机构数值计算与分析实验报告.doc

机构数值计算与分析实验报告 学号姓名吕彬实验日期2012/4/22同组人员无指导老师刘本东成绩实验目的 了解Matlab的特点、发展和功能； 初步掌握Matlab的计算方法和Matlab的M文件的编制和调试； 初步掌握Matlab在机构运动计算和分析的工程应用； 实验理论推导 实验参数：某机器的曲柄滑块机构，曲柄1 以n＝60r／min 的转速逆时针旋转， 已知：圆盘1 的长度为300mm。连杆2 长度L＝1000mm，宽度w＝150mm，厚度δ＝50mm，质量Q＝65kg，惯性矩Ixx＝6.9kg·m2，Iyy＝6.80kg·m2；Izz＝0.132 kg·m2，滑块3 长度L＝400mm，高度h＝300mm，厚度δ＝300mm，材料为黄铜。 理论推导： 矢量方程：l1+l1=xc 位置分析：l1*sin(φ1)+l2*sin(φ2)=0 l1*cos(φ1)+l2*cos(φ2)=xc 速度分析：对上式求导得： -l1*ω1*sin(φ1-φ2)=vc*cos(φ2) l1*w1*cos(φ1)+l2*w2*cos(φ2)=0 加速度分析：将上式对时间求导： -l1*ω1^2*cos(φ1-φ2)-l2*ω2^2= ac*cos(φ2) -l1*w1^2*sin(φ1)+l2*α2*cos(φ2)-l2*ω2^2*sin(φ2)=0 实验程序编写 以下函数中，各变量所代表的值：th：φ1 x(1): φ2 y(1):ω2 z(1):α2 x(1): Xc y(2):Vc z(2):ac 位移函数： function f=fun1(x,th) l1=0.3; l2=1; f=[l1*sin(th)+l2*sin(x(1)); l1*cos(th)+l2*cos(x(1))-x(2)]; 速度函数： function f=fun2(y,x,th) l1=0.3; l2=1; w1=2*pi; f=[l1*w1*sin(th-x(1))+y(2)*cos(x(1)); l1*w1*cos(th)+l2*y(1)*cos(x(1))]; 加速度函数： function f=fun3(z,y,x,th) l1=0.3; l2=1; w1=2*pi; f=[l1*(w1^2)*cos(th-x(1))+l2*(y(1)^2)+z(2)*cos(x(1)); -l1*(w1^2)*sin(th)+l2*z(1)*cos(x(1))-l2*(y(1)^2)*sin(x(1))]; 主函数： th=0:pi/18:2*pi; t=0:1/36:1; y1=[0;0]; y2=[0;0]; y3=[0;0]; x1=zeros(37,2); x2=zeros(37,2); x3=zeros(37,2); for i=1:1:37 xx1=fsolve(@fun1,y1,optimset(fsolve),th(i)); x1(i,1)=xx1(1,1); x1(i,2)=xx1(2,1); y1=xx1; xx2=fsolve(@fun2,y2,optimset(fsolve),xx1,th(i)); x2(i,1)=xx2(1,1); x2(i,2)=xx2(2,1); y2=xx2; xx3=fsolve(@fun3,y3,optimset(fsolve),xx2,xx1,th(i)); x3(i,1)=xx3(1,1); x3(i,2)=xx3(2,1); y3=xx3; end subplot(2,3,1) plot(t,x1(:,1)); title(t-\phi2曲线) xlabel(t) ylabel(\phi2) subplot(2,3,4) plot(t,x1(:,2)); title(t-xc曲线) xlabel(t) ylabel(Xc) subplot(2,3,2) plot(t,x2(:,1)); title(t-\omega2曲线) xlabel(t) ylabel(\omega2) subplot(2,3,5) plot(t,x2(:,2)); title(t-vc曲线) xlabel(t) ylabel(Vc) subplot(2,3,3) plot(t,x3(:,1)); title(t-\alpha2曲线) xlabel(t) ylab