机械原理大作业1连杆机构27题
哈尔滨工业大学机械原理大作业_连杆26题
1.运动分析题目如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为AB=108mm,EF=320mm,BC=CE=CD=200mm,FG=162mm,AD=258mm,AG=514mm,DG=384mm,β=80º,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。
2.机构的结构分析,组成机构的基本杆组划分3.各基本杆组的运动分析数学模型(1)RR基本杆组:delt=0xB = xA + AB * Cos(f + delt)yB = yA + AB* Sin(f + delt)vxB = vxA - w * AB * Sin(f + delt)vyB = vyA + w * AB* Cos(f + delt)axB = axA - w ^ 2 * AB * Cos(f + delt):ayB = ayA - w ^ 2 * AB* Sin(f + delt)(2)RRR基本杆组Ci = lbc * Cos(fbc)Si = lbc * Sin(fbc)Cj = lcd * Cos(fcd)Sj = lcd * Sin(fcd)G1 = Ci * Sj - Cj * Siwbc = (Cj * (vxD - vxB) + Sj * (vyD - vyB)) / G1wcd = (Ci * (vxD - vxB) + Si * (vyD - vyB)) / G1vxC = vxB - wbc * lbc * Sin(fbc)vyC = vyB + wbc * lbc * Cos(fbc)G2 = axD - axB + wbc ^ 2 * Ci - wcd ^ 2 * CjG3 = ayD - ayB + wbc ^ 2 * Si - wcd ^ 2 * Sjebc = (G2 * Cj + G3 * Sj) / G1ecd = (G2 * Ci + G3 * Si) / G1axC = axB - ebc * lbc * Sin(fbc) - wbc ^ 2 * lbc * Cos(fbc)ayC = ayB + ebc * lbc * Cos(fbc) - wbc ^ 2 * lbc * Sin(fbc)EB = 2 * BC * Cos(febc)xE = xB + EB* Cos(fbc + febc)yE = yB + EB * Sin(fbc + febc)vxE = vxB – wbc * EB* Sin(fbc + febc)vyE = vyB + wbc * EB* Cos(fbc + febc)axE = axB - wbc ^ 2 * EB * Cos(fbc + delt) - ebc * EB * Sin(fbc + febc)ayE = ayB - wbc ^ 2 * leb * Sin(fbc + delt) + ebc * leb * Sin(fbc + febc) Ci = lef * Cos(fef)Si = lef * Sin(fef)Cj = lfg * Cos(ffg)Sj = lfg * Sin(ffg)G1 = Ci * Sj - Cj * Siwef = (Cj * (vxG - vxE) + Sj * (vyG - vyE)) / G1wfg = (Ci * (vxG - vxE) + Si * (vyG - vyE)) / G1vxF = vxE - wef * lef * Sin(fef)vyF = vyE + wef * lef * Cos(fef)G2 = axG - axE + wef ^ 2 * Ci - wfg ^ 2 * CjG3 = ayG - ayE + wef ^ 2 * Si - wfg ^ 2 * Sjeef = (G2 * Cj + G3 * Sj) / G1efg = (G2 * Ci + G3 * Si) / G1axF = axE - eef * lef * Sin(fef) - wef ^ 2 * lef * Cos(fef)ayF = ayE + eef * lef * Cos(fef) - wef ^ 2 * lef * Sin(fef)4.计算编程Dim xA As DoubleDim yA As DoubleDim vxA As DoubleDim vyA As DoubleDim axA As Double 'A '点加速度x轴分量Dim ayA As Double 'A '点加速度y轴分量Dim xB As Double 'B'点'x轴坐标Dim yB As Double 'B点y轴坐标Dim vxB As Double 'B点速度x轴分量Dim vyB As Double 'B点速度y轴分量Dim axB As Double 'B点加速度x轴分量Dim ayB As Double 'B点加速度y轴分量Dim xC As Double 'C点x轴坐标Dim yC As Double C'点y轴坐标Dim vxC As Double 'C点速度x轴分量Dim vyC As Double 'C点速度y轴分量Dim axC As Double 'C点加速度x轴分量Dim ayC As Double 'C点加速度y轴分量Dim xD As Double 'D点x轴坐标Dim yD As Double 'D点y轴坐标Dim vxD As Double 'D点速度x轴分量Dim vyD As Double 'D点速度y轴分量Dim axD As Double 'D点加速度x轴分量Dim ayD As Double 'D点加速度y轴分量Dim xE As Double 'E点x轴坐标Dim yE As Double 'E点y轴坐标Dim vxE As Double 'E点速度x轴分量Dim vyE As Double 'E点速度y轴分量Dim axE As Double 'E点加速度x轴分量Dim ayE As Double 'E点加速度y轴分量Dim xF As Double 'F点x轴坐标Dim yF As Double 'F点y轴坐标Dim vxF As Double 'F点速度x轴分量Dim vyF As Double 'F点速度y轴分量Dim axF As Double 'F点加速度x轴分量Dim ayF As Double 'F点加速度y轴分量Dim xG As Double 'G点x轴坐标Dim yG As Double 'G点y轴坐标Dim vxG As Double 'G点速度x轴分量Dim vyG As Double 'G点速度y轴分量Dim axG As Double 'G点加速度x轴分量Dim ayG As Double 'G点加速度y轴分量Dim delt As Double ' AB杆初始转角Dim lab As Double 'AB杆长Dim lbc As Double 'BC杆长Dim lcd As Double ' CD杆长Dim lce As Double 'CE杆长Dim lef As Double 'EF杆长Dim lfg As Double 'FG杆长Dim leb As Double 'ED杆长Dim f As Double 'AB杆转角Dim fbc As Double 'BC杆转角Dim fcd As Double 'CD杆转角Dim fce As Double 'CE杆转角Dim fef As Double 'EF杆转角Dim ffg As Double 'FG杆转角Dim fge As Double 'ge杆转角Dim w As Double 'AB杆角速度Dim wbc As Double ' BC角速度Dim wcd As Double 'CD角速度Dim wce As Double 'CE角速度Dim wef As Double 'EF角速度Dim wfg As Double 'FG角速度Dim e As Double 'AB杆角加速度Dim ebc As Double ' BC杆角加速度Dim ecd As Double 'CD杆角加速度Dim ece As Double 'CE杆角加速度Dim eef As Double 'EF杆角加速度Dim efg As Double 'FG杆角加速度Dim LBD As Double 'BD距离Dim leg As Double 'EG距离Dim JCBD As Double '角CBDDim jfeg As Double '角FEGDim fBD As Double 'BD转角Dim feg As Double 'EG转角Dim Ci As DoubleDim Cj As DoubleDim Si As DoubleDim Sj As DoubleDim G1 As DoubleDim G2 As DoubleDim G3 As DoubleDim val As DoubleDim pi As DoubleDim pa As DoubleDim febc As Double '角EBCDim i As DoubleDim fj1 As DoublePrivate Sub Command1_Click() '求点E的轨迹Picture1.Scale (-300, 400)-(10, -15)Picture1.Line (-300, 0)-(10, 0) 'XPicture1.Line (0, 400)-(0, -15) 'YFor i = -300 To 0 Step 50 'X轴坐标Picture1.DrawStyle = 2Picture1.Line (i, 400)-(i, 0)Picture1.CurrentX = i - 10: Picture1.CurrentY = 0 Picture1.Print iNext iFor i = 0 To 350 Step 50 'Y轴坐标Picture1.DrawStyle = 2Picture1.Line (0, i)-(-400, i)Picture1.CurrentX = -20: Picture1.CurrentY = i + 7 Picture1.