哈工大机械原理大作业连杆

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哈工大机械原理大作业24题

班级1013102学号 6机械原理大作业说明书题目 1、连杆机构运动分析2、凸轮机构设计3、齿轮传动设计学生姓名1连杆机构运动分析1.设计题目：一、先建立如下坐标系：二、划分杆组如下，进行结构分析：该机构由I级杆组RR（如图1）、II级杆组RPR（如图2、3）和II级杆组RRP（如图4）组成。

（1）（2）（3）（4）三、运动分析数学模型：（1）同一构件上点的运动分析：如右图所示的原动件1,已知杆1的角速度=10/rad s ω，杆长1l =170mm,A y =0，A x =110mm 。

可求得下图中B 点的位置B x 、B y ，速度xB v 、yB v ，加速度xB a 、yB a 。

θcos 1l xB =，θsin 1l yB =θωυsin 1l xB -=，θωυcos 1l yB =，222B2==-cos =-B xB i d x a l x dt ωϕω2222==-sin =-B yB i B d y a l y dtωϕω。

（2）RPRII 级杆组的运动分析：a. 如右图所示是由2个回转副和1个移动副组成的II 级组。

已知两个外运动副C 、B 的位置（B x 、B y 、c x =110mm 、C y =0）、速度（xB υ，yB υ，xC υ=0，yC υ=0）和加速度（0,0,,==yC xC yB xB a a a a ）。

可确定下图中D 点的位置、速度和加速度。

确定构件3的角位移1ϕ、角速度1ω、角加速度1α。

1sin 31..ϕϕl x dtdx C B-= 1sin 131cos 13.....2ϕϕϕϕl l x dt x d C B --= 1cos 31..ϕϕl y dtdy C B+=1cos 131sin 13.....2ϕϕϕϕl l y dt y d C B +-= 根据关系：1111d 122..11.αϕϕωϕϕ====dtd dt ，故可得出：D x =)1cos(4βϕ++l x C D y =)1sin(4βϕ++l y Cb. 如右图所示是由2个回转副和1个移动副组成的II级组。

哈工大机械设计大作业平面连杆机构设计说明书

机械设计基础大作业计算说明书题目：平面连杆机构设计学院：材料学院班号：学号：姓名：日期：2014年9月30日哈尔滨工业大学机械设计基础大作业任务书题目：平面连杆机构设计设计原始数据及要求：3l (mm )=6030ψ=︒1.2K = 60CDA ∠=︒目录1设计题目 (1)2设计原始数据 (1)3设计计算说明书 (1)3.1计算极位夹角θ (1)3.2设计制图 (1)γ (2)3.3验算最小传动角4参考文献 (2)1 设计题目平面连杆机构的图解法设计2 设计原始数据设计一曲柄摇杆机构。

已知摇杆长度3l ，摆角ψ ，摇杆的行程速比系数K ，要求摇杆CD 靠近曲柄回转中心A 一侧的极限位置与机架间的夹角为CDA ∠ ，试用图解法设其余三杆的长度，并检验（测量或计算）机构的最小传动角γ 。

3l (mm )=60 30ψ=︒1.2K = 60CDA ∠=︒3 设计计算说明书3.1 计算极位夹角θ 极位夹角11801K K θ-=︒+ 代入数值 1.211800.09118016.41.21θ-=︒=︒=︒+ 3.2 设计制图3.2.1 在图纸上取一点作为D 点，从D 点垂直向上引出一条长为60mm 的线段，终点为2C ；3.2.2 从D 点在2C D 左侧引出一条与2C D 夹角为30︒的射线；3.2.3 以D 点为圆心，以2C D 为半径画圆，与射线交于点1C ；3.2.4 分别从1C 、2C 两点向下引两条射线，射线与12C C 夹角为73.6︒，两射线交于O 点，O 点即为曲柄的回转中心；3.2.5 以O 点为圆心以1OC 为半径画圆；3.2.6 过点D 向左侧引出一条射线，射线与1C D 夹角60︒，与圆交于点A ；3.2.7 连接1AC ，2AC 并量取其长度，以12||AC AC l l - 为半径画圆，直线1AC ，2AC 与圆的交点分别为1B ，2B ；3.2.8 在图中量取112AB mm =，1170B C mm = ，57AD mm =3.3 验算最小传动角γ3.3.1 在1C 处根据余弦定理2222221111586057cos 0.534225860AC C D AD AC C D γ+-+-=== 57.7γ=︒3.3.2 在2C 处根据余弦定理2222222222826057cos 0.722228257AC C D AD AC C D γ+-+-=== 43.8γ=︒所以最小传动角43.8γ=︒4 参考文献[1]宋宝玉，王瑜，张锋主编.机械设计基础.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版，2010.[2]王瑜主编.机械设计基础大作业指导书.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2014.。

