机械原理大作业连杆机构
机械原理大作业
function [ v_Nx,v_Ny ] =v_crank(s,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) v_Nx=v_Ax-s*omiga.*sin(theta+phi); v_Ny=v_Ay+s*omiga.*cos(theta+phi); end
3>加速度计算
function [ a_Nx,a_Ny ]=a_crank(s,a_Ax,a_Ay,alph,omiga,theta,phi) a_Nx=a_Ax-alph.*s.*sin(theta+phi)-omiga.^2.*s.*cos(theta+phi);
。
1) 位置分析
将已知 P1P2 两点的坐标差表示为：
u=x2-x1，v=y2-y1
(1)
杆 l1 及 l2 投影方程式为：
l1cosθ1-l2cosθ2=u
l1sinθ1-l2sinθ2=v
(2)
消去θ1 得：vsinθ2+ucosθ2+c=0
(3)
其中： 解式(3)可得：
t(4) 式中+号和-号分别对应图 2 中 m=+1 和 m=-1 两位置。
由式(2)可得:
(5) 2) 速度分析
对 式 (2) 求 导 一 次 得 ：
(6)
其中：
解式(6)可得：
(7)
其中： 3) 加速度分析
对式(6)求导一次得：
(8)
其中：
'.
解式(8)可得：
由上述式子可设计出 RRR 杆组运动分析子程序:
1>位置分析:
function[cx,cy,phi2,phi3]=s_RRR(bx,by,dx,dy,l2,l3,m,phi) d=sqrt((dx-bx).^2+(dy-by).^2); if(d>(l2+l3))|(d<abs(l2-l3))
哈工大机械原理大作业连杆
哈工大机械原理大作业-连杆连杆是机械原理中常见的机构之一，也是机械工程中非常重要的部件。
它由两个旋转接头和一个连接两个旋转接头的杆件组成。
连杆广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机、泵、机床等。
本文将介绍连杆的工作原理、应用以及设计要点。
连杆的工作原理是将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动。
它通过两个旋转接头的运动将杆件上的一个点的运动转化为另一个点的运动。
连杆的运动有两种基本形式：一是曲柄连杆机构，二是摇杆连杆机构。
曲柄连杆机构中，一个旋转接头为曲柄，另一个旋转接头为连杆；摇杆连杆机构中，一个旋转接头为摇杆，另一个旋转接头为连杆。
连杆广泛应用于各种机械设备中。
在汽车发动机中，连杆将曲轴的旋转运动转化为活塞的直线运动，从而驱动汽缸的工作；在泵中，连杆将电机的旋转运动转化为柱塞的直线运动，从而产生压力；在机床中，连杆将电机的旋转运动转化为工作台的直线运动，从而实现加工。
设计连杆时需要考虑一些要点。
首先是连杆的材料选择和尺寸设计。
连杆需要承受较大的力和扭矩，因此需要选择具有较高强度和刚度的材料。
同时，根据应用需求和力学原理，设计连杆的尺寸，以确保其能够承受正常工作条件下的负荷。
其次是连杆的润滑和密封。
连杆在工作过程中需要润滑剂来减少摩擦和磨损，同时需要密封装置来防止润滑剂泄漏。
因此，设计连杆时需要考虑润滑剂的供给和密封装置的设计。
最后是连杆的制造和装配。
连杆的制造需要保证其精度和质量，以确保其运转平稳和可靠。
在装配过程中，需要按照设计要求进行装配，同时进行必要的调试和检测，以确保连杆的工作性能符合要求。
总之，连杆是机械工程中非常重要的部件，广泛应用于各种机械设备中。
设计和制造连杆需要考虑材料选择、尺寸设计、润滑和密封以及制造和装配等方面的要点。
通过合理的设计和制造，可以确保连杆的工作性能和可靠性，从而提高机械设备的工作效率和寿命。
机械设计原理-连杆机构
机械设计原理 - 连杆机构简介连杆机构是机械领域中常见的一种机构，它由连杆和关节连接而成。
连杆机构能将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
在机械设计中，连杆机构有着广泛的应用，例如发动机的活塞连杆机构、汽车发动机的凸轮轴等。
基本原理连杆机构的基本原理是通过多个连接件（连杆）和连接点（关节）相互连接，形成一个刚性的机械系统。
这些连杆和关节的组合使得连杆机构能够实现特定的运动转换。
连杆机构能够将旋转运动转换为直线运动或者将直线运动转换为旋转运动。
其中，连杆机构的动力学性能取决于连接点（关节）的数量和位置。
旋转运动转换为直线运动当连杆机构中的连杆有一个固定转轴时，通过将一个或多个连杆的另一端与工作件连接，连杆机构可以将旋转运动转换为直线运动。
这种机构被称为滑块机构，常用于工业机械中的压力机、钳工铣床等。
直线运动转换为旋转运动当连杆机构中的连杆有一个固定的直线移动轨迹时，通过将一个或多个连杆与旋转工作件连接，连杆机构可以将直线运动转换为旋转运动。
这种机构被称为曲柄机构，常用于内燃机中的活塞连杆机构。
关节是连杆机构中的连接点，它决定了连杆之间的运动关系。
常见的关节类型有以下几种：万向节万向节是允许连杆相对于连接点进行旋转和转动的关节。
它通常由两个球面或圆柱面构成，其中一个球面或圆柱面上有三个斜对角的孔，而另一个球面或圆柱面上有三个平行的凸起。
回转节回转节允许连杆在连接点上绕固定轴旋转。
它通常由一个轴和一个孔组成，连接点上的连杆绕轴旋转。
滑动节滑动节允许连杆在连接点上沿固定轴线方向上产生直线运动。
它通常由一个轴和一个孔组成，连接点上的连杆可以沿轴线方向滑动。
片状连接节允许连杆在连接点上沿固定轴线方向上产生直线运动，同时允许连杆在连接点上绕固定轴旋转。
应用案例活塞连杆机构活塞连杆机构是内燃机中常见的连杆机构之一。
它将发动机活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动。
活塞连杆机构由活塞、连杆和曲轴组成。
机械原理大作业-连杆机构
设计内容
结论
1. 机构结构分析 1）计算机构自由度，确定机构是否有确定运动。
机构自度 F=1
本机构中，n= 5 ， pL= 7
，pH = 0
则有：F=3n-2PL –PH= 3*5-2*7=1
是否有确定
机构确定运动判断： 因 F= 1 ，原动件个数= 1 ，可知： 自由度等于原动件数，机构有确定 的运动。
➢ 求解速度 vB 、角速度 2 ： 矢量方程：
大小 ？ √ ？ 方向 ⊥BD ⊥OA ⊥AB
逆时针方向 ➢ 求解速度 vC 、2 杆质心 S2 的速度 vs2 ：
vB =1.57m/s 2 =0.36rad/s， 逆时针方向
vC =1.56m/s vs2 =1.53m/s
-3-
➢ 求解速度 vE 、角速度 4 ： 矢量方程：
动态静力学参数：m2=20 kg ， JS2 = 1.1 kg m2 ，m5=50 kg
表 2 阻抗力参数表
班级序号 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Fr /N
500 600 700
800
900
1000 1100 1200 1300 1400
-1-
机械原理模块训练一
二、 训练要求
通过对干草压缩机六杆机构进行结构分析、运动分析和力分析，对该设备的运动性能做出 定量的计算，为新设备的设计与评价提供依据。 机构结构分析：了解机构组成，学会对机构工作原理简图表达，判断机构的结构组成是否可行。 机构运动分析：已知原动件运动参数情况下，学会求解机构输出端和机构中关键点的运动参数。 机构动态静力分析：当已知工作阻力时，需要给机器配置动力，通过平衡力求解可以获得；当 机器安装时需要知道支座的反力，可通过动态静力分析获得。
哈工大机械原理大作业连杆机构9
机械原理大作业大作业一：连杆机构运动分析学生姓名：学号：指导教师：丁刚完成时间：机电工程学院机械设计系制二〇一八年四月连杆机构运动分析1题目（9）图1 设计题目在图1所示的机构中，已知l AB=60mm，l BC=180mm，l DE=200mm，l CD=120mm，l EF=300mm，h=80mm，h1=85mm，h2=225mm，构件1以等角速度ω1=100rad/s 转动。
求在一个运动循环中，滑块5的位移、速度和加速度曲线。
2分析结构1、杆1为RR主动件，绕A以ω1 转动，自由度1.2、4杆和滑块5为RRP II级杆组.，自由度0.3、2，3杆组成II级杆组RRR，自由度0.总共自由度为F=5*3-2*7=1 .由上述的杆组类型，确认出所需运动分析数学模型：同一构件上的点、RRP、RRR。