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01f = fj1 * paCall RR1Call RRR1Call RR2Picture1.PSet (xE, yE)Next fj1End SubPrivate Sub Command2_Click() '求构件5的角位移Picture2.Scale (-20, 5)-(380, -0.5)Picture2.Line (-20, 0)-(380, 0) 'XPicture2.Line (0, 3)-(0, -0.5) 'YFor i = 0 To 360 Step 30 'X轴坐标Picture2.DrawStyle = 2Picture2.Line (i, 3)-(i, 0)Picture2.CurrentX = i - 10: Picture2.CurrentY = 0 Picture2.Print iNext iFor i = -0.5 To 3 Step 0.5 'Y轴坐标Picture2.Line (0, i)-(380, i)Picture2.CurrentX = -25: Picture2.CurrentY = i Picture2.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01f = fj1 * paCall RR1Call RRR1Call RR2Call RRR2Picture2.PSet (fj1, ffg)Next fj1End SubPrivate Sub Command3_Click() '求构件5的角速度Picture3.Scale (-20, 10)-(380, -10)Picture3.Line (-20, 0)-(380, 0) 'XPicture3.Line (0, 10)-(0, -10) 'YFor i = 0 To 360 Step 30 'X轴坐标Picture3.DrawStyle = 2Picture3.Line (i, 10)-(i, -10)Picture3.CurrentX = i - 10: Picture3.CurrentY = 0 Picture3.Print iNext iFor i = -8 To 8 Step 2 'Y轴坐标Picture3.Line (0, i)-(380, i)Picture3.CurrentX = -20: Picture3.CurrentY = i Picture3.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01f = fj1 * paCall RR1Call RRR1Call RR2Call RRR2Picture3.PSet (fj1, wfg)Next fj1End SubPrivate Sub Command4_Click() '求构件5的角加速度Picture4.Scale (-20, 300)-(380, -200)Picture4.Line (-20, 0)-(380, 0) 'XPicture4.Line (0, 300)-(0, -200) 'YFor i = 0 To 360 Step 30 'X轴坐标Picture4.DrawStyle = 2Picture4.Line (i, 300)-(i, -200)Picture4.CurrentX = i - 10: Picture4.CurrentY = 0 Picture4.Print iNext iFor i = -200 To 300 Step 50 'Y轴坐标Picture4.Line (0, i)-(380, i)Picture4.CurrentX = -25: Picture4.CurrentY = i + 5 Picture4.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01f = fj1 * paCall RR1Call RRR1Call RR2Call RRR2Picture4.PSet (fj1, efgNext fj1End SubPrivate Sub Form_Load() '赋初值lab = 108lce = 200lbc = 200lcd = 200lef = 320lfg = 162w = 10e = 0delt = 0xA = 0yA = 0vyA = 0axA = 0ayA = 0xD = -178.311284yD = 186.464704vxD = 0vyD = 0axD = 0ayD = 0xG = -514yG = 0vxG = 0vyG = 0axG = 0ayG = 0pi = 3.1415926pa = pi / 180febc = pa * 50End SubPrivate Sub RR1() 'RR基本杆组xB = xA + lab * Cos(f + delt)yB = yA + lab * Sin(f + delt)vxB = vxA - w * lab * Sin(f + delt)vyB = vyA + w * lab * Cos(f + delt)axB = axA - w ^ 2 * lab * Cos(f + delt) - e * lab * Sin(f + delt)ayB = ayA - w ^ 2 * lab * Sin(f + delt) + e * lab * Sin(f + delt)End SubPrivate Sub RR2() 'RR基本杆组leb = 2 * lbc * Cos(febc)xE = xB + leb * Cos(fbc + febc)yE = yB + leb * Sin(fbc + febc)vxE = vxB - wbc * leb * Sin(fbc + febc)vyE = vyB + wbc * leb * Cos(fbc + febc)axE = axB - wbc ^ 2 * leb * Cos(fbc + delt) - ebc * leb * Sin(fbc + febc) ayE = ayB - wbc ^ 2 * leb * Sin(fbc + delt) + ebc * leb * Sin(fbc + febc) End SubPrivate Sub RRR1() 'RRR基本杆组LBD = Sqr((xD - xB) ^ 2 + (yD - yB) ^ 2)If LBD > lbc + lcd And LBD < Abs(lbc - lcd) ThenIf MsgBox("RRR杆组杆长不符合要求", vbOKOnly, "提示") = 1 Then EndEnd IfElseEnd IfIf LBD < lbc + lcd And LBD > Abs(lbc - lcd) Then val = (lbc ^ 2 + LBD ^ 2 - lcd ^ 2) / (2 * lbc * LBD) JCBD = Atn(-val / Sqr(-val * val + 1)) + 2 * Atn(1) ElseEnd IfIf LBD = lbc + lcd ThenJCBD = 0ElseEnd IfIf LBD = Abs(lbc - lcd) ThenIf lbc > lcd ThenJCBD = 0ElseEnd IfIf lbc < lcd ThenJCBD = piElseEnd IfElseEnd IfIf xD > xB And yD >= yB Then '第一象限fBD = Atn((yD - yB) / (xD - xB))ElseEnd IfIf xD = xB And yD > yB ThenfBD = pi / 2ElseEnd IfIf xD < xB And yD >= yB Then '第二象限fBD = pi + Atn((yD - yB) / (xD - xB))ElseEnd IfIf xD < xB And yD < yB Then '第三象限fBD = pi + Atn((yD - yB) / (xD - xB))ElseEnd IfIf xD = xB And yD < yB ThenfBD = 3 * pi / 2ElseEnd IfIf xD > xB And yD <= yB Then '第四象限fBD = 2 * pi + Atn((yD - yB) / (xD - xB))ElseEnd Iffbc = fBD - JCBDxC = xB + lbc * Cos(fbc)yC = yB + lbc * Sin(fbc)If xC > xD And yC >= yD Then '第一象限fcd = Atn((yC - yD) / (xC - xD))ElseEnd IfIf xC = xD And yC >= yD Thenfcd = pi / 2ElseEnd IfIf xC < xD And yC >= yD Then '第二象限fcd = pi + Atn((yC - yD) / (xC - xD))ElseEnd IfIf xC < xD And yC < yD Then '第三象限fcd = pi + Atn((yC - yD) / (xC - xD))ElseEnd IfIf xC = xD And yC < yD Thenfcd = 3 * pi / 2ElseEnd IfIf xC > xD And yC <= yD Then '第四象限fcd = 2 * pi + Atn((yC - yD) / (xC - xD))ElseEnd IfCi = lbc * Cos(fbc)Si = lbc * Sin(fbc)Cj = lcd * Cos(fcd)Sj = lcd * Sin(fcd)G1 = Ci * Sj - Cj * Siwbc = (Cj * (vxD - vxB) + Sj * (vyD - vyB)) / G1 wcd = (Ci * (vxD - vxB) + Si * (vyD - vyB)) / G1 vxC = vxB - wbc * lbc * Sin(fbc)vyC = vyB + wbc * lbc * Cos(fbc)G2 = axD - axB + wbc ^ 2 * Ci - wcd ^ 2 * CjG3 = ayD - ayB + wbc ^ 2 * Si - wcd ^ 2 * Sj ebc = (G2 * Cj + G3 * Sj) / G1ecd = (G2 * Ci + G3 * Si) / G1axC = axB - ebc * lbc * Sin(fbc) - wbc ^ 2 * lbc * Cos(fbc)ayC = ayB + ebc * lbc * Cos(fbc) - wbc ^ 2 * lbc * Sin(fbc)End SubPrivate Sub RRR2() 'RRR基本杆组leg = Sqr((xG - xE) ^ 2 + (yG - yE) ^ 2)If leg > lef + lfg And leg < Abs(lef - lfg) ThenIf MsgBox("RRR杆组杆长不符合要求", vbOKOnly, "提示") = 1 Then EndElseEnd IfElseEnd IfIf leg < lef + lfg And leg > Abs(lef - lfg) Thenval = (lef ^ 2 + leg ^ 2 - lfg ^ 2) / (2 * lef * leg)jfeg = Atn(-val / Sqr(-val * val + 1)) + 2 * Atn(1)ElseEnd IfIf leg = lef + lfg Thenjfeg = 0ElseEnd IfIf leg = Abs(lef - lfg) ThenIf lef > lfg Thenjfeg = 0ElseEnd IfIf lef < lfg Thenjfeg = piElseEnd IfElseEnd IfIf xG > xE And yG >= yE Then '第一象限feg = Atn((yG - yE) / (xG - xE))ElseEnd IfIf xG = xE And yG > yE Thenfeg = pi / 2ElseEnd IfIf xG < xE And yG >= yE Then '第二象限feg = pi + Atn((yG - yE) / (xG - xE))ElseEnd IfIf xG < xE And yG < yE Then '第三象限feg = pi + Atn((yG - yE) / (xG - xE)) ElseEnd IfIf xG = xE And yG < yE Thenfeg = 3 * pi / 2ElseEnd IfIf xG > xE And yG <= yE Then '第四象限feg = 2 * pi + Atn((yG - yE) / (xG - xE)) ElseEnd Iffef = feg - jfegxF = xE + lef * Cos(fef)yF = yE + lef * Sin(fef)If xF > xG And yF >= yG Then '第一象限ffg = Atn((yF - yG) / (xF - xG))ElseEnd IfIf xF = xG And yF >= yG Thenffg = pi / 2ElseEnd IfIf xF < xG And yF >= yG Then '第二象限ffg = pi + Atn((yF - yG) / (xF - xG)) ElseEnd IfIf xF < xG And yF < yG Then '第三象限ffg = pi + Atn((yF - yG) / (xF - xG)) ElseEnd IfIf xF = xG And yF < yG Thenffg = 3 * pi / 2ElseEnd IfIf xF > xG And yF <= yG Then '第四象限ffg = 2 * pi + Atn((yF - yG) / (xF - xG)) ElseEnd IfCi = lef * Cos(fef)Si = lef * Sin(fef)Cj = lfg * Cos(ffg)Sj = lfg * Sin(ffg)G1 = Ci * Sj - Cj * Siwef = (Cj * (vxG - vxE) + Sj * (vyG - vyE)) / G1wfg = (Ci * (vxG - vxE) + Si * (vyG - vyE)) / G1vxF = vxE - wef * lef * Sin(fef)vyF = vyE + wef * lef * Cos(fef)G2 = axG - axE + wef ^ 2 * Ci - wfg ^ 2 * CjG3 = ayG - ayE + wef ^ 2 * Si - wfg ^ 2 * Sjeef = (G2 * Cj + G3 * Sj) / G1efg = (G2 * Ci + G3 * Si) / G1axF = axE - eef * lef * Sin(fef) - wef ^ 2 * lef * Cos(fef)ayF = ayE + eef * lef * Cos(fef) - wef ^ 2 * lef * Sin(fef)End Sub5.结果及分析图1 E点的运动轨迹(1)由图1所示,E点的运动轨迹呈稍倾斜“8字形”。
机械原理大作业1(连杆机构)27题
3)已知F点和G点的运动参数可求出杆5的角位移、角速度、角加速度。
6、
1)F点的运动参数
图8点F的运动轨迹
图9点F的x坐标和y坐标随杆AB角位移的变化
图10点F的速度在x和y方向的分量随杆AB的角位移的变化
xc=ones(1,3601);%给点Cx坐标赋初值
yc=ones(1,3601);%给点Cy坐标赋初值
ci=ones(1,3601);%给中间变量赋初值
cj=ones(1,3601);%给中间变量赋初值
wi=ones(1,3601);%给杆BC的角速度赋初值
wj=ones(1,3601);%给杆CD的角速度赋初值
axb=-w*w*xb;%点B的加速度在x方向的分量
ayb=-w*w*yb;%点B的加速度在y方向的分量
xd=0;%点D的x坐标
yd=160;%点D的y坐标
vxd=0;%点D的速度在x方向的分量
vyd=0;%点D的速度在y方向的分量
axd=0;%点D的加速度在x方向的分量
ayd=0;%点D的加速度在y方向的分量
1)位置方程
为求解上式,应先求出 或 ,将上式移相后分别平方相加,消去 得
式中:
其中, 。
为保证机构的装配,必须同时满足
和
解三角方程式 可求得
上式中,“+”表示B、C、D三个运动副为顺时针排列;“—”表示B、C、D为逆时针排列。
将 代入 中可求得 ,而后即可求得
2)速度方程
将式 对时间求导可得两杆的角速度 为
elseif lbd(1,m)==(li+lj)
《机械原理》作业一
《机械原理》作业一1.[单选题]从平衡条件可知,动平衡转子___静平衡的。
A.一定是B.不一定是C.一定不是正确答案:——A——2.[单选题]已知一渐开线标准斜齿圆柱齿轮与斜齿条传动,法面模数mn=8mm,法面压力角an=20°,斜齿轮的齿数Z=20,分度圆上的螺旋角β=20°,则斜齿轮上的节圆直径等于___mm。
A.170.27B.169.27C.171.27D.172.27正确答案:——A——3.[单选题]在两轴的交错角∑=90°的蜗杆蜗轮传动中,蜗杆与蜗轮的螺旋线旋向必须___。
A.相反B.相异C.相同D.相对正确答案:——C——4.[单选题]一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合,它们的___必须相等A.直径B.宽度C.齿数D.模数正确答案:————5.[单选题]渐开线上某点的压力角是指该点所受压力的方向与该点___方向线之间所夹的锐角。
A.绝对速度B.相对速度C.滑动速度D.牵连速度正确答案:————6.[单选题]曲柄摇杆机构,____为主动件是存在死点的条件。
A.曲柄B.摇杆C.连杆正确答案:————7.[单选题]曲柄滑块机构通过___可演化成偏心轮机构。
A.改变构件相对尺寸B.改变运动副尺C.改变构件形状正确答案:————8.[单选题]渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时,其啮合角恒等于齿轮___上的压力角B.齿顶圆C.分度圆D.齿根圆正确答案:————9.[单选题]机构具有确定运动的条件是___。
A.机构的自由度大于零B.机构的自由度大于零且自由度数等于原动件数C.机构的自由度大于零且自由度数大于原动件数D.前面的答案都不对正确答案:————10.[单选题]齿轮传动中___,重合度越大。
A.模数越大B.齿数越多C.中心距越小正确答案:————11.[多选题]当采用滚子从动件时,如发现凸轮实际廓线造成从动件运动规律失真,则应采取( )措施加以避免。
A.增大基圆半径B.正确的偏置从动件C.减小滚子半径D.减小基圆半径正确答案:————12.[多选题]凸轮机构的组成包括()A.凸轮B.从动件C.机架D.凸轮轴正确答案:————13.[多选题]机构中的运动副的元素包括( )。
机械原理习题及答案(1-1至4-3)
363'9' '
N1 N 2 2r sin 2tg 2tg 20 0.72794 O1 N1 r cos
n 5, pL 7, F 3 5 2 7 1.
