机械原理大作业
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)
哈工大机械原理大作业——齿轮——1号
Harbin Institute of Technology机械原理大作业3课程名称：机械原理设计题目：齿轮传动设计哈尔滨工业大学一、设计题目：如下图一个机械传动系统，运动运动由电动机1输入，经过机械传动系变速后由圆锥齿轮16输出三种不同转速。
选择一组传动系统的原始参数，据此设计该传动系统。
序号电机转速〔r/min〕输出轴转速〔r/min〕带传动最大传动比滑移齿轮传动定轴齿轮传动最大传动比模数圆柱齿轮圆锥齿轮一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比模数7 1450 17 23 30 ≤2.8 ≤4.5 2 ≤4.5 3 ≤4 3二、传动比的分配计算：电动机转速n=1450r/min，输出转速n1=17r/min，n2=23 r/min，n3=30 r/min，带传动的最大传动比=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比=4.5，圆柱齿轮传动的最大传动比=4.5，圆锥齿轮最大传动比=4。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为：i1=1450/30=48.333i2=1450/23=63.043i3=1450/17=85.294传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三局部实现。
设带传动的传动比为ipmax =2.8，滑移齿轮的传动比为iv1,iv2和iv3，令iv3=ivmax=4.5,那么定轴的传动比为if =85.294/(4.5*2.8)=6.769，从而iv1=48.333/〔6.769*2.8〕=2.550,iv2=3.326。
定轴齿轮每对的传动比为id==1.89。
三、滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度:经过计算、比拟，确定出三对滑移齿轮的齿数，其分别为：z5=17，z6=44，z 7=14,z8=47，z9=11，z10=50。
变位系数确实定：x5=x6=0； x7≥ha*(17-14)/17=0.176，取x7=0.18，x8=-0.18；x9≥ha*(17-11)/17=0.353，取x9=0.36；x10=-0.36。
机械原理大作业(平面六杆机构的运动分析)
a[3][1]=L[3]*cos((*p).theta[2]);
a[3][2]=L[5]*cos((*p).theta[3]);
a[3][3]=-L[6]*cos((*p).theta[4]);
b[0]=L[2]*cos((*p).theta[1])*(*p).w[0]*(*p).w[0]-L[3]*cos((*p).theta[2])*(*p).w[1]*(*p).w[1]+w1*w1*L[1]*cos((*p).theta[0]);
a[2][2]=-L[5]*sin((*p).theta[3]);
a[2][3]=L[6]*sin((*p).theta[4]);
a[3][0]=L[0]*cos((*p).theta[1]-Alpha);
a[3][1]=L[3]*cos((*p).theta[2]);
a[3][2]=L[5]*cos((*p).theta[3]);
#include "conio.h"
#define Alpha (PI/3)
#define PI 3.979
#define Angle (PI/180)
FILE *fp;
struct motion
{
int theta1;
double theta[5]; /*theta1,2,3,5,6*/
double w[4];/*w2,3,5,6*/
for(m=0;m<4;m++)
(*p).theta[m+1]=x[m];
printf("%d %d",n,i);
getchar();
机械原理大作业一(平面连杆机构的运动分析)
大作业（一）平面连杆机构的运动分析（题号：_10B_）学校：西北农林科技大学学院：机械与电子工程学院指导老师：***一．题目及原始数据；二、牛头刨床机构的运动分析方程三．计算程序框图；四．计算源程序；五．计算结果；六．运动线图及运动分析七．参考书；一、题目及原始数据；图b 所示的为一牛头刨床（Ⅲ级机构）。
假设已知各构件的尺寸如表2所示，原动件1以等角速度ω1=1rad/s 沿着逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度和角加速度以及刨头C 点的位移、速度和加速度的变化情况。
b ）表2 牛头刨床机构的尺寸参数（单位：mm ）要求：每三人一组，每人一个题目，每组中至少打印出一份源程序，每人计算出原动件从0゜～360゜时（N=36） 各运动变量的大小，并绘出各组对应的运动线图以及E 点的轨迹曲线。
二、牛头刨床机构的运动分析方程1）位置分析建立封闭矢量多边形由图可知错误!未找到引用源。
=3θ，故未知量有3θ、4θ、3S 、5S 。
利用两个封闭图形ABDEA和EDCGE ，建立两个封闭矢量方程，由此可得：把（式Ⅰ）写成投影方程得：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=-++=++=+h l l s l l l h s l l h s l 33445334411133441123344sin sin 0cos cos sin sin sin cos cos cos θθθθθθθθθθ（式Ⅱ）由以上各式用型转化法可求得5343 s s θθ， 23θθ=解： 211111*cos *sin b b x h l y h l θθ=+⎧⎨=+⎩4444*cos *sin d d x l y l θθ=⎧⎨=⎩3s =3sin b dx x s α-=33333)*sin *()/*cos *(/c d d b d c d d b d s x x l x l x x s y y l y l y y s αα=+=+-⎧⎪⎨=+=+-⎪⎩ 3tan c dc dy y x x θ-=-5c s x =()ae AE =444()tan *cos d c y h y l θθ+-=高斯消去法求解 2.速度分析对（式Ⅱ）求一次导数得：44433333111444333331114443335444333*sin *s '*cos *sin **sin **cos *'*sin *cos **cos **sin **sin *'0*cos **cos *0l s l l s s l l l s l l θωθθωθωθωθθωθωθωθωθωθω-+-=-⎫⎪++=⎪⎬---=⎪⎪+=⎭ （式Ⅲ）矩阵式：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----0cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 443344334433344333θθθθθθθθθθl l l l l s l s ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡'543'3s w w s =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-00cos sin 11111θθl l w （Ⅳ） 采用高斯消去法可求解（式Ⅳ）可解得角速度ω3,ω4;3.