哈工大机械原理考研-第2章连杆机构分析与设计(理论部分)

第2章连杆机构分析和设计2.1内容要求1.掌握平面四杆机构的基本型式、特点及其演化方法。

2.熟练掌握和推导铰链四杆机构曲柄存在条件，并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型；掌握曲柄滑块机构及导杆机构等其他四杆机构的曲柄存在条件的推导过程。

3.掌握平面四杆机构的压力角、传动角、急回运动、极位夹角、行程速比系数、等基本概念；掌握连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法；掌握极位夹角与行程速比系数的关系式；掌握掌握死点在什么情况下出现及死点位置在机构中的应用。

4.掌握速度瞬心的概念及如何确定机构中速度瞬心的数目；掌握“三心定理”并应用“三心定理”确定机构中速度瞬心的位置及对机构进行速度分析。

5.了解建立Ⅰ级机构、RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组、PRP杆组、RPP杆组的运动分析数学模型；掌握相对运动图解法及杆组法机构运动分析的方法。

6.掌握移动副、转动副中摩擦力的计算和自锁问题的讨论；掌握计及摩擦时平面连杆机构受力分析的方法；掌握计算机械效率的几种方法；掌握从机械效率的观点研究机械自锁条件的方法和思想。

7.掌握平面四杆机构的运动特征及其设计的基本问题；了解“函数机构”、“轨迹机构”、“导引机构”的设计思想、方法；掌握按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。

2.2内容提要一、本章重点本章重点是铰链四杆机构曲柄存在条件，并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型；连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法；速度瞬心法对机构进行速度分析；计及摩擦时平面连杆机构受力分析的方法；按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。

1．平面四杆机构的基本型式及其演化型式平面四杆机构的基本型式是平面铰链四杆机构。

在此机构中，与机架相联的构件称为连架杆；能作整周回转的连架杆称为曲柄，而不能作整周回转的连架杆称为摇杆；与机架不相连的中间构件称为连杆。

能使两构件作整周相对转动的转动副称为周转副；而不能作整周相对转动的转动副称为摆转副。

平面铰链四杆机构又根据两连架杆运动形式不同分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构及双摇杆机构。

机械原理大作业一连杆机构参考例子

机械原理大作业课程名称：机械原理设计题目：机械原理大作业院系：汽车工程学院车辆工程班级：1101201姓名：。

学号：。

指导教师：游斌弟大作业1 连杆机构运动分析1、运动分析题目如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为280mm AB =,350mm BC =,320mm CD =,160mm AD =，175mm BE = 220mm EF =，25mm G x =，80mm G y =，构件1的角速度为110rad/s ω=，试求构件2上点F 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。

图 12、对机构进行结构分析该机构由I 级杆组RR （原动件1）、II 级杆组RRR （杆2、杆3）和II 级杆组RPR （滑块4及杆5）组成。

I 级杆组RR ，如图2所示；II 级杆组RRR ，如图3所示；II 级杆组RPR ，如图4所示。

图2 图 2图4 3、建立坐标系建立以点A为原点的固定平面直角坐标系4、各基本杆组运动分析的数学模型（1）同一构件上点的运动分析：如图5所示的构件AB,,已知杆AB 的角速度=10/rad s ω，AB 杆长i l =280mm,可求得B 点的位置B x 、B y ，速度xB v 、yB v ，加速度xB a 、yB a 。

=cos =280cos B i x l ϕϕ; =sin =280sin B i y l ϕϕ;图 3==-sin =-BxB i B dx v l y dt ωϕω； ==cos =;B yB i B dyv l x dt ωϕω222B 2==-cos =-BxB i d x a l x dt ωϕω；2222==-sin =-ByB i Bd y a l y dtωϕω。

图 4（2）RRRII 级杆组的运动分析如图6所示是由三个回转副和两个构件组成的II 级组。

已知两杆的杆长2l 、3l 和两个外运动副B 、D 的位置（B x 、B y 、D x 、D y ）、速度（ xB yB xD yD v v v v 、、、）图6和加速度（xB yB xD yD a a a a 、、、）。