1-4 试绘出偏心回转油泵机构简图,并计算其自由度。
1-2 计算图示平面机构的自由度,并拆杆组, 确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。 机构中的原动件用箭头表示。
1-2a
解: 依次拆下2-3,5-6,4-7,9-8,四个II级组, 故为II级机构。 A为复合铰链。
作出摇杆的一个极限 位置CD,联AC并的它为基 准作出 角,得另一极限 位置 C ' D 及 C ' ' D ,则 AC ' 或 AC ' ' 为摇杆的另 一 极限位置。 答: l AB 50m m lBC 120m m
AC lBC l AB 85 0.002m 70mm AC' l AB lBC 85 0.002m 170mm
另一解:
l AB 21.5m m
0.002m / m m
lBC 48.5m m
l 0.002m / m m
2-7
图示铰链四杆机构中,已 lDE 10mm,原 l AD 60mm, 知 l AB 30mm , 动构件和从动构件之间对应的转角关系如图示。 试用图解法设计此机构(即在DE构件上求出铰链C 的位置)。 m
AB
3.平面连杆机构及其设计
3-1 在图示铰链四杆机构中,已知: l BC 50mm , lCD 35mm , l AD 30mm,AD为机架。 1.若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求的最大值; 2.若此机构为双曲柄机构,求 l AB 的最小值; 3.若此机构为双摇杆机构,求 l AB 的数值范围。
《机械原理》试题及答案
《机械原理》试题及答案试题 13、转动副的自锁条件是驱动力臂≤摩擦圆半径。
一、选择题(每空 2 分,共 10 分)4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点:啮合性能好,重合度大,结构紧凑。
1、平面机构中,从动件的运动规律取决于D。
A 、从动件的尺寸B 、机构组成情况C 、原动件运动规律D 、原动件运动规律和机构的组成情况2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ,60mm ,80mm ,100mm ,当以 30mm 5、在周转轮系中,根据其自由度的数目进行分类:若其自由度为 2,则称为差动轮系,若其自由度为 1,则称其为行星轮系。
6、装有行星轮的构件称为行星架(转臂或系杆)。
7、棘轮机构的典型结构中的组成有:摇杆、棘爪、棘轮等。
三、简答题(15 分)1、什么是构件?的杆为机架时,则该机构为A 机构。
答:构件:机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件;从运动角度讲是不可再分的A 、双摇杆B 、双曲柄C 、曲柄摇杆单位体。
2、何谓四杆机构的“死点”?答:当机构运转时,若出现连杆与从动件共线时,此时γ=0,主动件通过连杆作用于从 D 、不能构成四杆机构动件上的力将通过其回转中心,从而使驱动从动件的有效分力为零,从动件就不能运动,3、凸轮机构中,当推杆运动规律采用C时,既无柔性冲击也无刚性冲击。
A 、一次多项式运动规律B 、二次多项式运动规律C 、正弦加速运动规律D 、余弦加速运动规律4、平面机构的平衡问题中,对“动不平衡”描述正确的是B 。
A 、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡B 、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来机构的这种传动角为零的位置称为死点。
3、用范成法制造渐开线齿轮时,出现根切的根本原因是什么?避免根切的方法有哪些?答:出现根切现象的原因:刀具的顶线(不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m )超过了被切齿轮的啮合极限点 N 1,则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。
机械设计基础平面连杆机构习题及解答-13页word资料
平面连杆机构习题及解答一、复习思考题1、什么是连杆机构?连杆机构有什么优缺点?2、什么是曲柄?什么是摇杆?铰链四杆机构曲柄存在条件是什么?3、铰链四杆机构有哪几种基本形式?4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角?压力角的大小对连杆机构的工作有何影响?5、什么叫行程速比系数?如何判断机构有否急回运动?6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同?7、双曲柄机构是怎样形成的?8、双摇杆机构是怎样形成的?9、述说曲柄滑块机构的演化与由来。
10、导杆机构是怎样演化来的?11、曲柄滑块机构中,滑块的移动距离根据什么计算?12、写出曲柄摇杆机构中,摇杆急回特性系数的计算式?13、曲柄摇杆机构中,摇杆为什么会产生急回运动?14、已知急回特性系数,如何求得曲柄的极位夹角?15、平面连杆机构中,哪些机构在什么情况下才能出现急回运动?16、平面连杆机构中,哪些机构在什么情况下出现“死点”位置?17、曲柄摇杆机构有什么运动特点?18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。
19、在什么情况下曲柄滑块机构才会有急回运动?20、曲柄滑块机构都有什么特点?21、试述摆动导杆机构的运动特点?22、试述转动导杆机构的运动特点。
23、曲柄滑块机构与导杆机构,在构成上有何异同?二、填空题1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。
2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。
3、当平面四杆机构中的运动副都是副时,就称之为铰链四杆机构;它是其他多杆机构的。
4、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。
5、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作的叫摇杆。
6、平面四杆机构的两个连架杆,可以有一个是,另一个是,也可以两个都是或都是。
7、平面四杆机构有三种基本形式,即机构,机构和机构。
8、组成曲柄摇杆机构的条件是:最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和;最短杆的相邻构件为,则最短杆为。
9、在曲柄摇杆机构中,如果将杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作____ 运动,即得到双曲柄机构。
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。
机械设计基础平面连杆机构习题及解答资料
平面连杆机构习题及解答一、复习思考题1、什么是连杆机构?连杆机构有什么优缺点?2、什么是曲柄?什么是摇杆?铰链四杆机构曲柄存在条件是什么?3、铰链四杆机构有哪几种基本形式?4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角?压力角的大小对连杆机构的工作有何影响?5、什么叫行程速比系数?如何判断机构有否急回运动?6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同?7、双曲柄机构是怎样形成的?8、双摇杆机构是怎样形成的?9、述说曲柄滑块机构的演化与由来。
10、导杆机构是怎样演化来的?11、曲柄滑块机构中,滑块的移动距离根据什么计算?12、写出曲柄摇杆机构中,摇杆急回特性系数的计算式?13、曲柄摇杆机构中,摇杆为什么会产生急回运动?14、已知急回特性系数,如何求得曲柄的极位夹角?15、平面连杆机构中,哪些机构在什么情况下才能出现急回运动?16、平面连杆机构中,哪些机构在什么情况下出现“死点”位置?17、曲柄摇杆机构有什么运动特点?18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。
19、在什么情况下曲柄滑块机构才会有急回运动?20、曲柄滑块机构都有什么特点?21、试述摆动导杆机构的运动特点?22、试述转动导杆机构的运动特点。
23、曲柄滑块机构与导杆机构,在构成上有何异同?二、填空题1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。
2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。
3、当平面四杆机构中的运动副都是副时,就称之为铰链四杆机构;它是其他多杆机构的。
4、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。
5、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作的叫摇杆。
6、平面四杆机构的两个连架杆,可以有一个是,另一个是,也可以两个都是或都是。
7、平面四杆机构有三种基本形式,即机构,机构和机构。
8、组成曲柄摇杆机构的条件是:最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和;最短杆的相邻构件为,则最短杆为。
9、在曲柄摇杆机构中,如果将杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作____ 运动,即得到双曲柄机构。
机械原理题库第一章、机构结构分析
00002、具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。
00003、机器是由、、所组成的。
00004、机器和机构的主要区别在于。
00005、从机构结构观点来看,任何机构是由三部分组成。
00006、运动副元素是指。
00007、构件的自由度是指;机构的自由度是指。
00008、两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为副,它产生个约束,而保留了个自由度。