3.杆组法对平面连杆机构进行运动分析3.1对主动件杆1 RR I级构件的分析主动杆1转角：φ= [0°,360°) δ=0°,则φ’=ω1=100 rad/s角加速度φ’’=0.已知h2=225mm, h=80mm, l AB=60mm 所以A（225mm,80mm）A点速度(0,0),加速度(0,0)B点位置(x A+l AB*cos(φ), Y A+l AB*sin(φ))B点速度(-l AB*sin(φ), l AB*cos(φ)),加速度(-l AB*cos(φ), -l AB*sin(φ))3.2RRRII 级杆组分析（模型参考教材P37-38）图3 如图所示两个构件组成II 级杆组。
已知了B 的位置（x B ，y B ）= (x A +l AB *cos(φ), Y A +l AB *sin(φ)),速度（x ’B ，y ’B ） 和加速度（x ’’B ,y ’’B ）, 已知运动副D （0,0）， 还可知，x ’D =y ’D =0, x ’’D =y ’’D =0. l BC =180 mm, l CD = 120mm所以，x c =x D +l CD *cos(φi)= x B +l BC *cos(φj) y c =x D +l CD *sin(φi)= x B +l BC *sin(φi) 对于φ的求解： A 0=2*l CD （x B -x D ） B 0=2*l BC （y B -y D ） C 0=l CD 2+ l BD 2- l BC 2为了保证机构的装配正常：l BD ≤l CD + l BC AND l BD ≥Abs （l CD - l BC ）可求3杆的转角φi=2*arctan(（B 0±sqrt （A 02 + B 02- C 02））/（A 02+ C 02)），角速度w3=φi ’和角加速度α3= φi ’’3.3 同一构件上的点(模型参考书P35-36)Φiφjφi已知D(0,0),速度(0,0),加速度(0,0),3杆转角φi 角速度φi’角加速度φi’’，Φi和它的导数在3.2都有体现LDE= 200mm可求出E的坐标,速度,加速度.x E =x c+lCE*cos(φi)y E =x C+lCE*sin(φi)同样地，速度、加速度通过求导即可得出算式，可以编出程序。
机械原理大作业连杆机构22号
构件5角位移随时间变化先变大后变小，当t=0.26s左右时构件5角位移达到最大，为4.4rad左右；当t=5.5左右时构件5角位移达到最小为2.3rad左右。
构件5角速度先增大后减小再增大，当t=0.1s左右时达最大角速度为10rad/s左右，当t=0.48s左右时，构件5角速度为-12rad/s左右。
fEGF=acos((lEF.^2+lFG.^2-lEG.^2)./(2*lEF.*lFG));
fEGX=atan2((yE-yG),(xE-xG));
fFGX=fEGF+fEGX;
xF=xG-lFG.*cos(fFGX);
yF=yG+lFG.*sin(fFGX);
subplot(2,2,1);
plot(xE,yE);
lBC=670;
lEF=390;
lFG=130;
lCD=350;
xA=0;
yA=0;
xG=465;
yG=-248;
xD=730;
yD=-138;
t=[0:0.000001:0.2*pi];
f1=10.*t;
xB=lAB.*cos(f1);
yB=lAB.*sin(f1);
lBD=sqrt((xB-xD).^2+(yB-yD).^2);
大作业1连杆机构运动分析
1.运动分析题目
（31）如图1-31所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=200mm，BC=670mm，CD=350mm，BE=335mm，EF=380mm，FG=130mm，GH=100mm，HK=486mm，β=124°，xD=730mm，yD=138mm，yG=138mm，h=80mm，构件1的角速度为ω1=10rad/s，试求构件2上点E的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。
哈工大机械原理大作业连杆机构运动分析完美满分版哈尔滨工业大学
连杆机构运动分析说明书院（系）机电工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名李乾学号1130810904班号1308109指导教师唐德威、赵永强日期2015年6月20日哈尔滨工业大学机电工程学院2015年6月一、题目如图1所示机构，已知机构各构件的尺寸为l AB=200mm，l BD=700mm，l AC=400mm，l AE=800mm，构件1的角速度为ω1=10rad/s，试求构件2上点D的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。
（题中构件尺寸满足l BD-l AB<l AE<l BD+l AB)。
图 1 机构运动简图二、建立数学模型分析1.建立坐标系建立以点A为原点的平面直角坐标系A-x，y，如图2所示图 2 建立坐标系2.对机构进行结构分析该机构由Ⅰ级机构AB、两个RPRⅡ级基本杆组BCD、ED组成。
杆组拆分结果如图3、图4、图5所示。
图 3 Ⅰ级杆组AB图 4 RPRⅡ级基本杆组BCD图 5 RPRⅡ级基本组DE3.确定已知参数和求解流程（1）原动件AB（I级杆组）已知原动件1的转角φ=0~360°运动副A的运动参数x A=0y A=0原动件AB的长度l AB = 200mm代入I级杆组子程序，得到运动副B的位置坐标（x B，y B）根据《机械原理》第三版书中第36页的公式推导可知：A，B两点坐标在x轴，y轴上投影，得方程x B = x A+l AB*cosφy B = y A+l AB*sinφ（2）BCD（RPR II级杆组）已知运动副B的位置坐标（x B，y B）运动副C的坐标位置：x C=l AC=400mmy C=0代入RPR II级杆组子程序，求出构件2上D点的位置坐标（x D，y D）根据《机械原理》第三版书中第339页的公式推导可知：当杆件处于图所示位置,即x B>x D并且y B≥y D时,l j杆角位移：φj=arctan B0s+A0C0 A0s−B0C0式中：A0=x B-x DB0=y B-y DC0=l i+l ks=√A02+B02−C02而当x B<x D并且y B≥y D时，φj=arctan B0s+A0C0A0s−B0C0+180o 当x B<x D并且y B<y D时，φj=arctan B0s+A0C0A0s−B0C0+180o 当x B>x D并且y B<y D时，φj=arctan B0s+A0C0A0s−B0C0+360o图 6 RPR II级杆组分析内移动副C的位置：x C=x B-l i sinφjy C=y B-l i cosφj导杆上E点的位置：x E=x C+(l j-s)cosφjy E=y C+(l j-s)sinφj（3）DE（RPR II级杆组）已知运动副D的位置坐标（x D，y D），运动副E的坐标：x E=l AE=800mmy E=0代入RPR II级杆组子程序，求出构件5的转角φ5。
哈工大机械原理大作业——连杆机构运动分析报告162014
课程名称： 机械原理
院
系：
能源科学与工程学院
班
级：
完成
者：
学
号：
题
号：
16
任课教师： 丁刚
完成内容： 在完成题目计算要求的同时， 扩展了内容， 程序为该结构的通用程 序，可解决机构在不同条件下的运动情况，文本最末为几种情况的分析
哈尔滨工业大学
16、如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为
77
1
120]
[ 117
78
1
123]
[ 119
79
1
127]
[ 120
80
1
129]
[ 121
80
1
131]
[ 121
81
1
132]
[ 123
82
1
132]
[ 124
83
1
132]
[ 125
84
1
132]
[ 125
85
1
131]
[ 127
86
1
130]
[ 128
87
1
128]
[ 129
88
0
126]
这是同一根杆， °，λ，λ
现在来看 ， ， ，由题目得， ， 和 是未知的，但不影响整 体，不然给 和 一个初值 °， ，当然，这是可以随意更改的。
基于以上的基本原理，
