转动导杆机构的运动分析

% 转动导杆机构运动分析
% 已知条件
n=200;omega_1=pi*n/30; % 主动件导杆转速和角速度(rad/s)
lambda=0.5; % 机构尺度系数
alpha_p=45; % 机构许用压力角
du=180/pi;hd=pi/180; % 角度与弧度转换系数
disp ' ******** 已知条件********'
fprintf (' 导杆转速n = %3.4f r/min \n',n)
fprintf (' 导杆角速度omega_1 = %3.4f rad/s \n',omega_1)
fprintf (' 机构尺度系数lambda = %3.4f \n',lambda)
fprintf ('机构许用压力角alpha_p = %3.4f °\n',alpha_p)
% 1-计算机构运动参数
for phi_1=1:360
phi_3(phi_1)=phi_1-asin(lambda*sin(phi_1*hd))*du; % 从动件曲柄角位移
omega_3_z=lambda*cos(phi_1*hd);
omega_3_m=sqrt(1-lambda^2*sin(phi_1*hd)^2);
omega_3(phi_1)=omega_1*(1-omega_3_z/omega_3_m); % 从动件曲柄角速度i_31(phi_1)=omega_3(phi_1)/omega_1; % 机构传动比
alpha(phi_1)=asin(lambda*sin(phi_1*hd))*du; % 机构压力角
end
disp ' '
disp ' *** 转动导杆机构的运动参数***'
disp ' 导杆转角曲柄角位移曲柄角速度'
disp ' (°) (°) (rad/s) '
for phi_1=10:10:360
ydcs=[phi_1 phi_3(phi_1) omega_3(phi_1)];
disp(ydcs)
end
% 2-绘制机构的运动线图
figure(1);
subplot(2,1,1) % 曲柄角位移线图
phi_1=1:360;plot(phi_1,phi_3);
xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)')
ylabel ('\it \phi_3 / \rm(°)')
title('从动件曲柄角位移线图');
subplot(2,1,2) % 曲柄角速度线图
phi_1=1:360;plot(phi_1,omega_3);
xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)')
ylabel ('\it \omega_3 / \rm(rad/s)')
title('从动件曲柄角速度线图');
% 3-绘制机构的压力角线图
figure(2);
phi_1=1:360;plot(phi_1,alpha);
xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)');
ylabel ('\it \alpha / \rm(°)');
line([0,360],[alpha_p,alpha_p]);
text(365,45,'\alpha_{max}=45°');
line([0,360],[0,0]); % 横坐标
line([0,360],[-alpha_p,-alpha_p]);
text(365,-45,'\alpha_{min}=-45°');
title('机构压力角线图');
text(230,30,'可行域');
% 4-绘制机构的传动比线图和传动比与尺度系数关系线图
figure(3);
subplot(1,2,1) % 机构传动比线图
phi_1=1:360;plot(phi_1,i_31);
xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)')
ylabel ('\it i_{31}')
title('机构传动比线图(尺度系数是定值)');
subplot(1,2,2) % 机构传动比与尺度系数关系线图line([0,sin(alpha_p*hd)],[1,1+sin(alpha_p*hd)]);
line([0,sin(alpha_p*hd)],[1,1-sin(alpha_p*hd)]);
line([sin(alpha_p*hd),sin(alpha_p*hd)],[1+sin(alpha_p*hd),1-sin(alpha_p*hd)]); xlabel ('尺度系数\it \lambda = e / l_3 ')
ylabel ('\it i_{31}')
title('传动比与尺度系数关系线图');
text(0.25,1.4,'\it i_{31max}')
text(0.32,1.0,'可行域')
text(0.25,0.6,'\it i_{31min}')
******** 已知条件********
导杆转速n = 200.0000 r/min
导杆角速度omega_1 = 20.9440 rad/s
机构尺度系数lambda = 0.5000
机构许用压力角alpha_p = 45.0000 °
*** 转动导杆机构的运动参数***
导杆转角曲柄角位移曲柄角速度
(°) (°) (rad/s)
10.0000 5.0191 10.5920
20.0000 10.1534 10.9564
30.0000 15.5225 11.5775
40.0000 21.2528 12.4725
50.0000 27.4790 13.6570
60.0000 34.3411 15.1351
70.0000 41.9757 16.8866
80.0000 50.5013 18.8547
90.0000 60.0000 20.9440
100.0000 70.5013 23.0332 110.0000 81.9757 25.0013 120.0000 94.3411 26.7528 130.0000 107.4790 28.2309 140.0000 121.2528 29.4154 150.0000 135.5225 30.3104 160.0000 150.1534 30.9315 170.0000 165.0191 31.2959 180.0000 180.0000 31.4159 190.0000 194.9809 31.2959 200.0000 209.8466 30.9315 210.0000 224.4775 30.3104 220.0000 238.7472 29.4154 230.0000 252.5210 28.2309 240.0000 265.6589 26.7528 250.0000 278.0243 25.0013 260.0000 289.4987 23.0332 270.0000 300.0000 20.9440 280.0000 309.4987 18.8547 290.0000 318.0243 16.8866 300.0000 325.6589 15.1351 310.0000 332.5210 13.6570 320.0000 338.7472 12.4725 330.0000 344.4775 11.5775 340.0000 349.8466 10.9564 350.0000 354.9809 10.5920 360.0000 360.0000 10.4720。