哈工大机械原理大作业一连杆23题.docx

PAGE \* MERGEFORMAT1 机械原理大作业（一） 作业名称： 连杆机构运动分析 设计题目： 23题 院 系： 能源学院 班 级： 1102102 设 计 者： 韩青松 学 号： 1110200218 指导教师： 设计时间： 2013年6月 运动分析题目：如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=180mm，β=130°，BC=290mm，CD=300mm，e=65mm，AD=150mm，DE=180mm，EF=500mm，构件1的角速度为ω1=10rad/s,试求构件5上点F的位移、速度和加速度，并对计算结果进行分析。 建立以点A为原点的固定平面直角坐标系A-x,y,如图所示。 对机构进行结构分析 该机构由原动件AB（Ⅰ级组），BCDE（RRRⅡ级杆组）和EF（RRPⅡ级杆组）组成。 本杆组的运动分析数学模型 原动件AB（Ⅰ级组） 已知原动件AB的转角 ψ1=0~2π 原动件AB的角速度 ω1=10rad/s 原动件AB的角加速度 α1=0 运动副A的位置坐标 xA=0 yA=0 A点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。 运动副A的速度 vxA=0 vyA=0 运动副A的加速度 axA=0 ayA=0 原动件AB长度 lAB=180mm 可求出运动副B的位置坐标 xB=xA+lABcosψ1 yB=xA+lABsinψ1 运动副B的速度 vxB= vxA -ω1 lAB sinψ1 vyB= vyA+ω1 lAB cosψ1 运动副B的加速度 axB= axA-ω12 lAB cosψ1-α1lAB sinψ1 ayB=ayA-ω12 lAB sinψ1+α1lAB cosψ1 （2） BCD（RRRⅡ级杆组） 由（1）知B点位置坐标、速度、加速度 运动副D点位置坐标 xD=150mm yD=0 D点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。 运动副D的速度 vxD=0 vyD=0 运动副D的加速度 axD=0 ayD=0 杆BC长 lBC=290mm 杆CD长 lC=300mm 可求得BC杆相对于X轴正方向转角 ψ2=2arctanB CD杆相对于x轴正方向转角 ψ3=arctany 其中A0=2lBC（xD-xB）,B0=2 lBC（yD-yB）,C0=lBC2 求导可得BC杆ω2、α2和CD杆ω3、α3 。 则运动副C的位置坐标 xC=xB+lBCcosψ2 yC=xB+lBCsinψ2 最后求导得vXc、vyC 以及axC 、ayC 。 （3）构件2上E点的运动 CE为同一构件上的两点 由（2）知C点位置坐标、速度、加速度以及构件2的转角、角速度和角加速度。可求出点E的位置坐标 xE=xD+lDEcosψ2 yE=xD+lDEsinψ2 点E的速度 vxE= vxD –ω2 lDE sinψ2 vyE= vyD+ω2 lBD cosψ2 点E的加速度 axE= axD-ω22 lDE cosψ2-α2lDE sinψ2 ayE=ayD-ω22 lDE sinψ2+α2lDE cosψ2 （4）构件4上f点的运动（RRPⅡ级杆组） 由（3）知E点置坐标、速度、加速度 杆EF lEF=500mm 杆EF与x轴夹角ψ4=arcsin((yF-yE)/lEF) 得运动副F点位置坐标 xF=xE+lEFcos(ψ4) yG=e=65mm 运动副F点速度