻力赋值for i=1:100 if(abs(se(1)-se(i)0.05*h&abs(se(1)-se(i)0.95*h)&(theta1(i)pi) fc(i)=1400; else fc(i)

9、=0; endend%赋值完成%求解平衡力矩j4=js4+m4*(0.5*l3)*(0.5*l3);%导杆对点o3的转动惯量for i=1:100 ekk(i)=(m6*ve(i)*ve(i)+js5*w4(i)*w4(i)+m5*ve(i)*ve(i)+j4*w3(i)*w3(i)/2;%计算总动能enddekk(1)=ekk(1)-ekk(100);%动能的改变量for i=2:100 dekk(i)=ekk(i)-ekk(i-1);%动能的改变量endfor i=1:100 mm(i)=(dekk(i)+fc(i)*abs(ve(i)/w1;%求平衡力矩end%画图%画运动图figure

10、(1);plot(t,theta3,r);hold on;plotyy(t,theta4,t,se);grid on;xlabel(时间t/s);ylabel(theta3、theta4(rad);title(角度theta3、theta4和位移se);axis( 0 , 0.75,-0.2,2);figure(2);plot(t,w3,r);hold on;grid on;plotyy(t,w4,t,ve);xlabel(时间t/s);ylabel(w3、w4(rad/s);title(角度速度w3、w4和速度ve);axis(0 , 0.75,-5,3);figure(3);plot(t,

11、a3,r);hold on;plotyy(t,a4,t,ae);grid on;xlabel(时间t/s);ylabel(a3、a4(rad/s/s);title(角度加速度a3、a4和加速度ae);axis(0 , 0.75,-80,80);%运动图画完%画反力图figure(4);plotyy(theta1,fc,theta1,se);xlabel(theta1（时间t）);ylabel(fc);axis(theta1(1) ,theta1(100),-50,1400);title(切削阻力fc与位移se);grid on;figure(5);plotyy(theta1,mm,theta1,fc);xlabel(theta1（时间t）);ylabel(力矩);