syms theta theta1 theta2 lamuda lamuda1 lamuda2 sigma sigma1 sigma2 beta beta1 beta2 l1 l11 l2 l21 t output i
连杆机构工作原理
连杆机构工作原理
连杆机构是一种常见的机械传动装置，它由连杆和连接轴构成。
连杆机构的工作原理是通过连杆的运动，将输入轴的旋转运动转化为输出轴的线性运动或者输出轴的旋转运动。
连杆机构的工作原理可以分为两种基本类型：摇杆机构和滑块机构。
摇杆机构是由一个固定的连接轴和一个可以围绕连接轴旋转的连杆组成。
当输入轴旋转时，连杆会随之旋转，通过连杆的转动将旋转运动转化为线性运动或者旋转运动。
滑块机构是由一个固定的连接轴和一个可以沿连接轴滑动的连杆组成。
当输入轴旋转时，连杆会沿着连接轴滑动，通过连杆的滑动将旋转运动转化为线性运动或者旋转运动。
连杆机构的工作原理可以应用在各种机械装置中。
例如，在汽车发动机中，连杆机构将活塞的上下线性运动转化为旋转运动，从而驱动曲轴旋转；又如，在四连杆机构中，通过连杆的转动将输入轴的旋转运动转化为输出轴的直线运动。
总的来说，连杆机构通过连杆的旋转或者滑动，实现了不同轴之间的运动转换，从而实现了机械装置的工作。
它是机械传动领域中一种重要的基本装置，应用广泛。
机械原理第3章作业
1
P12
P13
P23
从图上量出长度尺寸并按作图比例系数换算成实际长度： P12A=28.54，则：P12C=28.54+80=108.54 因为P12是构件1与构件2的瞬心，所以：
1 P A 2 P C 12 12
2 1 P A 10 28.54 12
PC 12 108.54 2.63 rad / s
第3章 连 杆 机 构
一、填空题
1、在四杆机构中，取与 最短杆 相对的杆为机
架，则可得到双摇杆机构。 2、平面连杆机构具有急回特征在于 极位夹角 不为零。 3、在曲柄摇杆机构中，只有在 摇杆为主动件 的 情况下，才会现现死点位置 。在死点位置，机 构会出现 从动曲柄不能转动 现象。
4、判断平面连杆机构的传动性能时，机构的传 动角γ越大，则传动性能越 好 。 5、工程上常用 行程速比系数K 表示机构的急回 性质，其大小可由计算式 K (180 ) /(180 ) 求 出。 6、曲柄摇杆机构中，最小传动角出现的位置是 曲柄与机架两次共线的位置 。 7、曲柄摇杆机构可演化成偏心轮机构，其演化 途径为 扩大转动副 。
四、作业详解
3-1 在图示凸轮机构中，已知r = 50mm，lOA=22mm， lAC=80mm, 1 90 ,凸轮1的等角速度ω1=10rad/s， 逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件2的角速度ω2。 解：先观察得出瞬心P13和P23 再用瞬心法瞬心P12
，
根据三心定理，P12应在 P13与P23的连线上， 根据瞬心法，P12应在过B 点垂直于构件2的直线上。
注意比 例换算
3-5 如图，设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm， 偏距e=16mm，行程速比系数K=1.2，求曲柄与连杆长度。
机械原理第8章 连杆机构及其传动特点
机械原理第8章连杆机构及其传动特点●考纲●1.铰链四杆机构的基本类型，演化和应用●2.曲柄存在条件、行程速比系数、传动角、压力角、死点●2.图解法设计四杆机构●笔记●8.1连杆机构及其传动特点●连杆机构的共同特点是其主动件的运动都要经过一个不与机架直接相连的称之为连杆（coupler)的中间构件，才能传动至从动件，故而称其为连杆机构（linkage mechanism)。
●连杆机构的传动特点●连杆机构具有以下一些传动特点：●1)连杆机构中的运动副一般均为低副（故又称其为低副机构，lower pairmechanism)。
其运动副元素为面接触，压强较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠性较为有利。
●2)在连杆机构中，在主动件的运动规律不变的条件下，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。
●3)在连杆机构中，连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线（称为连杆曲线，coupler-point curve),其形状随着各构件相对长度的改变而改变，故连杆曲线的形式多样，可用来满足一些特定工作的需要。
●此外连杆机构还可以很方便的达到改变运动的传递方向，扩大行程，实现增力和远距离传动等目的。
●连杆机构也存在如下一些缺点：●1)由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较的误差累积，同时也使机械效率降低。
●2)在连杆机构运动中，连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法加以消除而连杆机构不宜用于高速运动。
●8.2平面四杆机构的基本类型及应用●1.铰链四杆机构的类型及应用●(1)铰链四杆运动链周转副存在的条件平面饺链四杆机构中曲柄存在的前提是其运动副中必有周转副存在●转动副为周转副的条件是：●1）最短杆长度＋最长杆长度≤其他两杆长度之和 (杆长条件)l_{min}＋l_{max}≤l_i＋l_j●2）组成该周转副的两杆中必有一个为最短杆(最短杆两端最易产生周转副)●此外，为了使四个杆能够装配成封闭的运动链，最长杆长度必须小于其他三个杆长度之和●I_{max} < l _{m in}＋l_i+ l_j●(2)较链四杆机构的基本类型●满足杆长条件l_{min}＋l_{max}≤l_i＋l_j●1）.l_{min}＋l_{max}＜l_i＋l_j●①最短杆为连架杆，曲柄摇杆机构●②最短杆为机架，双曲柄机构●③最短杆为连杆，双摇杆机构●2）.l_{min}＋l_{max}＝l_i＋l_j●①两两相邻杆长度相等，泛菱形结构●长杆为机架，曲柄摇杆机构●短杆为机架，双曲柄机构●两相邻杆重叠时，一二杆机构●②两两相对杆长度相等时，双曲柄机构●两两相对杆平行，平行四边形结构●平行四边形结构三个特点●①两曲柄以相同角速度同向转动；●②连杆作平动；●③连杆上的任一点的轨迹均是以曲柄长度为半径的圆。
机械原理连杆机构的应用
机械原理连杆机构的应用1. 引言机械原理是工程学中的一门基础课程，它研究的是机械工程中各种机械部件运动与力学性能的基本原理和方法。
连杆机构是机械原理中的一个重要内容，它由多个刚体连接而成，用于将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
本文将探讨连杆机构的应用领域及其在一些具体行业中的运用。
2. 连杆机构的基本原理连杆机构由连杆和连杆的连接副构成，常见的连杆有曲柄、摇杆、滑块等。
连杆机构的运动特点主要包括以下几个方面： - 连杆的长度和角度决定了机构的运动轨迹； - 连杆可以传递和转换动力； - 连杆的长度和角度对机构的性能和运动速度有影响； - 通过改变连杆的连接方式和结构，可以实现不同的运动规律和功能。
3. 连杆机构的应用领域连杆机构作为一种基本的运动转换机构，在工程学中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 汽车工业连杆机构在汽车工业中起着关键作用，主要应用于发动机和悬挂系统。
在发动机中，连杆机构将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车前进。
而在悬挂系统中，连杆机构用于连接车轮和车身，通过调节连杆的长度和角度来实现车身的稳定性和操控性。
3.2 机械制造在机械制造领域，连杆机构常常用于实现复杂的运动转换和工艺操作。
例如，在机床加工中，连杆机构能够将旋转运动转化为直线运动，实现工件的切削加工。
此外，连杆机构还被广泛运用于起重机械、输送设备等工程机械的设计和制造过程中。
3.3 机器人领域机器人是现代工业生产中不可或缺的一部分，而连杆机构在机器人的运动机构中占有很重要的地位。
机器人的各种关节和手臂动作都是通过引入连杆机构实现的，使得机器人能够具备多自由度的灵活运动，从而适应不同的工作环境和任务。
3.4 传输系统连杆机构在传输系统中也有广泛的应用。
比如，在工业生产中，连杆机构可以用来传输物料，实现物料的输送、分拣和定位等功能。
此外，连杆机构还可以应用于流水线装配系统、飞行器起落架等领域。
机械原理大作业连杆机构.