00009、机构中的运动副是指。
00010、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。
00011、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束,而引入一个低副将引入_____个约束,构件数、约束数与机构自由度的关系是。
00012、平面运动副的最大约束数为,最小约束数为。
00013、当两构件构成运动副后,仍需保证能产生一定的相对运动,故在平面机构中,每个运动副引入的约束至多为,至少为。
00014、00015、计算机机构自由度的目的是__________________________________________________________。
00016、在平面机构中,具有两个约束的运动副是副,具有一个约束的运动副是副。
00017、计算平面机构自由度的公式为F ,应用此公式时应注意判断:(A)铰链,(B) 自由度,(C) 约束。
00018、机构中的复合铰链是指;局部自由度是指;虚约束是指。
00019、划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑,机构的级别按杆组中的级别确定。
00020、机构运动简图是的简单图形。
00021、在图示平面运动链中,若构件1为机架,构件5为原动件,则成为级机构;若以构件2为机架,3为原动件,则成为级机构;若以构件4为机架,5为原动件,则成为级机构。
00022、机器中独立运动的单元体,称为零件。
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( )00023、具有局部自由度和虚约束的机构,在计算机构的自由度时,应当首先除去局部自由度和虚约束。
机械原理--平面连杆机构练习+答案教学文案
机械原理--平面连杆机构练习+答案《机械设计基础》作业二--平面连杆机构姓名班级学号成绩一、填空题:(24分)1、平面连杆机构,至少需要 4个构件。
2、平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。
3、在铰链四杆机构中,运动副全部是转动副。
4、在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。
5、某些平面连杆机构具有急回特性。
从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。
6、对心曲柄滑快机构无(有,无)急回特性;若以滑块为机架,则将演化成移动导杆机构。
7、铰链四杆机构根据有无曲柄分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
如图所示铰链四杆机构中,若机构以AB为机架时,则为双曲柄机构;以BC杆为机架时,它为曲柄摇杆机构;以CD杆为机架时,它为双摇杆机构;而以AD杆为机架时,它为曲柄摇杆机构。
8、在曲柄摇杆机构中,当曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。
9、压力角指:从动件上作用的力F 与该力作用点的速度(绝对速度)方向所夹的锐角α。
10、机构的压力角越小(大,小)对传动越有利。
11、运动副中,平面接触的当量摩擦系数为 f ,槽面接触的当量摩擦系数为f/sinθ,圆柱面接触的当量摩擦系数为ρ/r 。
12、移动副的自锁条件是驱动力F 与法向反力N的夹角β小于摩擦角ϕ,即驱动力作用在摩擦角之内,转动副的自锁条件是驱动力作用在摩擦圆之内,即e<ρ,其中e为驱动力臂长,螺旋副的自锁条件是螺纹升角α小于或等于螺旋副的摩擦角或当量摩擦角,即α≤ϕ。
二、选择题(27分)1、当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角____B____。
A.为0ºB.为90ºC.与构件尺寸有关2、四杆机构的急回特性是针对主动件作___A_____而言的。
A. 等速转动B. 等速移动C. 变速转动或变速移动3、对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和____B____大于其它两构件长度之和。
A . 一定 B. 不一定 C. 一定不4、曲柄摇杆机构___B_____存在急回特性。
机械原理--平面连杆机构练习+答案教学文案
机械原理--平面连杆机构练习+答案《机械设计基础》作业二--平面连杆机构姓名班级学号成绩一、填空题:(24分)1、平面连杆机构,至少需要 4个构件。
2、平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。
3、在铰链四杆机构中,运动副全部是转动副。
4、在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。
5、某些平面连杆机构具有急回特性。
从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。
6、对心曲柄滑快机构无(有,无)急回特性;若以滑块为机架,则将演化成移动导杆机构。
7、铰链四杆机构根据有无曲柄分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
如图所示铰链四杆机构中,若机构以AB为机架时,则为双曲柄机构;以BC杆为机架时,它为曲柄摇杆机构;以CD杆为机架时,它为双摇杆机构;而以AD杆为机架时,它为曲柄摇杆机构。
8、在曲柄摇杆机构中,当曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。
9、压力角指:从动件上作用的力F 与该力作用点的速度(绝对速度)方向所夹的锐角α。
10、机构的压力角越小(大,小)对传动越有利。
11、运动副中,平面接触的当量摩擦系数为 f ,槽面接触的当量摩擦系数为f/sinθ,圆柱面接触的当量摩擦系数为ρ/r 。
12、移动副的自锁条件是驱动力F 与法向反力N的夹角β小于摩擦角ϕ,即驱动力作用在摩擦角之内,转动副的自锁条件是驱动力作用在摩擦圆之内,即e<ρ,其中e为驱动力臂长,螺旋副的自锁条件是螺纹升角α小于或等于螺旋副的摩擦角或当量摩擦角,即α≤ϕ。
二、选择题(27分)1、当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角____B____。
A.为0ºB.为90ºC.与构件尺寸有关2、四杆机构的急回特性是针对主动件作___A_____而言的。
A. 等速转动B. 等速移动C. 变速转动或变速移动3、对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和____B____大于其它两构件长度之和。
A . 一定 B. 不一定 C. 一定不4、曲柄摇杆机构___B_____存在急回特性。
大学机械原理习题
1-1.图题1-1是由点(线)接触所构成的运动副。
试分析计算它们的自由度数量和性质,并从封闭形式和受力状况与相对应的面接触低副进行比较1-2.观察分析工作原理,绘制机构运动简图,计算机构自由度。
题图1-2a为一夹持自由度。
实线位置为从上输送带取出工件(夹头处于夹紧状态);虚线位置为将工件放到下输送带上(夹头松开)。
该机构是由行星轮系、凸轮机构及连杆机构组合而成。
题图1-2b是为了减小活塞与汽缸盖之间的摩擦而设计的一种结构形式的内燃机,画出它们的机构运动简图、计算其自由度。
分析结构中存在的虚约束和它们是如何来实现减小摩擦这一目的的。
题图1-2c为一种型式的偏心油泵,画出其机构运动简图,计算其自由度,并分析它们是如何由运动简图演化得到的。
题图1-2d为针织机的针杆驱动装置的结构示意图,绘制其机构运动简图及运动链图。
1-3.用公式推导法,求出F=1、N=10的单铰运动链的基本结构方案以及它们的单铰数和所形成的闭环数k,并从中找出图1-17所示的双柱压力机构简图所对应的运动链。
1-4.计算下列各机构的自由度。
注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。
题图1-4a为使5、6构件能在相互垂直方向上作直线移动的机构,其中AB=BC=CD=AD题图1-4b 为凸轮式4缸活塞气压机的结构简图,在水平和垂直方向上作直线运动,其中仍满足AB=BC=CD=AD。
题图1-4c 所示机构,导路AD⊥AC、BC=CD/2=AB。
该机构可有多种实际用途,可用于椭圆仪,准确的直线轨迹产生器,或作为压缩机或机动马达等。
题图1-4d 为一大功率液压动力机。
其中AB=A`B`,BC=B`C`,CD=C`D`,CE=C`E`,且E、E`处于滑块移动轴线的对称位置。
1-5.采用基本杆组法综合运动链和机构。
1)试用Ⅱ级和Ⅲ级基本杆组,综合出如下的瓦特杆链和斯蒂芬逊6杆链。
2)取题图1-5b、stephenson 6杆链中的不同构件为机架和原动件,得出不同级别、不同组合方式得机构。
机械原理大作业1-连杆机构运动分析-30题
机械原理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:班级:设计者:学号:设计时间:连杆机构运动分析题目:如图1-1所示机构,已知机构各构件的尺寸为AB=100mm ,BC=2.73AB ,CD=1.36AB ,CG=2.32AB ,BG=4.9AB ,AF=2.36AB ,AD=2.87AB ,DF=2AB ,GE=1.45AB ,EF=2.82AB ,GM=1.36AB ,MK=1.91AB ,KD=0.54AB ,KF=2.18AB ,HF=3.1AB ,DH=3.63AB ,o 135=β,构件1的角速度为s /rad 101=ω。
试求构件2上G 点的轨迹及构件4、构件6和构件8的角位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。
HGMECFKDBAXY图1 解:1、建立坐标系建立以点H 为原点的固定平面直角坐标系D-x ,y ,如图1所示。
1.对机构进行结构分析该机构由I级杆组RR(原动件AB)、II级杆组RRR(杆2、9)、II级杆组RRR(杆5、6)、II级杆组RRR(杆7、8)和II级杆组RPR (杆4、滑块3)组成。