工大机械原理大作业连杆7

Harbin Institute of Technology机械原理大作业一课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：机电学院班级：分析者：学号：指导教师：陈明、丁刚设计时间：20130703哈尔滨工业大学一、连杆机构运动分析题目如图1-7所示是曲柄摇块机构，曲柄长度为a ，机架长度为d ，点m 到铰链B 的距离是m l ，点n 到m 的距离是n l 。

试研究a 、d 、m l 、n l 的长度变化对n 的轨迹影响规律。

二、建立坐标系三、机构的结构分析，组成机构的基本杆组划分该机构由机架、一个原动件AB 和一个个II 级杆组组成。

原动件II 级杆组RPR四、各基本杆组的运动分析数学模型1、原动件AB 的数学模型以点C 为原点则⎪⎩⎪⎨⎧==0y x AA d⎪⎩⎪⎨⎧+=+=ααsin cos a a y y x x AB A B 2、II 级杆组RPR 的数学模型⎪⎩⎪⎨⎧+-=--=θθθθcos sin sin cos l l y y l l x x n mB n n m B n 其中：BCBC y xBB==θθsin cos 五、计算编程利用MATLAB 软件进行编程，程序如下：1、当d=100,lm=40,ln=50时a 的变化对轨迹的影响fi=linspace(0,2*pi,100); d=[100 100 100 100]; a=[ 20 30 40 50]; lm=[ 40 40 40 40]; ln=[50 50 50 50]; xc=[0 0 0 0]; yc=[0 0 0 0]; xa=[d]; ya=[0 0 0 0]; for i=1:length(d)xb=xa(i)+a(i)*cos(fi); yb=ya(i)+a(i)*sin(fi);l2=sqrt(d(i)^2+a(i)^2+2*d(i)*a(i)*cos(fi))-lm(i); coss=(d(i)+a(i)*cos(fi))./(lm(i)+l2); sins=(a(i)*sin(fi))./(l2+lm(i)); xn=xb-lm(i)*coss-ln(i)*sins; yn=yb-lm(i)*sins+ln(i)*coss; plot(xn,yn);hold on; axis equal; end2、当a=40,lm=40,ln=50时d的变化对轨迹的影响fi=linspace(0,2*pi,100);d=[50 70 120 150];a=[ 30 30 30 30];lm=[ 40 40 40 40];ln=[50 50 50 50];xc=[0 0 0 0];yc=[0 0 0 0];xa=[d];ya=[0 0 0 0];for i=1:length(d)xb=xa(i)+a(i)*cos(fi);yb=ya(i)+a(i)*sin(fi);l2=sqrt(d(i)^2+a(i)^2+2*d(i)*a(i)*cos(fi))-lm(i); coss=(d(i)+a(i)*cos(fi))./(lm(i)+l2);sins=(a(i)*sin(fi))./(l2+lm(i));xn=xb-lm(i)*coss-ln(i)*sins;yn=yb-lm(i)*sins+ln(i)*coss;plot(xn,yn);hold on;axis equal;end3、当d=100，a=40, =40,ln=50时lm的变化对轨迹的影响fi=linspace(0,2*pi,100);d=[100 100 100 100];a=[ 30 30 30 30];lm=[ 20 30 40 50];ln=[50 50 50 50];xc=[0 0 0 0];yc=[0 0 0 0];xa=[d];ya=[0 0 0 0];for i=1:length(d)xb=xa(i)+a(i)*cos(fi);yb=ya(i)+a(i)*sin(fi);l2=sqrt(d(i)^2+a(i)^2+2*d(i)*a(i)*cos(fi))-lm(i);coss=(d(i)+a(i)*cos(fi))./(lm(i)+l2);sins=(a(i)*sin(fi))./(l2+lm(i));xn=xb-lm(i)*coss-ln(i)*sins;yn=yb-lm(i)*sins+ln(i)*coss;plot(xn,yn);hold on;axis equal;end4、当d=100，a=40, ,lm=40时ln的变化对轨迹的影响fi=linspace(0,2*pi,100);d=[100 100 100 100];a=[30 30 30 30];lm=[40 40 40 40];ln=[0 50 80 110];xc=[0 0 0 0];yc=[0 0 0 0];xa=[d];ya=[0 0 0 0];for i=1:length(d)xb=xa(i)+a(i)*cos(fi);yb=ya(i)+a(i)*sin(fi);l2=sqrt(d(i)^2+a(i)^2+2*d(i)*a(i)*cos(fi))-lm(i); coss=(d(i)+a(i)*cos(fi))./(lm(i)+l2);sins=(a(i)*sin(fi))./(l2+lm(i));xn=xb-lm(i)*coss-ln(i)*sins;yn=yb-lm(i)*sins+ln(i)*coss;plot(xn,yn);hold on;axis equal;end5、 a, d, lm , ln都变化时fi=linspace(0,2*pi,100);d=[50 70 120 150];a=[20 30 40 50];lm=[20 30 40 50];ln=[0 50 80 110];xc=[0 0 0 0];yc=[0 0 0 0];xa=[d];ya=[0 0 0 0];for i=1:length(d)xb=xa(i)+a(i)*cos(fi);yb=ya(i)+a(i)*sin(fi);l2=sqrt(d(i)^2+a(i)^2+2*d(i)*a(i)*cos(fi))-lm(i); coss=(d(i)+a(i)*cos(fi))./(lm(i)+l2);sins=(a(i)*sin(fi))./(l2+lm(i));xn=xb-lm(i)*coss-ln(i)*sins;yn=yb-lm(i)*sins+ln(i)*coss;plot(xn,yn);hold on;axis equal;end六、结果分析从matlab图像我们可以看出n点的轨迹是封闭图形其随a, d, lm , ln的变化而变化。