Harbin Institute of Technology大作业设计说明书课程名称：机械原理设计题目：连杆机构设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2013-6-13哈尔滨工业大学1.连杆题目（16）：如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为==100AC CE l l mm ，==200BC CD l l mm ，90BCD ∠=︒，构件1的角速度为1=10/w rad s ，试求构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。
1.1 机构的运动分析AB 为原动件，AB 转动通过转动导杆机构带动杆BCD 转动，BCD 转动通过转动导杆机构带动杆DE 摆动。
1.2 机构的结构分析杆组可以划分为一个RR I级杆组（杆1）、RRPII级杆组（滑块2,杆3）、RPRII 级杆组（滑块4,杆5）1）RRI级杆组1：2）RRPII级杆组2,3：3）RPRII级杆组4,5：1.3 机构各杆组的运动分析数学模型1）RRI 级杆组1：B 点位移方程：abab ·cos ·sin B A ab B A ab x x l y y l ϕϕ=+⎧⎨=+⎩B 点速度方程： xB xA ab ab ab yB yA ab ab abv v l Sin v v l Cos ωϕωϕ=-⎧⎨=+⎩B 点加速度方程：22 cos sin xB xA ab ab AB yB yA ab ab AB a a l a a l ωϕωϕ⎧=-⎪⎨=+⎪⎩2）RRPII 级杆组2,3： 以A 点为参考点-y -y Cos C A ab C A abAO ϕϕ=（x -x ）Sin （）0.5ab MO Cos ϕ=2=tan ()++1bc ab arc MO ϕϕ-+B C bc bc l Cos ϕ=x x+B C bc bc l Sin ϕ=y y-=B Aabs Cos ϕx x1xA xC ab ab Q v v w sSin ϕ=--2=+yA yC ab ab Q v v w sCos ϕ-3=+bc bc ab bc bc ab Q l Sin Sin l Cos Cos ϕϕϕϕ123-+=ab abbc Q Sin Q Cos w Q ϕϕ123()+()=-bc bc bc bc s Q l Cos Q l Sin v Q ϕϕ224=--2bc ab bc bc ab s ab ab Q w l Cos w sCos v w Sin ϕϕϕ 225=--2bc ab bc bc ab s ab ab Q w l Sin w sSin v w COs ϕϕϕ45=-+bc ab ab Q Sin Q COs αϕϕ3）RPRII 级杆组4,5：de l =arctan arctan arctan arctan 2 0.5 y D Ede D E D Ede D E D Ede D E D Ede D E de dey y x x y y x x y y x x y y x x ϕϕπϕπϕπϕπϕ-=--=+--=+--=+-=第一象限第二象限第三象限第四象限轴正半轴1.5 y π⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪=⎪⎩轴负半轴()yDde xD dededev Cos v Sin l ϕϕω-=() 2yD de de de de dede xD xD yD dea Cos a Sin v Cos v Sin w l ϕϕϕϕα--+=1.4 机构各杆组的编程1）对RRI级杆组1：:xB = lab * Cos(fab)yB = lab * Sin(fab)vxB = -wab * lab * Sin(fab)vyB = wab * lab * Cos(fab)axB= -wab ^ 2 * lab * Cos(fab) - eab * lab * Sin(fab )ayB = -wab ^ 2 * lab * Sin(fab) + eab * lab * Cos(fab)1)对RRPII级杆组2,3：A0 = (xC - xA) * Sin(fab) - (yC - yA) * Cos(fab)M0 = 0.5 * Cos(fab)fi = Atn(M0 / Sqr(-M0 * M0 + 1)) + fabxB = xC + lbc * Cos(fbc)yB = yC + lbc * Sin(fbc)s = (xB - xA) / Cos(fab)Q1 = vxA - vxC - wab * s * Sin(fab)Q2 = vyA - vyC + wab * s * Cos(fab)Q3 = lbc * Sin(fbc) * Sin(fab) + lbc * Cos(fbc) * Cos(fab)wbc = (-Q1 * Sin(fab) + Q2 * Cos(fab)) / Q3vs = -(Q1 * lbc * Cos(fbc) + Q2 * lbc * Sin(fbc)) / Q3Q4 = wbc ^ 2 * lbc * Cos(fbc) - wab ^ 2 * s * Cos(fab) - 2 * vs * wab * Sin(fab) Q5 = wbc ^ 2 * lbc * Sin(fbc) - wab ^ 2 * s * Sin(fab) + 2 * vs * wab * Cos(fab) ebc = (-Q4 * Sin(fab) + Q5 * Cos(fab))2）对RPRII级杆组4,5：lde = Sqr((xD - xE) ^ 2 + (yD - yE) ^ 2)If xD>xE And yD>yE Then '第一象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE))ElseEnd IfIf xD<xE And yD>= yE Then '第二象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD<xE And yD<yE Then '第三象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD>xE And yD<= yE Then '第四象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + 2 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD>yE Then 'y轴正向fde = 0.5 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD<yE Then 'y轴负向fde = 1.5 * piElseEnd Ifwde = (vyD * Cos(fde) - vxD * Sin(fde)) / ldeede = ((ayD * Cos(fde) - axD * Sin(fde) - 2 * (vxd * Cos(fde) + vyd * Sin(fde)) * wde) / lde2.计算编程以A为坐标原点，建立坐标系计算编程，源代码如下：Option Explicit '定义自变量Dim xA As Double '点A的坐标，速度，加速度Dim yA As DoubleDim vxA As DoubleDim vyA As DoubleDim axA As DoubleDim ayA As DoubleDim xB As Double '点B的坐标，速度，加速度Dim yB As DoubleDim vxB As DoubleDim vyB As DoubleDim axB As DoubleDim ayB As DoubleDim xC As Double '点C的坐标，速度，加速度Dim yC As DoubleDim vxC As DoubleDim vyC As DoubleDim axC As DoubleDim ayC As DoubleDim xD As Double '点D的坐标，速度，加速度Dim yD As DoubleDim vxD As DoubleDim vyD As DoubleDim axD As DoubleDim ayD As DoubleDim atd As DoubleDim adn As DoubleDim xE As Double '点E的坐标，速度，加速度Dim yE As DoubleDim vxE As DoubleDim vyE As DoubleDim axE As DoubleDim ayE As DoubleDim lbc As Double '杆BC的长度Dim lcd As Double '杆CD的长度Dim fab As Double '杆AB的角位移Dim fbc As Double '杆BC的角位移Dim fde As Double '杆DE的角位移Dim fj1 As Double '循环变量Dim wab As Double '杆AB的角速度Dim wbc As Double '杆BC的角速度Dim wde As Double '杆DE的角速度Dim eab As Double '杆AB的角加速度Dim ebc As Double '杆BC的角加速度Dim ede As Double '杆DE的角加速度Dim lab As Double 'AB的距离Dim lde As Double 'DE的距离Dim s As Double 's的长度Dim vs As Double 's的速度Dim Q1 As Double 'RRP中的Q1Dim Q2 As Double 'RRP中的Q2Dim Q3 As Double 'RRP中的Q3Dim Q4 As Double 'RRP中的Q4Dim Q5 As Double 'RRP中的Q5Dim A0 As Double '杆组的中间变量Dim M0 As DoubleDim pi As Double '圆周率Dim pa As Double '角度与弧度转换的系数Dim i As Double '循环变量Private Sub Form_Load() '赋值Form1.WindowState = 2lbc = 200lcd = 200wab = 10eab = 0xA = 0yA = 0vxA = 0vyA = 0axA = 0ayA = 0xC = 0yC = -100vxC = 0vyC = 0axC = 0ayC = 0xE = 0yE = -200vxE = 0vyE = 0axE = 0ayE = 0pi = 4 * Atn(1)pa = pi / 180fj1 = 0End SubPrivate Sub Command1_Click()Set Picture1.Picture = NothingPicture1.Scale (-20, 8)-(400, -2)Picture1.Line (-20, 0)-(400, 0) 'XPicture1.Line (0, 8)-(0, -2) 'YFor i = -20 To 400 Step 50 'X轴坐标Picture1.DrawStyle = 2Picture1.Line (i, 8)-(i, -2)Picture1.CurrentX = i - 10: Picture1.CurrentY = 0 Picture1.Print iNext iFor i = -2 To 8 Step 1 'Y轴坐标Picture1.DrawStyle = 2Picture1.Line (-20, i)-(400, i)Picture1.CurrentX = -10: Picture1.CurrentY = iPicture1.