I级杆组RR(原动件AB)如图2所示,II 级杆组RRR(杆2、9)如图3所示,II级杆组RRR(杆5、6)如图5所示,II级杆组RRR(杆7、8)如图6所示,II级杆组RPR(杆4、滑块3)如图7所示。
图2 I级杆组RR 图3 II级杆组RRR图5 II级杆组RRR 图6 II级杆组RRR图7 II 级杆组RPR2.各基本杆组运动分析1. I 级杆组RR (原动件AB )如图2所示,已知原动件杆1的转角 ︒︒=360-0ϕ pi =δ角速度 s rad /101==ωϕ角加速度 0==εϕ运动副A 的位置坐标为 mm y mm x A A 5.41,3.542==速度为 0,0==A A y x加速度为 0,0==A A y x原动件杆1的长度 mm l AB 100=所以,运动副B 的位置、速度和加速度分子如下: 1 位置分析)cos(δϕ++=i AB A B l x x )sin(δϕ++=i AB A B l y y2 速度分析)sin(δϕ+⨯⨯-=i AB xA xB l w v v )sin(δϕ+⨯⨯+=i AB yA yB l w v v 3 加速度分析)sin()cos(2δϕδϕ+-+-=i AB i AB xA xB el l w a a )()sin(2δϕδϕ+++-=i AB i AB yA yB coa el l w a a 求出运动副B 的yB xB yB xB B B a a v v y x ,,,,,各个运动参数。
平面连杆机构习题及解答
平面连杆机构习题及解答一、复习思考题1、什么是连杆机构?连杆机构有什么优缺点?2、什么是曲柄?什么是摇杆?铰链四杆机构曲柄存在条件是什么?3、铰链四杆机构有哪几种基本形式?4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角?压力角的大小对连杆机构的工作有何影响?5、什么叫行程速比系数?如何判断机构有否急回运动?6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同?18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。
二、填空题1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。
2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。
3、当平面四杆机构中的运动副都是副时,就称之为铰链四杆机构;它是其他多杆机构的。
4、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。
5、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作的叫摇杆。
6、平面四杆机构的两个连架杆,可以有一个是,另一个是,也可以两个都是或都是。
7、平面四杆机构有三种基本形式,即机构,机构和机构。
8、组成曲柄摇杆机构的条件是:最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和;最短杆的相邻构件为,则最短杆为。
9、在曲柄摇杆机构中,如果将杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作____运动,即得到双曲柄机构。
10、在机构中,如果将杆对面的杆作为机架时,则与此相连的两杆均为摇杆,即是双摇杆机构。
11、在机构中,最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时,则不论取哪个杆作为,都可以组成双摇杆机构。
12、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向而演变来的。
13、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的而演变来的。
14、将曲柄滑块机构的改作固定机架时,可以得到导杆机构。
15、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是:摇杆为件,曲柄为件或者是把运动转换成运动。
16、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是:摇杆为件,曲柄为件或者是把` 运动转换成。
17、曲柄摇杆机构的不等于00,则急回特性系数就,机构就具有急回特性。
18、实际中的各种形式的四杆机构,都可看成是由改变某些构件的,或选择不同构件作为等方法所得到的铰链四杆机构的演化形式。
机械原理考试题及答案
机械原理考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 机械原理中,机构的自由度是指()。
A. 机构中独立运动的数目B. 机构中运动副的数目C. 机构中构件的数目D. 机构中高副的数目答案:A2. 凸轮机构中,从动件的位移规律有()。
A. 直线运动规律B. 匀速运动规律C. 匀加速运动规律D. 以上都是答案:D3. 四杆机构中,若最短杆长度为Lmin,最长杆长度为Lmax,则Lmin与Lmax之比应满足()。
A. Lmin/Lmax < 0.5B. Lmin/Lmax ≥ 0.5C. Lmin/Lmax > 0.5D. Lmin/Lmax = 0.5答案:B4. 齿轮传动中,齿数比是指()。
A. 两个齿轮的齿数之和B. 两个齿轮的齿数之差C. 两个齿轮的齿数之比D. 两个齿轮的直径之比答案:C5. 机械系统中,惯性力的平衡是指()。
A. 惯性力与外力平衡B. 惯性力与重力平衡C. 惯性力与摩擦力平衡D. 惯性力与惯性力平衡答案:D6. 机构中,若存在高副,则机构的自由度会()。
A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案:B7. 机械系统中,若要实现运动的合成,需要满足的条件是()。
B. 运动方向相反C. 运动方向垂直D. 运动方向任意答案:D8. 齿轮传动中,若要实现减速,应选择()。
A. 小齿轮带动大齿轮B. 大齿轮带动小齿轮C. 两个齿轮直径相同D. 两个齿轮齿数相同答案:A9. 机械系统中,若要实现运动的分解,需要满足的条件是()。
A. 运动方向相同B. 运动方向相反D. 运动方向任意答案:D10. 四杆机构中,若最短杆长度为Lmin,最长杆长度为Lmax,则Lmin与Lmax之比应满足()。
A. Lmin/Lmax < 0.5B. Lmin/Lmax ≥ 0.5C. Lmin/Lmax > 0.5D. Lmin/Lmax = 0.5答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 机械原理中,机构的自由度是指机构中独立运动的数目,其计算公式为:自由度 = 3n - 2pl - ph,其中n为构件数目,pl为低副数目,ph为高副数目。
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 -3138.18965364 2.70E-01 4.681490596 -3007.70056765 2.78E-01 4.637685368 -2878.60449466 0.286188901 4.595532216 -2750.86846467 0.294174009 4.554992884 -2624.45921368 0.302089743 4.51603065 -2499.34323469 0.309938826 4.478610274 -2375.48682770 0.31772392 4.442697951 -2252.85614471 0.325447626 4.40826126 -2131.41723472 0.333112495 4.375269121 -2011.13608873 0.34072102 4.343691751 -1891.97868474 0.348275646 4.313500625 -1773.91102575 0.355778768 4.284668431 -1656.89918776 0.363232735 4.257169038 -1540.9093577 0.370639852 4.230977453 -1425.90784578 0.37800238 4.206069791 -1311.86118679 0.385322539 4.182423239 -1198.73611280 0.392602512 4.160016021 -1086.49961881 0.399844443 4.13882737 -975.118993782 0.407050442 4.118837498 -864.561859383 0.414222585 4.100027562 -754.796196684 0.421362914 4.08237964 -645.790384785 0.428473444 4.065876704 -537.51323386 0.435556158 4.050502591 -429.934014487 0.442613013 4.036241977 -323.022498488 0.44964594 4.023080356 -216.748983889 0.456656844 4.011004013 -111.08433290 0.463647609 4 -691 0.470620095 3.990056116 98.5319262392 0.477576142 3.981160883 202.538697793 0.484517572 3.973303522 306.046868294 0.491446186 3.966473937 409.082259795 0.49836377 3.960662689 511.669926496 0.505272094 3.955860979 613.834118797 0.512172913 3.952060626 715.598246298 0.519067966 3.949254046 