哈工大机械原理大作业1

[键入公司名称]机械原理课程设计[键入文档副标题]p[选取日期]设计题目连杆机构运动分析机电工程学院1008103班H100811109学号设计者王鹏[在此处键入文档的摘要。

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]1、运动分析题目(12)如图所示的六杆机构中，各构件的尺寸分别为：l AB=200mm ，l BC=500mm ，l CD=800mm ,x F= 400mm ，x D=350mm ，y D=350mm ，ω=100rad s⁄，求构件5上点F的位移，速度和加速度。

2、建立坐标系建立以点A为原点的固定平面直角系A−x,y3、对机构进行结构分析该机构由I级杆组RR（原动件1）、II级杆组RRR（杆2、杆3）和II级杆组PRP（滑块4及滑块5）组成。

I级杆组RR，如图2所示；II级杆组RRR，如图2所示；II级杆组PRP，如图3所示。

4、确定已知参数和求解流程图1所示，规定当φ=10° 时，F 点纵坐标为0 （1）如图2所示，已知原动件杆1的转角，φ=0~360° {x B =l AB ×cos φy B =l AB ×sin φ（2）如图3所示，已知B ，D 两点坐标分别为（x B ,y B ）（x D ,y D ）和 l BC l CD利用方程组{（x −x B ）2+(y −y B )2=l BC 2(x −x D )2+(y −y D )2=l CD2 可以求解出C 点坐标（3）如图4所示，已知C 点坐标、x F 、x D 、y D利用几何关系可以求解出E 点坐标同时，当φ=10° 时，可以求出杆EF 长，记为 l EF进而，可以求出F 点坐标，即F 点位移（4）利用导数的定义与其物理意义v n =s n+h −s n−h2ha n =s n+h −2s n +s n−hh 2利用上述公式，选取适当的步长h ，利用F 点位移就可以得出速度与加速度5、用VC 编程#include <stdio.h>#include <math.h>#define pi 3.14159265358979323846//定义全局变量double Lab,Lbc,Lcd,Xf,Xd,Yd;//定义已知位置量double Wab;//定义角速度量//定义被调用函数void Ccorner (double *a,double *b,double c);//声明C点坐标函数求解函数void Pcorner (double *a,double *b,double c,double d,double e);//声明P点坐标函数求解函数double Kcd (double a,double b);//声明CD直线倾斜角求解函数//主函数main (){Lab=0.200;Lbc=0.500;Lcd=0.800;Xf=0.400;Xd=0.350;Yd=0.350;//赋位置量值Wab=100;//赋角速度值//未知几何与位置参量double Xb,Yb;//定义B点坐标double Xc,Yc;//定义C点坐标double Ye;//定义E点纵坐标double Xp,Yp;//定义瞬心p点坐标double Lef;//定义bp,cp,ef,bd杆长double Yf[720];//定义F点纵坐标//未知速度参量double Vf[720];//定义EF杆速度//未知加速度参量double Af[720];//定义加速度//其余参量double o=10*pi/180,k,k1;//主动杆角度变量与CD杆倾斜角double t=1*pi/180/100;//时间参量，用定义法求速度与加速度int i;//循环控制变量//主函数主体//求位移量for (i=0;i<=361;i++){//准备几何量Xb=Lab*cos(o), Yb=Lab*sin(o);Ccorner (&Xc,&Yc,o);//求C点坐标Pcorner (&Xp,&Yp,Xc,Yc,o);//求瞬心P点坐标k=Kcd (Xp,Yp);//求CD杆倾斜角//求解位移量（规定主动杆10度为Yf零点）if (i==0){k1=k;}Lef=tan(k1)*Xd+Yd;//ef杆长Ye=tan(k)*Xd+Yd;Yf[i]=Ye-Lef;o=o+1*pi/180;}//用定义求速度for (i=1;i<=361;i++){Vf[i]=(Yf[i+1]-Yf[i-1])/(2*t);}//用定义求加速度for (i=1;i<=361;i++){Af[i]=(Yf[i+1]-2*Yf[i]+Yf[i-1])/pow(t,2);}//输出语句for (i=1;i<=180;i++){printf ("%d,%lf,%lf,%lf,\t",i+10,Yf[i]*1000,Vf[i],Af[i]);printf ("%d,%lf,%lf,%lf\n",i+190,Yf[i+180]*1000,Vf[i+180],Af[i+180]); }}//C点坐标值函数void Ccorner(double *a,double *b,double c)//&Xc,&Yc,o{double i,j,x,y,z;//中间参数i=(pow(Lcd,2)-pow(Lbc,2)+pow(Lab*sin(c),2)-pow(Yd,2)+pow(Lab*cos(c),2)-pow((Xd+Xf),2))/(2*(Lab*cos(c)-Xd-Xf));j=(Lab*sin(c)-Yd)/(Lab*cos(c)-Xf-Xd);x=pow(j,2)+1;y=2*(Xf+Xd)*j-2*i*j-2*Yd;z=pow(i,2)-2*(Xf+Xd)*i+pow((Xf+Xd),2)+pow(Yd,2)-pow(Lcd,2);*b=(-y+sqrt(pow(y,2)-4*x*z))/(2*x);*a=i-j*(*b);}//求瞬心P点坐标函数void Pcorner(double *a,double *b,double c,double d,double e)//&Xp,&Yp,Xc,Xp,o{double a1,b1,c1,a2,b2,c2,i,j,k;//中间参量a1=tan(e),a2=(d-Yd)/(c-Xd-Xf);b1=b2=-1;c1=0,c2=(c*(d-Yd)/(c-Xd-Xf))-d;i=a1*b2-b1*a2;j=c1*b2-b1*c2;k=a1*c2-c1*a2;*a=j/i;*b=k/i;}//CD杆倾斜角double Kcd(double a,double b)//Xp,Yp{double k1;//中间参量k1=-atan ((b-Yd)/(a-Xd-Xf));return k1;}6、计算结果（程序计算结果附在图像之后）6.1位移、速度、加速度的图像点F的位移线图如图5所示。

哈尔滨工业大学机械原理大作业凸轮设计

大作业1连杆机构运动分析1.题目（8）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4,5：2．分析过程 2.1 建立坐标系建立以点E 为原点的固定平面直角坐标系x-E-y ，如图所示。

2.2 建立数学模型（1）构件1、2、3的分析原动件杆1的转角：1θ=0--360。

原动件杆1的角速度：1ω=.1θ=10/rad s 原动件杆1的角加速度：..1αθ==0运动副A 的坐标：0200A A x y mm =⎫⎬=⎭运动副A 的速度及加速度都为零。

构件1为BC （RRP Ⅱ级杆组）上滑块B 的导路滑块B 的位置为：132cos cos B A C x x s x l θθ=+=+132sin sin B A C y y s x l θθ=+=+消去s,得：0212arcsinA l θθ=+式中：011()sin ()cos C A C A A x x y y θθ=---构件3的角速度i ω和滑块B 沿导路的移动速度D υ：.211213(Q sin Q cos )/Q ωϕθθ==-+ 1322323(Q cos Q sin )/Q D s l l υθθ⋅==-+式中：..11111211321212Q sin ;Q cos ;Q sin sin cos sin l l l θθθθθθθθ=-==+构件3的角加速度和滑块B 沿导路移动的加速度：..241513(Q sin Q cos )/Q αθθθ==-+..4325323(Q cos Q sin )/Q B s l l υθθ==-+式中：122......21142211111Q cos sin cos 2sin l l l s θθθθθθθθ=---- 122......21152211111Q sin cos sin 2cos l l l s θθθθθθθθ=+-+（2）构件3,4,5的分析构件3,4,5,由1个Ⅰ级基本杆组和一个RRP Ⅱ级杆组组成，与构件1,2,3结构相同，只运动分析过程与其相反。