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01fab = fj1 * paCall RRPCall RPRPicture1.PSet (fj1, fde), vbRedNext fj1End SubPrivate Sub Command2_Click()Set Picture2.Picture = NothingPicture2.Scale (-20, 30)-(400, -4)Picture2.Line (-20, 0)-(400, 0) 'XPicture2.Line (0, 30)-(0, -4) 'YFor i = 0 To 360 Step 30 'X轴坐标Picture2.DrawStyle = 2Picture2.Line (i, 30)-(i, -4)Picture2.CurrentX = i - 10: Picture2.CurrentY = 0 Picture2.Print iNext iFor i = -4 To 30 Step 4 'Y轴坐标Picture2.Line (0, i)-(400, i)Picture2.CurrentX = -20: Picture2.CurrentY = iPicture2.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01fab = fj1 * paCall RRPCall RPRPicture2.PSet (fj1, wde), vbRedNext fj1End SubPrivate Sub Command3_Click() '杆5的角加速度Set Picture3.Picture = NothingPicture3.Scale (-20, 10000)-(400, -20000)Picture3.Line (-20, 0)-(400, 0) 'XPicture3.Line (0, 10000)-(0, -20000) 'YFor i = 0 To 360 Step 30 'X轴坐标Picture3.DrawStyle = 2Picture3.Line (i, 10000)-(i, -20000)Picture3.CurrentX = i - 10: Picture3.CurrentY = 0Picture3.Print iNext iFor i = -20000 To 10000 Step 2500 'Y轴坐标Picture3.Line (0, i)-(400, i)Picture3.CurrentX = -25: Picture3.CurrentY = i + 5 Picture3.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01fab = fj1 * paCall RRPCall RPRPicture3.PSet (fj1, ede), vbRedNext fj1End SubPrivate Sub RRP() 'Ⅱ级杆组RRP（滑块2、杆3）A0 = (xC - xA) * Sin(fab) - (yC - yA) * Cos(fab)M0 = 0.5 * Cos(fab)fbc = Atn(M0 / Sqr(-M0 * M0 + 1)) + fabxB = xC + lbc * Cos(fbc)yB = yC + lbc * Sin(fbc)If fab = pi / 2 Thens = lbc - (yA - yC)ElseIf fab = 3 * pi / 2 Thens = lbc + (yA - yC)Elses = (xB - xA) / Cos(fab)End IfQ1 = vxA - vxC - wab * s * Sin(fab)Q2 = vyA - vyC + wab * s * Cos(fab)Q3 = lbc * Sin(fbc) * Sin(fab) + lbc * Cos(fbc) * Cos(fab)wbc = (-Q1 * Sin(fab) + Q2 * Cos(fab)) / Q3vs = -(Q1 * lbc * Cos(fbc) + Q2 * lbc * Sin(fbc)) / Q3Q4 = wbc ^ 2 * lbc * Cos(fbc) - wab ^ 2 * s * Cos(fab) - 2 * vs * wab * Sin(fab) Q5 = wbc ^ 2 * lbc * Sin(fbc) - wab ^ 2 * s * Sin(fab) + 2 * vs * wab * Cos(fab) ebc = (-Q4 * Sin(fab) + Q5 * Cos(fab))atd = lbc * ebcadn = wbc ^ 2 * lbcxD = xC + lbc * Sin(fbc)yD = yC - lbc * Cos(fbc)vxD = wbc * lbc * Cos(fbc)vyD = wbc * lbc * Sin(fbc)axD = -adn * Sin(fbc) + atd * Cos(fbc)ayD = adn * Cos(fbc) + atd * Sin(fbc)End SubPrivate Sub RPR() 'Ⅱ级杆组RPR（滑块4、杆5）lde = Sqr((xD - xE) ^ 2 + (yD - yE) ^ 2)If xD>xE And yD>yE Then '第一象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE))ElseEnd IfIf xD<xE And yD>= yE Then '第二象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD<xE And yD<yE Then '第三象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD>xE And yD<= yE Then '第四象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + 2 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD>yE Then 'y轴正向fde = 0.5 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD<yE Then 'y轴负向fde = 1.5 * piElseEnd Ifwde = (vyD * Cos(fde) - vxD * Sin(fde)) / ldeede = (ayD * Cos(fde) - axD * Sin(fde) - 2 * (vxD * Cos(fde) + vyD * Sin(fde)) * wde) / ldeEnd Sub3．计算结果（绘制构件运动图线）：构件5角位移构件5角速度图像构件5角加速度图像4. 构件运动属性随主动件的转动变化列举（角度变化为Δθ=1°）：角构件5角位移(rad) 构件5角速度(rad/s) 构件5角加速度(rad/s2) 度0 5.651270995 14.76627109 -14893.44451 5.676722398 14.40057723 -14666.11492 5.701544405 14.04504413 -14437.389243 5.72575477 13.69968448 -14207.738354 5.749371219 13.36445541 -13977.573885 5.772411362 13.03926746 -13747.254436 5.794892617 12.72399249 -13517.091297 5.81683215 12.41847071 -13287.353848 5.838246824 12.12251691 -13058.274499 5.859153164 11.83592579 -12830.0532810 5.879567318 11.55847668 -12602.8619311 5.899505042 11.28993752 -12376.8475912 5.918981679 11.0300683 -12152.1361113 5.938012146 10.77862402 -11928.8350114 5.956610932 10.53535705 -11707.0360415 5.974792092 10.30001929 -11486.8174616 5.992569251 10.07236376 -11268.2460217 6.009955602 9.85214605 -11051.3786618 6.026963915 9.639125439 -10836.2639619 6.043606546 9.433065763 -10622.9434620 6.059895442 9.23373613 -10411.4526421 6.07584215 9.040911451 -10201.8219122 6.091457833 8.854372832 -9994.07727823 6.106753275 8.673907846 -9788.24104524 6.121738897 8.499310711 -9584.3322825 6.136424764 8.330382385 -9382.36725426 6.150820603 8.166930588 -9182.35977527 6.164935808 8.008769777 -8984.32146228 6.178779457 7.855721072 -8788.26195529 6.192360321 7.707612149 -8594.18907930 6.205686876 7.564277103 -8402.10897231 6.218767314 7.425556294 -8212.02617732 6.231609553 7.291296171 -8023.94371133 6.244221248 7.161349095 -7837.86311234 6.256609803 7.035573143 -7653.78447335 6.268782379 6.913831914 -7471.70646336 6.2807459 6.795994337 -7291.62634137 9.32E-03 6.68193447 -7113.53996638 2.09E-02 6.571531308 -6937.44180339 0.032262796 6.464668594 -6763.32492540 4.35E-02 6.361234628 -6591.18102541 5.45E-02 6.26112209 -6421.00041842 6.53E-02 6.164227865 -6252.77205243 0.075988655 6.070452866 -6086.48352644 8.65E-02 5.979701878 -5922.121145 9.69E-02 5.891883397 -5759.66971946 0.107072173 5.806909481 -5599.11303747 0.117135002 5.724695602 -5440.43344848 0.127056689 5.645160514 -5283.6121149 0.136841842 5.568226113 -5128.62898950 0.146494934 5.493817317 -4975.46289451 0.15602031 5.421861945 -4824.09151752 0.16542219 5.352290598 -4674.4914853 0.174704676 5.285036556 -4526.63838254 0.183871758 5.220035668 -4380.50684555 0.192927313 5.157226257 -4236.07056556 0.201875114 5.096549022 -4093.30236857 0.210718833 5.037946952 -3952.17425558 0.219462042 4.981365236 -3812.65746359 0.228108222 4.926751184 -3674.72251360 2.37E-01 4.874054148 -3538.3392761 2.45E-01 4.823225447 -3403.4769962 2.53E-01 4.774218296 -3270.10438263 2.62E-01 4.726987743 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2783.71105 