2025年平面连杆机构运动学分析与仿真优化研究.docxVIP

大作业(一)

平面连杆机构的运动分析

(题号：_10B_)

学校：西北农林科技大学

学院：机械与电子工程学院指导老师：郭红利

一.题目及原始数据；

二、牛头刨床机构的运动分析方程三.计算程序框图；

四.计算源程序；五.计算成果；

六.运动线图及运动分析七.参照书；

一、题目及原始数据；

图b所示的为一牛头刨床(Ⅲ级机构)。假设已知各构件的尺寸如表2所示，原动件1以等角速度w?=1rad/s沿着逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度和角加速度以及刨头C点的位移、速度和加速度的变化状况。

b)

表2牛头刨床机构的尺寸参数(单位：mm)

题号

IAB

lcD

loE

h

h

hz

A

B

C

7—A

180

960

160

900

460

110

hz=120

h2=135

h?=140

规定：每三人一组，每人一种题目，每组中至少打印出一份源程序，每人计算出原动件从0~360*时(N=36)各运动变量的大小，并绘出各组对应的运动线图以及E点的轨迹曲线。

二、牛头刨床机构的运动分析方程

1)位置分析

建立封闭矢量多边形

由图可知Bz=θ?,故未知量有θ?、θ?、S?、S?。运用两个封闭图形ABDEA和EDCGE,建立两

个封闭矢量方程，由此可得：

把(式I)写成投影方程得：

(式Ⅱ)

由以上各式用型转化法可求得θ?θ?S?S?,θ?=θ?

解：

S?=√(xa-x,)2+(Va+y%)2

S?=x

ae(AE)=√h2+h2

高斯消去法求解2.速度分析

对(式Ⅱ)求一次导数得：

(式Ⅲ)

矩阵式：

(IV)

采用高斯消去法可求解(式IV)可解得角速度w3,w4;

3.加速度分析

把式IV对时间求导数得矩阵式：

(式V)

采用高斯消去法可求解(式V)可得角加速度α?,α4

三.程序流程图

开始

读入：L?,L?,L?,I?,L?,Is,I6,xG及yG和θ2,θ3,θ5及θ6(或LAB,lcp,lDE,h,h,h?及lBD,θ2,θ3,θ4及θ5)的初值，N,

w?,E

位置分析θr=(I-1)×10°

位置分析

调用牛顿迭代法子程序求解位置方程(1)求得θ2,θ3,04,θ?及θ6(或lBc,ss)并计算xG及yg

：

：气

调用系数矩阵A子程序，并计算A

调用原动件位置参数列阵B子程序，并计算B

J=1,NB(J)=B(J)w1

一

一

J=1,N调用高斯消去法子程序求解速度方程(2)求得w2,W3,@4,w5及w6(或iBc,vc)再求出vEx及VEy

J=1,N

-

---

调用系数矩阵A子程序，并计算其矩阵DA调用系数矩阵B子程序，并计算其矩阵DB

w(1)=W?,w(2)=W3

w(3)=w4,w(4)=w?

加速度分析

加速度分析

K=1,NDB(K)=DB(K)w1

I=1,NB(K)=-DA(K,IⅡ)w?(Ⅱ)+DB(K)

I=1,N

调用高斯消去法子程序求解加速度方程(3)求得α2,α3,α4,as及α6(或lBC,ac)再求出aEx及aEy

打印成果

结束

迭代次数IT=0

IT=IT+1

调用位置方程(1)子程序代入0的初值，并计算f

f|il≤E

N

ITITmax?

N

调用系数矩阵A

Y

Y

求得θ值

停止

调用高斯消去法子程序

求解A△θ?=fi,求出△θ;

0i=θi+△θ

四、计算源程序

#includestdio.h

#includestdlib.h

#includemath.h

#definePI3.1415926#defineN4

#defineE0.0001#defineT1000

voidSolutionangle(double[12],double);/*迭代法求角位移*/

voidSolutionspeed(double[N][N],double[N],double[12],double);/*角速度求

解*/

voidSolutionacceleration(double[N][N],double[N][N],double[N],double

[12]);/*角加速度求解*/

voidGaussianE(double[N][N]