机械原理大作业1连杆机构27题8页word

大作业1 连杆机构运动分析1、运动分析题目如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为280mm AB =,350mm BC =,320mm CD =,160mm AD =，175mm BE = 220mm EF =，25mm G x =，80mm G y =，构件1的角速度为110rad/s ω=，试求构件2上点F 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。

2、建立坐标系建立以点A 为原点的固定平面直角坐标系图 13、对机构进行结构分析该机构由I 级杆组RR （原动件1）、II 级杆组RRR （杆2、杆3）和II 级杆组RPR （滑块4及杆5）组成。

I 级杆组RR ，如图2所示；II 级杆组RRR ，如图3所示；II 级杆组RPR ，如图4所示。

图 2 图 3 图 44、各基本杆组运动分析的数学模型（1）同一构件上点的运动分析：图 5如图5所示的构件AB,,已知杆AB 的角速度=10/rad s ω，AB 杆长i l =280mm,可求得B 点的位置B x 、B y ，速度xB v 、yB v ，加速度xB a 、yB a 。

（2）RRRII 级杆组的运动分析：图 6如图6所示是由三个回转副和两个构件组成的II 级组。

已知两杆的杆长2l 、3l 和两个外运动副B 、D 的位置（B x 、B y 、D x 、D y ）、速度（xB yB xD yD v v v v 、、、）和加速度（xB yB xD yD a a a a 、、、）。

求内运动副C 的位置（C C x 、y ）、速度（xC yC v 、v ）、加速度（xC yC a 、a ）以及两杆的角位置（23ϕϕ、）、角速度（23ϕϕ、）和角加速度（23ϕϕ、）。

1）位置方程为求解上式，应先求出2ϕ或3ϕ，将上式移相后分别平方相加，消去3ϕ得式中：02=2(x -x )B D A l 02=2(-)B D B l y y 222023=+-BD C l l l其中，BD l 。

哈工大机械设计基础大作业一

大作业计算说明书题目：平面连杆机构设计学院：英才学院班号：1236405班学号：**********姓名：***日期：2014年9月27日哈尔滨工业大学大作业任务书题目：平面连杆机构设计设计原始数据及要求：l为70mm，摆角ψ为35°，摇杆行程速比系设计一曲柄摇杆机构。

已知摇杆长度3∠，值数K为1.2，摇杆CD靠近曲柄回转中心A一侧的极限位置与机架间的夹角为CDA为50°，试用图解法设计其余三杆的长度，并检验（测量或计算）机构的最小传动角γ。

目录1.设计原始数据及要求 (1)2.设计过程 (1)2.1计算极位夹角θ2.2绘制机架位置线及摇杆的两个极限位置2.3确定曲柄回转中心2.4确定各赶长度2.5验算最小传动角γ3.参考文献 (2)1. 设计原始数据及要求设计一曲柄摇杆机构。

已知摇杆长度3l 为70mm ，摆角ψ 为35°，摇杆行程速比系数K 为1.2，摇杆CD 靠近曲柄回转中心A 一侧的极限位置与机架间的夹角为CDA ∠ ，值为50°，试用图解法[1]设计其余三杆的长度，并检验（测量或计算）机构的最小传动角γ 。

2.设计过程2.1计算极位夹角θ 1 1.2118018016.361 1.21K K θ--=︒=︒⨯=︒++ 式中，θ ——极位夹角；K ——摇杆行程速比系数。

2.2绘制机架位置线及摇杆的两个极限位置平面上任取一点D ，作一水平线AD 作为机架位置线，由∠CDA=50°和50ψ=︒ 确定CD 杆的两个极限位置。

并作CD=70mm 。

如图1所示：2.3确定曲柄回转中心曲柄的回转中心必在A ，C1,C2所在的圆上，只要确定该圆即可作出A 的位置。

由16.36θ=︒ 得出12C C 所对圆心角为∠C 1OC 2=32.72°，则∠OC 1C2=∠OC 2C 1=73.64°，作出该两角，即可确定圆心O 的位置。