241 2.124538404 10.06914301 2696.662703 242 2.142157087 10.12045915 2609.614703 243 2.159865759 10.17227021 2522.556533 244 2.177665326 10.22462654 2435.475033 245 2.195556786 10.27758035 2348.354411 246 2.213541228 10.33118583 2261.176243 247 2.231619839 10.38549918 2173.919471 248 2.249793905 10.44057878 2086.560394 249 2.268064815 10.49648522 1999.072648 250 2.286434068 10.55328149 1911.427181 251 2.304903273 10.61103303 1823.59222 252 2.323474156 10.66980789 1735.533225 253 2.342148565 10.72967686 1647.212842 254 2.360928473 10.79071361 1558.590832 255 2.379815985 10.85299484 1469.624007 256 2.398813342 10.91660043 1380.266139 257 2.417922928 10.9816136 1290.467866 258 2.437147274 11.0481211 1200.176582 259 2.456489068 11.11621339 1109.336319 260 2.475951156 11.18598479 1017.887606 261 2.495536555 11.25753373 925.7673213 262 2.515248456 11.33096292 832.9085287 263 2.535090233 11.40637958 739.2402931 264 2.555065453 11.48389563 644.687483 265 2.57517788 11.56362796 549.1705546 266 2.595431489 11.64569862 452.605317 267 2.615830472 11.73023508 354.9026776 268 2.636379246 11.81737043 255.9683687 269 2.657082469 11.9072437 155.7026516 270 2.677945045 12 54 271 2.698972136 12.09579084 -49.25123962 272 2.720169177 12.19477433 -154.16921 273 2.741541882 12.29711538 -260.8789293 274 2.763096261 12.40298597 -369.5127 275 2.784838628 12.5125653 -480.2105427 276 2.806775619 12.62603996 -593.1206523 277 2.828914201 12.7436041 -708.3998776 278 2.851261686 12.86545951 -826.2142221 279 2.873825745 12.99181568 -946.7393647 280 2.896614422 13.1228898 -1070.161198 281 2.919636147 13.25890668 -1196.676381 282 2.942899748 13.40009858 -1326.492899283 2.966414465 13.54670498 -1459.830631 284 2.990189962 13.69897215 -1596.92191 285 3.014236339 13.85715265 -1738.012069 286 3.03856414 14.02150458 -1883.359973 287 3.063184366 14.19229075 -2033.238495 288 3.088108479 14.36977744 -2187.934953 289 3.113348406 14.55423308 -2347.751462 290 3.138916547 14.74592648 -2513.005186 291 3.164825766 14.94512472 -2684.028462 292 3.191089393 15.15209073 -2861.168755 293 3.217721209 15.36708025 -3044.788411 294 3.244735433 15.59033836 -3235.264152 295 3.272146701 15.82209544 -3432.986263 296 3.299970033 16.06256236 -3638.357411 297 3.328220797 16.31192507 -3851.791015 298 3.356914659 16.57033834 -4073.709092 299 3.386067523 16.83791857 -4304.539493 300 3.415695457 17.11473584 -4544.712426 301 3.445814605 17.40080484 -4794.656164 302 3.476441079 17.69607489 -5054.791817 303 3.50759084 18.00041893 -5325.527077 304 3.53927955 18.31362154 -5607.248798 305 3.571522411 18.63536601 -5900.314316 306 3.60433397 18.96522071 -6205.041424 307 3.637727914 19.30262471 -6521.696914 308 3.671716826 19.64687324 -6850.483668 309 3.706311923 19.99710298 -7191.526309 310 3.741522764 20.35227795 -7544.855479 311 3.777356945 20.71117638 -7910.390911 312 3.813819753 21.07237927 -8287.923564 313 3.850913824 21.43426153 -8677.097172 314 3.888638771 21.79498642 -9077.389742 315 3.926990817 22.15250437 -9488.095643 316 3.965962423 22.50455722 -9908.309074 317 4.005541936 22.84868866 -10336.90988 318 4.045713253 23.18226199 -10772.55272 319 4.086455532 23.50248579 -11213.66079 320 4.127742946 23.80644791 -11658.42518 321 4.169544512 24.09115807 -12104.81101 322 4.211823995 24.35359852 -12550.57119 323 4.254539912 24.59078188 -12993.26869 324 4.297645637 24.79981492 -13430.30738 325 4.341089626 24.97796606 -13858.97143 326 4.384815759 25.12273412 -14276.47267327 4.428763801 25.23191553 -14680.00441 328 4.472869976 25.30366675 -15066.80024 329 4.517067644 25.33655883 -15434.19516 330 4.561288069 25.32962121 -15779.68675 331 4.60546124 25.28237224 -16100.99329 332 4.649516748 25.19483483 -16396.10616 333 4.693384663 25.06753614 -16663.334 334 4.736996405 24.90149146 -16901.33649 335 4.780285573 24.69817319 -17109.14645 336 4.823188699 24.45946661 -17286.17927 337 4.865645929 24.18761506 -17432.23011 338 4.907601592 23.88515729 -17547.45927 339 4.949004657 23.55486017 -17632.36742 340 4.98980907 23.19964997 -17687.7623 341 5.029973974 22.82254493 -17714.71923 342 5.069463816 22.42659175 -17714.53761 343 5.108248339 22.01480796 -17688.69562 344 5.146302494 21.5901315 -17638.805 345 5.183606256 21.15537851 -17566.56784 346 5.220144385 20.71320962 -17473.73648 347 5.255906129 20.2661045 -17362.07765 348 5.290884894 19.81634447 -17233.34134 349 5.325077886 19.36600218 -17089.23479 350 5.358485742 18.91693765 -16931.40148 351 5.391112162 18.47079954 -16761.40501 352 5.422963541 18.0290308 -16580.7174 353 5.454048622 17.59287767 -16390.71142 354 5.484378157 17.16340106 -16192.65635 355 5.513964598 16.74148976 -15987.71668 356 5.54282181 16.32787449 -15776.95316 357 5.570964803 15.92314255 -15561.32571 358 5.5984095 15.52775234 -15341.69776 359 5.62517252 15.14204762 -15118.84162 360 5.651270995 14.76627109 -14893.44455.计算结果分析：1、原动件AB转动一周，构件5随之转动一周。
哈工大机械原理大作业(连杆机构)
建立坐标系：以C为原点，水平方向为X轴，CA所在直线为Y轴建立直角坐标系（如图4）。
取曲柄1水平且位于A点右侧为初始时刻，设曲柄1角速度为w，由题意知w= =8.5π rad/s………………（1）
设曲柄1转角为θ，则B点坐标：
xB=ιABcosθ=ιABcoswt
yB=H1+ιABsinθ=H1+ιABsinwt………………（2）
form=1:length(t)-1
ddxF(m)=(dxF(m+1)-dxF(m))/0.0001;
end
ddxF(length(t))=ddxF(length(t)-1);
figure
plot(t,ddxF)
title('¼ÓËÙ¶ÈͼÏñ');
xlabel('t /s'),ylabel('v /(m/s^2)');
输出图像：
xE(m)=yE(m)/k(m);
xF(m)=xE(m)-(-H^2+lEF^2-yE(m)^2+2*yE(m)*H)^(1/2)+0.1142;
