哈工大机械原理大作业连杆机构.doc

Harbin Institute of Technology 连杆机构运动分析 课程名称： 机械原理 设计题目： 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 哈尔滨工业大学 连杆机构运动分析 已知机构各构件的尺寸为AB=100mm，BC=2.73AB，CD=1.36AB，CG=2.36AB，BG=4.9AB，AF=2.36AB，AD=2.87AB，DF=2AB，GE=1.45AB，EF=2.82AB，GM=1.36AB，MK=1.91AB，KD=0.54AB，KF=2.81AB，HF=3.1AB，DH=3.63AB，=，构件1的角速度为w1=10rad/s。试求构件2上点G的轨迹以及构件4、构件6和构件8的角位移、角速度与角加速度。并对计算结果进行分析。 机构的结构分析，组成机构的基本杆组划分 该机构由一个I级杆组以及若干个II级杆组组成。 I 级杆组为：原动件1。 II级杆组为：杆2与杆CD（RRR杆组）、滑块G、杆4（RPR杆组）、 杆5、杆6（RRR杆组）、杆7与杆8（RRR杆组）。 I级杆组 1（原动件与机架） II级杆组 1（RRR杆2与杆CD） II级杆组 2（RPR杆4与滑块3）  II级杆组 3(RRR杆5与杆6) II级杆组 4（RRR杆7与杆8） 各基本杆组的运动分析数学模型 根据机构运动简图，运动副A为固定点，其位置、速度、加速度和杆AB的角位移、角速度、角加速度均已知，并且杆AB长度为已知，使用同一构件上点的运动分析模型，可以计算出B点的位置、速度以及加速度。 已知运动副D的位置、速度、加速度，以及杆CD的长度、杆BC的长度，B点的参数上面已求出，使用RRR II级杆组运动分析模型，可以求解出运动副C的位置、速度、加速度，以及杆BC的角位移、角速度、角加速度。 求出运动副C点的参数后，又已知杆CG长度，CG部分的角位移为BC部分的角位移减去π/4，其角速度、角加速度均与BC部分相同为，再使用同一构件上点的运动分析模型，可以计算出G点位置、速度、加速度。 求出G点参数后，又运动副H为固定点，位置、速度、加速度已知，使用RPR II级杆组运动分析模型，可以计算出杆4的角位移、角速度以及角加速度。 已知G点参数，且D点为固定点，位置、速度、加速度已知，杆MK与杆MG的长度为,,使用RRR II级杆组运动分析模型，可以求解出杆6的角位移、角速度以及角加速度。 已知G点参数，且F点为固定点，位置、速度、加速度已知，杆EG与杆EF的长度为,,使用RRR II级杆组运动分析模型，可以求解出杆8的角位移、角速度以及角加速度。 建立坐标系 建立以点H为原点的平面直角坐标系，HF为X轴，垂直于HF的直线为Y轴。 计算编程 利用MATLAB编程，子函数为同一构件、RRR杆组、RPR杆组通用函数，主程序用于调用各子函数计算结果并输出。 同一构件上运动分析子函数 Function [xb,yb,vbx,vby,abx,aby]=rigid(xa,ya,vax,vay,aax,aay,fai,fai1,fai2,l) xb=xa+l*cos(fai); yb=ya+l*sin(fai); vbx=vax-fai1*l*sin(fai); vby=vay+fai1*l*cos(fai); abx=aax-fai1^2*l*cos(fai)-fai2*l*sin(fai); aby=aay-fai1^2*l*sin(fai)+fai2*l*cos(fai); RRR二级杆组的运动分析子函数 function [xc,yc,vcx,vcy,acx,acy,faii,faij,omii,omij,rfai,rfaj]=rrr(xb,yb,xd,yd,vbx,vby,vdx,vdy,abx,aby,adx,ady,li,lj,M) A0=2*li*(xd-xb); B0=2*li*(yd-yb); lBD=sqrt((xd-xb)^2+(yd-yb)^2); C0=li^2-lj^2+lBD^2; faii=2*atan((B0+M*sqrt(A0^2+B0^2-C0^2))/(A0+C0)); xc=xb+li*cos(faii); yc=yb+li*sin(faii);%Cμ??????a faij=atan((yc-yd)/(xc-xd))+pi;%faij?? Ci=li*cos(faii); Cj=lj*cos(faij); Si=li*sin(faii); Sj=lj*sin(faij); G1=Ci*Sj-Cj*Si; omii=(Cj*(vdx-vbx)+Sj*(vdy-vby))/G1; omij=(Ci*(vdx-vbx)+S