作出圆O ，与机架位置线的左侧交点即为A 。

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 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4933.568012 216 1.712165661 8.831158781 4851.373588 217 1.727623451 8.882112888 4768.504855 218 1.743169909 8.932767829 4685.025357 219 1.758804528 8.983140227 4600.995675 220 1.77452683 9.033247978 4516.473375 221 1.790336369 9.083110231 4431.512952 222 1.806232735 9.132747374 4346.165793 223 1.822215553 9.182181025 4260.480158 224 1.838284488 9.231434017 4174.501155 225 1.854439246 9.280530396 4088.270741 226 1.870679574 9.329495413 4001.827724 227 1.887005267 9.378355524 3915.207766 228 1.903416166 9.427138389 3828.443409 229 1.91991216 9.475872882 3741.56409 230 1.936493191 9.524589094 3654.596168 231 1.953159255 9.573318347 3567.56296 232 1.969910403 9.622093209 3480.484768 233 1.986746743 9.670947517 3393.378917 234 2.003668445 9.719916394 3306.259795 235 2.02067574 9.769036285 3219.138886 236 2.037768924 9.818344983 3132.024812 237 2.054948362 9.867881672 3044.923365 238 2.072214486 9.917686961 2957.837547239 2.089567801 9.967802939 2870.767604 240 2.107008888 10.01827322 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。

哈工大机械考研必备焦映厚机械原理连杆机构分析与设计备课

二、杆组法
自学，参见教材。
三、运动副的摩擦及计及摩擦时机构的力分析
1. 移动副的摩擦与自锁
FR 21
FN 21
φ φ
FR 21
FN 21
φ φ
1 Ft 2
1
Ft
F f 21
β
2
F f 21
β
FN
F
FN
F
结论：(1) 当驱动力作用在摩擦锥之外时 ,滑块不能被推动的原因是驱动力不够大，而不是自锁。
e
1
2
A 4
C 3

4
D

(2) 选不同构件作机架
• 变化铰链四杆机构的机架 • 变化单移动副机构的机架 • 变化双移动副机构的机架
图3-25 图3-16 图3-22
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
B 1 A
2
3 C 1 B 4
4
2
(a) 转动导杆机构
C B 1 2 3 C A 3
3. 速度瞬心在平面机构速度分析中的应用
铰链四杆机构
曲柄滑块机构
凸轮机构
三、用解析法对平面连杆机构作速度和加速度分析
1. 基本方法 • 建立数学模型 • 视为质点系
• 杆组法
2. 杆组法 (1) 同一构件上点的运动分析
输入参数：
A li j j j
j j 输入参数： i i i
yB x B yB yK xK yK
xD yD xD yD
S
x y D D xC yC xC yC C C S S x y
例1 如图所示的铰链四杆机构中，已知各杆长 lAB=100mm，lBC=300mm，lCD=250mm， lAD=200mm,曲柄AB的转速0 r/min。求在一个运动循环中构件BC和CD的角位移、角速度和角加速度。

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Harbin Institute of Technology
机械原理大作业一
课程名称：机械原理
设计题目：连杆机构运动分析
院系：机电工程学院
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
设计时间：
1.运动分析题目
(11)在图所示的六杆机构中，已知：

AB
l
=150mm, ACl=550mm, BDl=80mm, DEl=500mm,曲柄以等角速度1w=10rad/s沿逆时针方向

回转，求构件3的角速度、角加速度和构件5的位移、速度、加速度。
2.机构的结构分析
建立以点A为原点的固定平面直角坐标系A-x, y,如下图：
机构结构分析
该机构由Ⅰ级杆组RR（原动件1）、Ⅱ级杆组RPR（杆2及滑块3）和Ⅱ级杆组RRP
（杆4及滑块5）组成。

3.建立组成机构的各基本杆组的运动分析数学模型
原动件1（Ⅰ级杆组RR）

由图所示，原动件杆1的转角a=0-360°，角速度1w=10rad/s，角加速度1a=0,运动
副A的位置坐标Ax=Ay=0,速度
(A，
A)，
加速度

（A
，
A），
原动件1的长度ABl=150mm。
求出运动副B的位置坐标（Bx, By）、速度

（B
，B）
和加速度

（B
，

B）。
杆2、滑块3杆组（RPRⅡ级杆组）
已出运动副B的位置（Bx, By）、速度

（B
，B）
和加速度
（B
，

B），
已知运动副C的位置坐标Cx=0, Cy=550mm,速度，加速度，杆长ACl=550mm。
求出构件2的转角b,角速度2w和角加速度2a.
构件二上点D的运动
已知运动副B的位置（Bx, By）、速度
（B
，

B）、
加速度
（B
，

B），
已经求出构件2的转角b，角速度2w和角加速度2a，杆BD的长度BDl=80mm。
根据Ⅰ级杆组RR的运动分析数学模型求出点D的位置坐标（Dx,Dy）、速度
（D
，D）
和加速度
（D
，