end
form=1:length(t)-1
dxF(m)=(xF(m+1)-xF(m))/0.0001;
end
dxF(length(t))=dxF(length(t)-1);
∵ιEF+ιCE>H且ιCE<H
∴E点始终在F点的右下方
∴xF<xE,所以x2舍去，只取xF=x1……………（8）
∴点F坐标为（xF，H）
当t=0时，可得F点初始位置坐标，不妨设为（xo,H）。
则F点位移（通过计算，t=0时，得xo=-0.1142）
机械原理大作业平面连杆机构的运动分析
机械原理大作业1报告名称平面连杆机构的运动分析学院机电学院专业机械设计制造及其自动化班级 05021001学号 2010301173姓名覃福铁同组人员勾阳采用数据第一组（1-A）平面六杆机构1.题目要求2.题目分析(1)建立封闭图形： L 1 + L 2= L 3+ L 4L 1 + L 2= L 5+ L 6+AG(2） 机构运动分析 a 、角位移分析由图形封闭性得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅-⋅+=+-⋅-⋅+⋅⋅-⋅+=+-⋅-⋅+⋅⋅=⋅+⋅+⋅=⋅+⋅55662'2221155662'222113322114332211sin sin )sin(sin sin cos cos )cos(cos cos sin sin sin cos cos cos θθθαπθθθθθαπθθθθθθθθL L y L L L L L x L L L L L L L L L L G G 将上式化简可得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅-⋅+-⋅+⋅-=⋅-⋅+-⋅+⋅⋅-=⋅-⋅⋅-=⋅-⋅G G y L L L L L x L L L L L L L L L L L 66552'233466552'2331133221143322sin sin )sin(sin cos cos )cos(cos sin sin sin cos cos cos θθαθθθθαθθθθθθθθb 、角速度分析上式对时间求一阶导数，可得速度方程：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅⋅-⋅⋅+⋅-⋅+⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-⋅-⋅-⋅⋅-⋅⋅-=⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-0cos cos )cos(cos 0sin sin )sin(sin cos cos cos sin sin sin 66655522'233366655522'2333111333222111333222ωθωθωαθωθωθωθωαθωθωθωθωθωθωθωθL L L L L L L L L L L L L L 化为矩阵形式为：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅-⋅⋅⋅-⋅--⋅-⋅-⋅⋅⋅-00cos sin cos cos cos )cos(sin sin sin )sin(00cos cos 00sin sin 1111165326655332'26655332'233223322θθωωωωωθθθαθθθθαθθθθθL L L L L L L L L L L L L L c 、角加速度分析：矩阵对时间求一阶导数，可得加速度矩阵为：2233222333'223355665'22335566622332233'22sin sin 0cos cos 00sin()sin sin sin cos()cos cos cos cos cos 00sin sin 00cos(L L L L L L L L L L L L L L L L L θθεθθεθαθθθεθαθθθεθθθθθα-⋅⋅⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⎢⎥⎢⎥⋅=⎢⎥⎢⎥-⋅--⋅-⋅⋅⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⋅-⋅⎣⎦⎣⎦-⋅⋅-⋅⋅⋅-211221123123355665'2223355666cos sin )cos cos cos 0sin()sin sin sin 0L L L L L L L L L θωθωωθθθωθαθθθω⎡⎤⋅⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅+⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⋅-⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⋅-⋅⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦d 、E 点的运动状态位移：⎩⎨⎧⋅-⋅+=⋅-⋅+=55665566sin sin cos cos θθθθL L y y L L x x G EG E速度：⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-=555666555666cos cos sin sin ωθωθωθωθL L v L L v yx E E 加速度：⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅-=⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅-⋅⋅-=5552555666266655525556662666cos sin cos sin sin cos sin cos εθωθεθωθεθωθεθωθL L L L a L L L L a y x E E3.用solideworks 开发4.装备体动画截图5.计算结果 （1）：各杆角位移（2）：各杆角速度（3）各杆角加速度（4）E点位移（5）E点速度（6）E点加速度（7）E点轨迹6.本次大作业的心得体会：作为一名机械设计制造专业的学生，学好机械原理是非常重要的，而这次通过做机械原理大作业使我受益匪浅。
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H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书课程名称：机械原理设计题目：连杆机构院系：机电学院班级：1008102设计者：陈丁学号：1100800418指导教师：陈明设计时间：2012年6月20日至24日哈尔滨工业大学1、运动分析题目第十三题：如图所示的牛头刨床机构中，各机构尺寸为：L AB=108mm,L CE=620mm,L EF=300mm,H1=350mm,H=635mm,曲柄1以等角速度转动，转速为n1=255r/min。
求滑块5上点F的位移、速度、加速度。
题目2.杆组拆分：Ⅰ级杆组Ⅱ级杆组RPRⅡ级杆组RPR3.数学模型建立见前页手写4.滑块5上F点的位移，速度，加速度图像。
附：matlab编程计算结果（程序计算结果附在图像之后）1.手动求导程序：clear,clc;n=255;%转速（r/min）h1=350;h=635;lab=108;lce=620;lef=300;w=pi*n/30;%角速度T=2*pi/w;%周期Tt=0:0.001:T;q1=w*t;%转角q11=w*t/pi*180;xb=lab*cos(q1);%b点横坐标yb=h1+lab*sin(q1);%b点纵坐标vxb=-w*lab*sin(q1);%b点x方向速度vyb=w*lab*cos(q1);%b点y方向速度axb=-w.^2.*lab*cos(q1);%b点x方向加速度ayb=-w.^2.*lab*sin(q1);%b点y方向加速度lbc=sqrt(xb.^2+yb.^2);xe=lce./lbc.*xb;%e点横坐标ye=lce./lbc.*yb;%e点纵坐标m=(xb.*vxb+yb.*vyb).*xb;n=(xb.*vxb+yb.*vyb).*yb;vxe=lce.*(vxb-m)./lbc.^3;%e点x方向速度vye=lce.*(vyb-n)./lbc.^3;%e点y方向速度k=(1-yb.^2).*ayb-xb.*yb.*axb-2.*yb.*vyb.^2-yb.*vxb.^2-xb.*vxb.*vy b;i=(1-xb.^2).*axb-xb.*yb.*ayb-2.*xb.*vxb.^2-xb.*vxb.^2-yb.*vxb.*vy b;j=3.*lce.*(xb.*vxb+yb.*vyb);axe=lce.*(i.*lbc.^3-j.*(vxb-m))./lbc.^6;%e点x方向加速度aye=lce.*(k.*lbc.^3-j.*(vyb-n))./lbc.^6;%e点y方向加速度q3=asin((h-ye)./lef);xf=xe-lef.*cos(q3);%f点x方向横坐标yf=h;%f点x方向纵坐标Q2=-vye;Q3=lef.*cos(q3);dq3=Q2./Q3;vxf=vxe+vye.*sin(q3)./cos(q3);%f点x方向速度vyf=0;%f点y方向速度ayf=0;%f点y方向加速度axf=axe-(aye.*sin(q3)./cos(q3)+vye.*dq3)./cos(q3).^2;%f点x方向加速度subplot(2,2,1);plot(t,xf/1000);grid on;%f点水平位移图像xlabel('时间t/s')ylabel('F点位移xf(m)')subplot(2,2,2);plot(t,vxf/1000);grid on;%f点水平速度图像xlabel('时间t/s')ylabel('F点速度vxf(m/s)')subplot(2,2,3);plot(t,axf/1000);grid on;%f点水平加速度图像xlabel('时间t/s')ylabel('F点加速度axf(m/s^2)')w=[q11',xe',xf',vxf'/1000,axf'/1000];%F点的位移，速度，加速度随转角的数据2.用matlab自带求导程序（对位移进行求一阶导得到速度，求二阶导得到加速度）clc,clear;n=255;%转速（r/min）H1=350;H=635;lab=108;lce=620;lef=300;w=pi*n/30;%角速度T=2*pi/w;%周期Tsyms t %符号变量时间tq=w*t;%转角xb=lab*cos(q);%b点横坐标yb=H1+lab*sin(q);%b点纵坐标xc=0;%c点横坐标yc=0;%c点纵坐标lbc=sqrt(xb.^2+yb.^2);%bc长度xe=xb.*lce./lbc;%e点横坐标ye=yb.*lce./lbc;%e点纵坐标j=H-ye;k=sqrt(lef.^2-j.