816.984839299 0.525958984 3.947434235 918.0155099 100 0.532847682 3.946594748 1018.710912 101 0.539735765 3.946729679 1119.0907 102 0.546624931 3.947833642 1219.173486 103 0.553516865 3.94990175 1318.976795 104 0.560413247 3.9529296 1418.51702 105 0.567315749 3.956913248 1517.809379 106 0.574226034 3.961849192 1616.867862107 0.581145763 3.967734353 1715.705182 108 0.588076591 3.97456605 1814.332729 109 0.595020166 3.982341987 1912.760512 110 0.601978135 3.991060224 2010.997111 111 0.608952141 4.000719164 2109.049616 112 0.615943826 4.011317523 2206.923577 113 0.622954827 4.022854314 2304.622942 114 0.629986782 4.035328821 2402.150002 115 0.637041327 4.048740578 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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。
机械原理练习题答案(1)
ηη'一、填空题和填空题。
1.在平面机构中若引入H P 个高副将引入H P 个约束,而引入L P 个低副将引入2L P 个约束,则活动构件数n 、约束数与机构自由度F 的关系是F =3n -2L P -H P 。
2.机构具有确定运动的条件是:机构的自由度大于零,且机构自由度数等于原动件数;若机构自由度F>0,而原动件数<F ,则构件间的运动是不确定的;若机构自由度F>0,而原动件数>F ,则各构件之间运动关系发生矛盾,将引起构件损坏。
3.下图为一对心曲柄滑块机构,若以滑块3为机架,则该机构转化为定块机构;若以构件2为机架,则该机构转化为摇块机构。
45678零。
91011。
12.1314.构推程的压力角。
(A )减小(B )增加(C )保持原来15.为了减轻飞轮尺寸和重量,飞轮通常应装在__A_______。
(A )高速轴上(B )低速轴上(C )机架上16.蜗杆蜗轮传动中,模数为m ,蜗杆头数为z 1,蜗杆直径系数为q ,蜗轮齿数为z 2,则蜗杆直径d 1=___C__________。
A )mz 1(B )mz 2(C )mq17.在铰链四杆机构ABCD 中,已知AB =25mm ,BC =70mm ,CD =65mm ,AD =95mm ,当AD 为机架时,是__B____机构;当AB 为机架时,是____A_____机构。
(A )双曲柄机构;(B )曲柄摇杆机构;(C )双摇杆机构18.若机构正反行程效率分别用和表示,则设计自锁机构时应满足要____B_____。
(A)(B)(C)19.机构具有确定运动的条件是__机构的自由度大于零,且机构自由度数等于原动件数____。
20.高副低代必须满足的条件是_代替前后机构的自由度不变_,_代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度不变___________。
21.在曲柄摇杆机构中,当__C____,将出现死点。
(A)曲柄为原动件且曲柄与连杆共线;(B)曲柄为原动件且曲柄与机架共线时;(C)摇杆为原动件且曲柄与连杆共线时;(D)摇杆为原动件且摇杆与机架共线时。
机械原理习题册
机械原理复习题1、结构分析(1)试计算下列图示机构的自由度,若有复合铰链、局部自由度或虚约束必须明确指出。
(2)高副低代(3)拆杆组,说明机构级别(a) (b)2、结构分析(1)将图示压缩机构中的所有构件用数字1,2,3,…在图上标注出来,所有运动副用字母A,B,C,…标注出来。
(2)试分析图示结构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。
如有,请明确指出来。
(3)试计算图示机构的自由度。
机构中用圆弧箭头表示的构件为原动件。
(4)图示机构是由哪些杆组构成的?请将那些杆组从机构中一一分离出来,并注明拆组的顺序及其级别。
3、结构分析(1)试计算图示机构的自由度(机构中用圆弧箭头表示的构件为原动件)。
(2)图示机构是由哪些杆组构成的?请将那些杆组从机构中一一分离出来,并注明拆组的顺序及其级别。
(3)若以构件7为原动件,则此机构为几级机构?4、结构分析(1)将图示凸轮拨杆机构中的所有构件用数字1,2,3,…在图上标注出来,所有运动副用字母A,B,C,…标注出来。
(2)试分析图示机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。
如有,请明确指出来。
(3)请绘制此机构在图示位置时高副低代后的机构简图。
(4)试计算图示机构高副低代前原高副机构的自由度和高副低代后低副机构的自由度。
5、结构分析(1)试分析图示机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。
如有,请明确指出来。
(2)请绘制此机构在图示位置时高副低代后的机构简图。
(3)试计算图示机构高副低代前原高副机构的自由度和高副低代后低副机构的自由度。
(4)拆杆组,判断机构级别。
6、结构分析(1)、当偏心圆A为原动件时,此机构能否作确定的相对运动?为什么?(2)、将机构中的高副用低副来代替;(3)、此机构为几级机构?为什么?7、运动分析试求出下列各机构在图示位置的全部瞬心。
8、运动分析9、运动分析10、运动分析在图示曲柄摇块机构中,已知l AB=30mm, l AC=100mm, l BD=50mm, l DE=40mm, φ=45?, ω1=10rad/s,用图解法求:1、V E、V D、ω2;2、a E、a D、α211、连杆机构在图示铰链四杆机构中,已知:l BC=50mm,l CD=35mm,l AD=30mm,AD为机架,(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB杆为曲柄,求l AB的最大值;(2)若此机构为双曲柄机构,求l AB的取值范围;(3)若此机构为双摇杆机构,求l AB的取值范围。
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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 ,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;==-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 B d y a l y dtωϕω。
(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33223322=+cos =+cos =+sin =+sin C D B C D B x x l x l y y l y l ϕϕϕϕ⎫⎬⎭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02020cos +sin -=0A B C ϕϕ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 。
为保证机构的装配,必须同时满足23+BD l l l ≤和23-BD l l l ≥解三角方程式02020cos +sin -=0A B C ϕϕ可求得200ϕ上式中,“+”表示B 、C 、D 三个运动副为顺时针排列;“—”表示B 、C 、D 为逆时针排列。
将2ϕ代入33223322=+cos =+cos =+sin =+sin C D B C D B x x l x l y y l y l ϕϕϕϕ⎫⎬⎭中可求得C C x y 、,而后即可求得 3-=arctan-C DC Dy y x x ϕ 2)速度方程将式33223322=+cos =+cos =+sin =+sin C D B C D B x x l x l y y l y l ϕϕϕϕ⎫⎬⎭对时间求导可得两杆的角速度23ωω、为[]2313221=(x -x )+S (y -y )/=(x -x )+S (y -y )/B D j D B B D D B C G C G ωω⎫⎡⎤⎪⎣⎦⎬⎪⎭式中: 12332=-G C S C S222222=cos ,=sin C l S l ϕϕ 333333=cos ,=sin C l S l ϕϕ内运动副C 点的速度Cx Cy v v 、为222333222333=-sin =-sin =y +cos =+cos Cx B D Cy B D v x l x l v l y l ϕϕϕϕϕϕϕϕ⎫⎪⎬⎪⎭3)加速度方程两杆的角加速度23αα、为223331322321=G +/=G +/αα⎫⎬⎭(C G S )G (C G S )G式中:22222332232233=-+-=-+-D B D B G x x C C G y y S S ϕϕϕϕ内运动副C 的加速度Cx Cy a a 、为22222222222222=-sin -cos =+cos -sin Cx B Cy B a x l l a y l l ϕϕϕϕϕϕϕϕ⎫⎪⎬⎪⎭(3)RPRII 级杆组的运动分析图 7图7是由两个构件与两个外转动副和一个内移动副组成的RPRII级组。
已知G 点的坐标(y G G x 、)以及F 点的运动参数(y F F xF yF xF yF x v v a a 、、、、、),求杆5的角位移5ϕ、角速度5ϕ、角加速度5ϕ。