D）。
构件4、5杆组（RRPⅡ级杆组）
已求出运动副D的位置坐标（Dx,Dy）、速度
（D
，D）
和加速度
（D
，

D），
已知滑块5导路参考点K的位置坐标Kx=0, Ky=0,参考点K的位置角c=0,速度
,加
速度

。
求出滑块5的位置s（Ex,Ey）、速度v
（E
，E）
和加速度
a(E
，E)
曲线。
4.用C语言编程
#include <>
#include <>
#define PI
main()
{
double lAB=,lAC=,lBD=,lDE=,w1=10;/*各杆长度、位置尺寸以及原动件角速度*/
double a,b,c,d,e,f;/*机架间角度*/
double lBC,lAD,lAE;/*任意瞬时BC、AD、AE间距离*/
double w2,w3,w4;/*杆1、滑块3、杆4角速度*/
double a2,a3,aB,aE;/*杆2、滑块3角加速度以及B、E点加速度*/
double xE,yE=0,rE,vB,vDB,vCr,vE;/*E点位置以及B、C、D、E点速度*/
printf("滑块E和滑块C的运动数据：\n");
for (f=0;f<=(2*PI+PI/9);f=f+(PI/9))/*角度a以20度间隔变化一周*/
{
vB=w1*lAB;/*B点速度*/
lBC=pow(lAB*lAB+lAC*lAC-2*lAB*lAC*sin(f),;/*任意瞬时B、C两点间距离*/
a=acos((lAC*lAC+lBC*lBC-lAB*lAB)/(2*lAC*lBC));/*杆2与竖直方向的夹角*/
lAD=pow(lAB*lAB+lBD*lBD+2*lAB*lBD*cos(a+f-(PI)/6),;/*任意瞬时A、D两点间距离
*/
b=acos((lAB*lAB+lAD*lAD-lBD*lBD)/(2*lAB*lAD));/*任意瞬时角度b的值*/
lAE=lAD*cos(f-b)+pow(lDE*lDE-lAD*lAD*sin(f-b)*sin(f-b),;/*任意瞬时A、E两点间
距离*/
c=acos((lAE*lAE+lDE*lDE-lAD*lAD)/(2*lAE*lDE));/*任意瞬时角度c的值*/
d=acos((lAD*lAD+lDE*lDE-lAE*lAE)/(2*lAD*lDE));/*任意瞬时角度d的值*/
e=acos((lBD*lBD+lAD*lAD-lAB*lAB)/(2*lAD*lBD));/*任意瞬时角度e的值*/
xE=lAB*cos(f)+lDE*cos(c)+lBD*cos(PI/6-a);/*点E在X轴上的分量*/
rE=pow((xE*xE+yE*yE),;/*任意时刻点E距A点的距离*/
vCr=-vB*cos(a+f);/*任意瞬时滑块C相对于杆2的速度*/
w2=-vB*sin(a+f)/lBC;/*任意瞬时杆2的角速度*/
w3=w2;/*任意瞬时滑块3的角速度*/
vDB=w2*lBD;/*任意瞬时点D相对于点B的速度*/
vE=-(vDB*sin(e+d)+vB*sin(f)*cos(c)+vB*cos(f)*sin(c))/(cos(c));/*任意瞬时E点
的速度*/
w4=(vDB*cos(d+c+e)-vB*cos(f))/(lDE*cos(c));/*任意瞬时杆4的角速度*/
aB=w1*w1*lAB;/*任意瞬时B点的加速度*/
a2=(-aB*cos(a+f)-2*w2*vCr)/lBC;/*任意瞬时杆2的角加速度*/
a3=a2;/*任意瞬时杆2的角加速度*/
aE=(-w4*w4*lDE-a2*lBD*sin(d+e)+w2*w2*lBD*cos(d+e)+aB*sin(f)*sin(c)-aB*cos(f)
*cos(c))/cos(c);/*任意瞬时点E的加速度*/
printf("%lf\t%lf\t%lf\t%lf\t%lf\t%lf\n",f,rE,vE,aE,w3,a3);
}
}

5.绘制运动轨迹、运动线图，并作相应分析。
滑块3的运动线图
A.角速度3w (2w) 随角度a的变化

B.加速度3a (2a)随角度a的变化
滑块5的运动轨迹
滑块5的运动线图

A．位移Er随角度a的变化

B．速度Ev随角度a的变化
C．加速度Ea随角度a的变化
滑块E的运动数据：
滑块C的运动数据：