^2);xf=xe-k;%f点横坐标yf=H;%f点纵坐标vxf=diff(xf);%f点水平速度axf=diff(xf,t,2);%f点水平加速度subplot(2,2,1);ezplot(xf,[0,T])%f点水平位移图像grid onxlabel('时间t/s')ylabel('F点位移xf(mm)')subplot(2,2,2);ezplot(vxf/1000,[0,T])%f点水平速度图像grid onxlabel('时间t/s')ylabel('F点速度vxf(m/s)')subplot(2,2,3);ezplot(axf/1000,[0,T])%f点水平加速度图像grid onxlabel('时间t/s')ylabel('F点加速度axf(m/s^2)')i=0:360;xf=subs(xf,t,i/180*pi);vxf=subs(vxf/1000,t,i/180*pi);axf=subs(axf/1000,t,i/180*pi);m=[i',xf',vxf',axf'];%F点的位移，速度，加速度随转角的数据输出数据：转角（°）位移速度加速度转角（°）位移速度加速度0 -114.156 -2.01422 112.6155 180.54 -480.232 -0.74194 -14.85591.53 -115.643 -1.96696 110.4466 182.07 -481.464 -0.75695 -13.9863.06 -117.23 -1.91869 108.1965 183.6 -482.596 -0.7715 -13.01984.59 -118.913 -1.86953 105.8741 185.13 -483.626 -0.78555 -11.95036.12 -120.689 -1.81963 103.4881 186.66 -484.552 -0.79905 -10.77037.65 -122.557 -1.76912 101.0465 188.19 -485.371 -0.81197 -9.472229.18 -124.512 -1.71813 98.55704 189.72 -486.08 -0.82426 -8.0482110.71 -126.553 -1.66678 96.02703 191.25 -486.676 -0.83587 -6.4903 12.24 -128.676 -1.61518 93.4634 192.78 -487.156 -0.84677 -4.7903213.77 -130.879 -1.56343 90.87271 194.31 -487.517 -0.8569 -2.9400415.3 -133.159 -1.51166 88.26113 195.84 -487.757 -0.8662 -0.9312716.83 -135.515 -1.45994 85.63453 197.37 -487.871 -0.87463 1.24409818.36 -137.943 -1.40838 82.99839 198.9 -487.857 -0.88213 3.59388819.89 -140.441 -1.35707 80.35791 200.43 -487.712 -0.88864 6.1255321.42 -143.007 -1.30608 77.71796 201.96 -487.431 -0.89409 8.84587122.95 -145.64 -1.25549 75.08309 203.49 -487.011 -0.89844 11.76098 24.48 -148.335 -1.20538 72.45759 205.02 -486.449 -0.9016 14.8759126.01 -151.093 -1.15582 69.84547 206.55 -485.741 -0.90351 18.1944427.54 -153.909 -1.10687 67.25045 208.08 -484.883 -0.90411 21.7188229.07 -156.784 -1.0586 64.67602 209.61 -483.872 -0.90332 25.4494130.6 -159.713 -1.01105 62.12541 211.14 -482.702 -0.90107 29.3843732.13 -162.697 -0.96429 59.60161 212.67 -481.372 -0.8973 33.5192933.66 -165.732 -0.91835 57.10739 214.2 -479.875 -0.89192 37.8468235.19 -168.817 -0.8733 54.6453 215.73 -478.209 -0.88487 42.3562536.72 -171.95 -0.82916 52.2177 217.26 -476.37 -0.87607 47.0331538.25 -175.13 -0.78598 49.82672 218.79 -474.354 -0.86548 51.8589639.78 -178.354 -0.74379 47.4743 220.32 -472.156 -0.85301 56.8105841.31 -181.622 -0.70263 45.16223 221.85 -469.774 -0.83862 61.860142.84 -184.931 -0.66252 42.8921 223.38 -467.203 -0.82225 66.9744744.37 -188.28 -0.6235 40.66531 224.91 -464.44 -0.80387 72.1152845.9 -191.668 -0.58558 38.48314 226.44 -461.483 -0.78345 77.2386747.43 -195.092 -0.54878 36.34669 227.97 -458.327 -0.76096 82.2952848.96 -198.552 -0.51313 34.25692 229.5 -454.971 -0.73641 87.23044 50.49 -202.045 -0.47864 32.21463 231.03 -451.412 -0.70981 91.9844452.02 -205.571 -0.44533 30.22051 232.56 -447.649 -0.6812 96.4930553.55 -209.128 -0.41321 28.2751 234.09 -443.679 -0.65063 100.688255.08 -212.714 -0.38228 26.37883 235.62 -439.503 -0.61818 104.49956.61 -216.329 -0.35256 24.532 237.15 -435.119 -0.58397 107.852858.14 -219.97 -0.32405 22.7348 238.68 -430.529 -0.54814 110.676659.67 -223.637 -0.29676 20.98732 240.21 -425.733 -0.51085 112.89961.2 -227.328 -0.27069 19.28953 241.74 -420.732 -0.47231 114.451562.73 -231.041 -0.24583 17.64131 243.27 -415.531 -0.43277 115.271164.26 -234.776 -0.22219 16.04245 244.8 -410.131 -0.3925 115.302265.79 -238.532 -0.19977 14.49265 246.33 -404.538 -0.35183 114.498767.32 -242.306 -0.17856 12.99153 247.86 -398.756 -0.31109 112.826468.85 -246.097 -0.15855 11.53862 249.39 -392.792 -0.27069 110.264870.38 -249.905 -0.13974 10.1334 250.92 -386.653 -0.23104 106.809571.91 -253.728 -0.12213 8.77524 252.45 -380.346 -0.1926 102.47373.44 -257.565 -0.1057 7.463486 253.98 -373.881 -0.15586 97.286674.97 -261.414 -0.09043 6.197399 255.51 -367.268 -0.12132 91.3004 76.5 -265.275 -0.07633 4.976193 257.04 -360.517 -0.08949 84.5836678.03 -269.145 -0.06338 3.799025 258.57 -353.641 -0.06091 77.2240979.56 -273.024 -0.05157 2.665008 260.1 -346.651 -0.03611 69.326681.09 -276.91 -0.04087 1.573209 261.63 -339.56 -0.0156 61.0112782.62 -280.803 -0.03128 0.522658 263.16 -332.383 0.000105 52.4108884.15 -284.7 -0.02278 -0.48765 264.69 -325.134 0.010541 43.6676985.68 -288.601 -0.01535 -1.45876 266.22 -317.827 0.015268 34.9299687.21 -292.505 -0.00898 -2.39173 267.75 -310.478 0.013898 26.3480688.74 -296.409 -0.00365 -3.28764 269.28 -303.101 0.006099 18.0704790.27 -300.314 0.00067 -4.14761 270.81 -295.713 -0.00839 10.2398791.8 -304.217 0.003985 -4.97276 272.34 -288.328 -0.02978 2.98931493.33 -308.117 0.00632 -5.76421 273.87 -280.963 -0.05816 -3.5611194.86 -312.013 0.007695 -6.52311 275.4 -273.632 -0.09358 -9.3072396.39 -315.904 0.008131 -7.25059 276.93 -266.35 -0.13599 -14.163197.92 -319.788 0.007649 -7.94781 278.46 -259.132 -0.18524 -18.0625 99.45 -323.664 0.00627 -8.61588 279.99 -251.991 -0.24112 -20.96 100.98 -327.531 0.004017 -9.25595 281.52 -244.941 -0.30331 -22.8313 102.51 -331.388 0.000911 -9.86912 283.05 -237.995 -0.37145 -23.6722 104.04 -335.232 -0.00302 -10.4565 284.58 -231.164 -0.44508 -23.4983 105.57 -339.064 -0.00777 -11.0192 286.11 -224.46 -0.5237 -22.3426 107.1 -342.881 -0.01329 -11.5582 287.64 -217.894 -0.60674 -20.2542 108.63 -346.682 -0.01958 -12.0745 289.17 -211.475 -0.6936 -17.2956 110.16 -350.465 -0.02661 -12.5692 290.7 -205.213 -0.78364 -13.54 111.69 -354.23 -0.03435 -13.0433 292.23 -199.115 -0.8762 -9.06956 113.22 -357.975 -0.04279 -13.4976 293.76 -193.189 -0.97061 -3.97194 114.75 -361.699 -0.05189 -13.9331 295.29 -187.44 -1.0662 1.661508 116.28 -365.4 -0.06163 -14.3505 296.82 -181.876 -1.1623 7.738202 117.81 -369.077 -0.072 -14.7508 298.35 -176.501 -1.25825 14.16626 119.34 -372.728 -0.08296 -15.1345 299.88 -171.319 -1.35344 20.85624 120.87 -376.352 -0.0945 -15.5025 301.41 -166.333 -1.44727 27.7226 122.4 -379.948 -0.10658 -15.8553 302.94 -161.547 -1.53916 34.68479 123.93 -383.514 -0.1192 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