哈尔滨工业大学机械原理大作业-连杆机构运动分析

end;
%打印图像
figure(1);
plot(fi1,sF);
title('位移变化曲线');
figure(2);
plot(fi1,vF);
title('速度变化曲线');
figure(3);
plot(fi1,aF);
title('加速度变化曲线');
六、计算结果
图8：推杆位移变化曲线
图9：推杆速度变化曲线
xD=400;yD=500;vDx=0;vDy=0;aDx=0;aDy=0;
xK=0;yK=600;vKx=0;vKy=0;aKx=0;aKy=0;
l1=150;l2=600;l3=500;lBE=480;l4=600;
fi5=pi;
n1=50;
w1=2*pi*n1/60;
fi1=linspace(0,2*pi,1000);
aEy(i)=aBy(i)-w2(i)^2*lBE*sin(fi2(i))+a2(i)*lBE*cos(fi2(i));
%求F点的运动参数
A1(i)=(yE(i)-yK)*cos(fi5)-(xE(i)-xK)*sin(fi5);
fi4(i)=fi5-asin(A1(i)/l4);
xF(i)=xE(i)+l4*cos(fi4(i));
（2）速度和加速度分析
B点的速度
B点的加速度
2、由“RRRⅡ级杆组”，已知B点和D点的运动参数，可求得构件2、构件3的运动参数
图5
D点的坐标方程
D点的速度
D点的加速度
（1）位置方程
构件2、构件3的长度
先求出 和
其中
则可求得
则可求出C点的坐标方程
求得
（2）速度方程
构件2、3的角速度
式中：
C点的速度
(3)加速度方程
%求E点的运动参数
xE(i)=xB(i)+lBE*cos(fi2(i));
yE(i)=yB(i)+lBE*sin(fi2(i));
vEx(i)=vBx(i)-w2(i)*lBE*sin(fi2(i));
vEy(i)=vBy(i)+w2(i)*lBE*cos(fi2(i));
aEx(i)=aBx(i)-w2(i)^2*lBE*cos(fi2(i))-a2(i)*lBE*sin(fi2(i));
yF(i)=yE(i)+l4*cos(fi4(i));
sF(i)=(xF(i)-xK)*cos(fi5);
Q1(i)=vKx-vEx(i);
Q2(i)=vKy-vEy(i);
Q3(i)=l4*sin(fi4(i))*sin(fi5)+l4*cos(fi4(i))*cos(fi5);
w4(i)=(-Q1(i)*sin(fi5)+Q2(i)*cos(fi5))/Q3(i);
构件2、3的角加速度
式中：
3、由“同一构件上点的运动分析”，已知B点的运动参数和构件2的运动参数，可求得E点的运动参数
（1）位置分析
B点和E点间的距离
则可求出E点的坐标方程
（2）速度和加速度分析
E点的速度
E点的加速度
4、由“RRPⅡ级杆组”，已知E点的运动参数，在滑块导路上任取一点K作为参考点，可求得构件5上F点的运动参数
xC(i)=xB(i)+l2*cos(fi2(i));
yC(i)=yB(i)+l2*sin(fi2(i));
fi3(i)=atan((yC(i)-yD)/(xC(i)-xD));
C2(i)=l2*cos(fi2(i));
S2(i)=l2*sin(fi2(i));
C3(i)=l3*cos(fi3(i));
Harbin Institute of Technology
大作业设计说明书
课程名称：机械原理
设计题目：连杆机构运动分析
院系：机电学院
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
设计时间：2012/6/20
哈尔滨工业大学
一、运动分析题目
如图所示的甘草压缩机中，已知 , , ,
, , , , ,曲柄1作等速转动，其转速 。求在一个运动循环中活塞5的位移、速度和加速度变化曲线。
二、机构的机构分析、组成机构的基本杆组划分
图1：Ⅰ级机构图2：RRRⅡ级杆组 图3：RRPⅡ级杆组
三、各基本杆组的运动分析数学模型
1、由“同一构件上点的运动分析”，以A点为原点建立坐标系，可求得B点的运动参数
图4
A点的坐标方程
A点的速度
A点的加速度
曲柄转角
（1）位置分析
原动构件1的长度
则可求出B点的坐标方程
图10：推杆加速度变化曲线
for i=1:1000
%求出B点的位置、速度和加速度
xB(i)=xA+l1*cos(fi1(i));
yB(i)=yA+l1*sin(fi1(i));
vBx(i)=vAx-w1*l1*sin(fi1(i));
vBy(i)=vAy+w1*l1*cos(fi1(i));
aBx(i)=aAx-w1^2*l1*cos(fi1(i));
aBy(i)=aAy-w1^2*l1*sin(fi1(i));
%求出构件2、3的运动参数
A0(i)=2*l2*(xD-xB(i));
B0(i)=2*l2*(yD-yB(i));
C0(i)=l2^2+(xD-xB(i))^2+(yD-yB(i))^2-l3^2;
fi2(i)=2*atan((B0(i)+sqrt(A0(i)^2+B0(i)^2-C0(i)^2))/(A0(i)+C0(i)));
vF(i)=-(Q1(i)*l4*cos(fi4(i))+Q2(i)*l4*sin(fi4(i)))/Q3(i);
Q4(i)=aKx-aEx(i)+w4(i)^2*l4*cos(fi4(i));
Q5(i)=aKy-aEy(i)+w4(i)^2*l4*sin(fi4(i));
aF(i)=(-Q4(i)*l4*cos(fi4(i))-Q5(i)*l4*sin(fi4(i)))/Q3(i);
图6
K点的坐标方程
K点的速度
K点的加速度
（1）位置方程
构件4长度
则可求得
式中
则可求出F点的坐标方程
F相点对于参考点K点的位移
（2）式中：
(3)加速度方程
F点加速度
式中：
四、建立坐标系
建系，以A为原点，如图7所示
图7
五、计算编程
xA=0;yA=0;vAx=0;vAy=0;aAx=0;aAy=0;
G2(i)=aDx-aBx(i)+w2(i)^2*C2(i)-w3(i)^2*C3(i);
G3(i)=aDy-aBy(i)+w2(i)^2*S2(i)-w3(i)^2*S3(i);
a2(i)=(G2(i)*C3(i)+G3(i)*S3(i))/G1(i);
a3(i)=(G2(i)*C2(i)+G3(i)*S2(i))/G1(i);
S3(i)=l3*sin(fi3(i));
G1(i)=C2(i)*S3(i)-C3(i)*S2(i);
w2(i)=(C3(i)*(vDx-vBx(i))+S3(i)*(vDy-vBy(i)))/G1(i);
w3(i)=(C2(i)*(vDx-vBx(i))+S2(i)*(vDy-vBy(i)))/G1(i);