5-y =arctan-F GF Gy x x ϕ 55=d dtϕϕ 2552=d dtϕϕ5、计算编程程序流程:1)已知杆AB 的角速度和杆AB 的长度可求出B 点的运动参数; 2)已知B 、D 两点的运动参数可求出C 点的运动参数及杆2、杆3的运动参数,然后再通过同一构件上点的运动分析可求出F 点的运动参数,从而求出F 点的轨迹;3)已知F点和G点的运动参数可求出杆5的角位移、角速度、角加速度。
6、计算结果1)F点的运动参数-150-100-50050100图8 点F的运动轨迹050100150200250300350400图9 点F的x坐标和y坐标随杆AB角位移的变化图10 点F的速度在x和y方向的分量随杆AB的角位移的变化图11 点F的绝对速度随杆B的角位移的变化5图12 点F的加速度在x和y方向的分量随杆AB角位移的变化4050100150200250300350400图13 点F的绝对加速度随杆AB角位移的变化对结果的分析:实线分别表示表示点F的在x方向上的坐标、速度、加速度随AB角位移的变化,虚线表示其在y方向上的坐标、速度、加速度随AB角位移的变化。
可以看出点F的轨迹是一个封闭的类似于“8”字的图形。
另外可以发现杆AB旋转一周,点F类似于转了两周。
点F的速度在x方向的分量和在y方向的分量在大小上变化规律基本一致,在AB杆角位移在50°——100°是速度增加很快,其绝对速度增加也较快,从加速度的图像可以明显看出此时加速度增加迅速。
2)构件5的角位移、角速度、角加速度050100150200250300350400图14 构件5的角位移图15 构件5的角速度050100150200250300350400200400600图 16 构件5的角加速度结果分析:从图像可以看出AB 杆转动一周,GF 杆转动两周,而且其角速度变化较大,适合应用于要求在不同阶段速度差异较大的场合。
其角加速度变化规律不明显且起伏较大,这对杆件的冲击较大,应注意杆件的强度。
附录:程序清单yy=(0:0.1:360); %杆AB的角位移,每隔0.1度计数yy1=yy/180*pi;%转化为弧度xb=280*cos(yy1);%点B的x坐标yb=280*sin(yy1);%点B的y坐标w=10;%杆AB的角速度vxb=-w*yb;%点B的速度在x方向的分量vyb=w*xb;% 点B的速度在y方向的分量axb=-w*w*xb;% 点B的加速度在x方向的分量ayb=-w*w*yb;% 点B的加速度在y方向的分量xd=0;%点D的x坐标yd=160;% 点D的y坐标vxd=0;%点D的速度在x方向的分量vyd=0;% 点D的速度在y方向的分量axd=0;% 点D的加速度在x方向的分量ayd=0;%点D的加速度在y方向的分量jbcd=ones(1,3601);%给角BCD赋初值fdb=ones(1,3601);%?给角BD赋初值li=350;%杆BC的长度lj=320;%杆CD的长度lbd=ones(1,3601);%给BD赋初值fi=ones(1,3601);% 给杆BC的角位移赋初值fj=ones(1,3601);%给杆CD的角位移赋初值xc=ones(1,3601);% 给点Cx坐标赋初值yc=ones(1,3601);% 给点Cy坐标赋初值ci=ones(1,3601);%给中间变量赋初值cj=ones(1,3601);% 给中间变量赋初值wi=ones(1,3601);% 给杆BC的角速度赋初值wj=ones(1,3601);% 给杆CD的角速度赋初值ss=ones(1,3601);% 给ss赋初值ffg=ones(1,3601);%给构件5的角位移赋初值xg=-25;%点G的x坐标yg=80;% 点G的y坐标vxg=0;%点G的速度在x方向的分量vyg=0;% 点G的速度在y方向的分量axg=0;% 点G的加速度在x方向的分量ayg=0;% 点G的加速度在y方向的分量wgf=ones(1,3601);%给杆GF的角速度赋初值%求角BCD,角BDfor m=1:3601lbd(1,m)=sqrt((xd-xb(1,m))^2+(yd-yb(1,m))^2);if (lbd(1,m)<(li+lj)&&lbd(1,m)>abs(lj-li))jbcd(1,m)=acos((li*li+lbd(1,m)*lbd(1,m)-lj*lj)/(2*li*lbd(1,m)));elseif lbd(1,m)==(li+lj)jbcd(1,m)=0;elseif (lbd(1,m)==abs(lj-li)&&(li>lj))jbcd(1,m)=0;elseif (lbd(1,m)==abs(lj-li)&&(li<lj))jbcd(1,m)=pi;endif (xd>xb(1,m) && yd>=yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)));elseif (xd==xb(1,m) && yd>yb(1,m))fdb(1,m)=pi/2;elseif (xd<xb(1,m)&&yd>=yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+pi;elseif (xd==xb(1,m)&&yd<yb(1,m))fdb(1,m)=3*pi/2;elseif (xd>xb(1,m)&&yd<yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+2*pi;elseif (xd<xb(1,m)&&yd<yb(1,m))fdb(1,m)=atan((yd-yb(1,m))/(xd-xb(1,m)))+pi;endfi(1,m)=fdb(1,m)-jbcd(1,m);% 杆BC的角位移if fi(1,m)<0fi(1,m)=fi(1,m)+2*pi;endend%求点C的坐标yc=yb+li*sin(fi);for n=1:3601%求杆CD的角位移if (xc(1,n)>xd && yc(1,n)>=yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd));elseif (xc(1,n)==xd && yc(1,n)>yd)fj(1,n)=pi/2;elseif (xc(1,n)<xd && yc(1,n)>=yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd))+pi;elseif (xc(1,n)<xd && yc(1,n)<yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd))+pi;elseif (xc(1,n)==xd && yc(1,n)<yd)fj(1,n)=pi/2*3;elseif (xc(1,n)>xd && yc(1,n)<=yd)fj(1,n)=atan((yc(1,n)-yd)/(xc(1,n)-xd))+2*pi;endendci=li*cos(fi);cj=lj*cos(fj);si=li*sin(fi);sj=lj*sin(fj);g1=ci.*sj-cj.*si;%求杆BC、CD的角速度wi=(cj*vxd-cj.*vxb+sj*vxd-sj.*vyb)./g1;wj=(ci*vxd-ci.*vxb+si*vxd-si.*vyb)./g1;g2=-axb+wi.^2.*ci-wj.^2.*cj;g3=-ayb+wi.^2.*si-wj.^2.*sj;%求杆BC、CD的角加速度ei=(g2.*cj+g3.*sj)./g1;ej=(g2.*ci+g3.*si)./g1;lbf=281.113856;ai=51.499/180*pi;fii=fi+ai*ones(1,3601);%求点F的坐标、速度、加速度yf=yb+lbf*sin(fii);vxf=vxb-lbf*wi.*sin(fii);vyf=vyb+lbf*wi.*cos(fii);axf=axb-lbf*wi.^2.*cos(fii)-lbf*ei.*sin(fii);ayf=ayb-lbf*wi.^2.*sin(fii)-lbf*ei.*cos(fii);%求杆GF的角位移for i=1:3601ss(1,i)=sqrt((xg-xf(1,i))^2+(yg-yf(1,i))^2);if xf(1,i)>xg && yf(1,i)>=ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg));elseif xf(1,i)==xg && yf(1,i)>ygffg(1,i)=pi/2;elseif xf(1,i)<xg && yf(1,i)>=ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg))+pi;elseif xf(1,i)<xg && yf(1,i)<ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg))+pi;elseif xf(1,i)==xg && yf(1,i)<ygffg(1,i)=3*pi/2;elseif xf(1,i)>xg && yf(1,i)<ygffg(1,i)=atan((yf(1,i)-yg)/(xf(1,i)-xg))+2*pi;endend%求杆GF的角速度for i=1:3601if ss(1,i)==0wgf(1,i)=0;else wgf(1,i)=(vyf(1,i)*cos(ffg(1,i))-vxf(1,i)*sin(ffg(1,i)))/ss(1,i); endend%求杆GF的角加速度vss=vxf.*cos(ffg)+vyf.*sin(ffg);egf=(ayf.*cos(ffg)-axf.*sin(ffg)-2*vss.*wgf)./ss;%画图%plot(xf,yf,'r')%plot(yy,xf,'k-',yy,yf,'r--')%plot(yy,vxf,'k-',yy,vyf,'r--')%plot(yy,vf,'k-')%plot(yy,axf,'k-',yy,ayf,'r--')%plot(yy,af,'k-')%plot(yy,ffg,'k-')%plot(yy,wgf,'k-')plot(yy,egf,'k-')grid on%画网格线(注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。