加速度分析把式Ⅳ对时间求导数得矩阵式：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----0cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 443344334433344333θθθθθθθθθθl l l l l s l s ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡''543''3s s αα = ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----------0sin sin 00cos cos 00sin sin cos cos 0cos cos sin sin 4443334443334443333'3334443333'333θθθθθθθθθθθθw l w l w l w l w l w s s w w l w s s w +⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--00sin cos 1111111θθw l w l w（式Ⅴ）采用高斯消去法可求解（式Ⅴ）可得角加速度43αα，三．程序流程图位置分析速度分析加速度分析四、计算源程序#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<math.h>#define PI 3.1415926 #define N 4#define E 0.0001 #define T 1000void Solutionangle(double [12],double ); /*迭代法求角位移*/void Solutionspeed(double [N][N],double [N],double [12],double ); /*角速度求解*/void Solutionacceleration(double [N][N],double [N][N],double [N],double [12]);/*角加速度求解*/void GaussianE(double [N][N],double [N],double [N]);/*高斯消去*/void FoundmatrixA(double [12],double [N][N]); //创建系数矩阵A void FoundmatrixB(double [12],double ,double [N]);//创建系数矩阵B void FoundmatrixDA(double [12],double [N][N]);//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDB(double [12],double ,double [N]);//创建矩阵DB//定义全局变量double l1=180,l3=960,l4=160,h=900,h1=460,h2=110,as1=1.0;//主函数void main(){int i,j;FILE *fp;double shuju[36][12];double psvalue[12],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],ang1;//建立文件，并制表头if((fp=fopen("shuju","w"))==NULL){printf("Cann't open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n L1 =%lf",l1);fprintf(fp,"\n s3 ang3 ang4 s5 "); fprintf(fp," s3' as3 as4 s5' "); fprintf(fp," s3'' aas3 aas4 s5'' \n");//计算数据并写入文件psvalue[0]=480;psvalue[1]=65*PI/180;psvalue[2]=10*PI/180;psvalue[3]=5 00;for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;Solutionangle(psvalue,ang1);FoundmatrixB(psvalue,ang1,b);FoundmatrixA(psvalue,a);Solutionspeed(a,b,psvalue,ang1);FoundmatrixDA(psvalue,da);FoundmatrixDB(psvalue,ang1,db);Solutionacceleration(a,da,db,psvalue);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*180/PI;for(j=0;j<12;j++){shuju[i][j]=psvalue[j];}fprintf(fp,"\n");for(j=0;j<12;j++)fprintf(fp,"%12.3f ",shuju[i][j]);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*PI/180;for(j=0;j<4;j++)psvalue[j]+=psvalue[j+4];}fclose(fp);//输出数据for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;printf("\n输出ang1=%d时的求解\n",i*10);printf("angle angspeed angacceleration :\n"); for(j=0;j<4;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=4;j<8;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=8;j<12;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");}}/*矢量法求角位移*/void Solutionangle(double value[12],double ang1){double ae,s3,ang3,ang4,s5,t=0;s3=value[0];ang3=value[1];ang4=value[2];s5=value[3];double xb,yb,xd,yd,xc,yc;while(t<T){xb=h2+l1*cos(ang1); yb=h1+l1*sin(ang1);xd=l4*cos(ang4); yd=l4*sin(ang4);s3=sqrt((xd-xb)*(xd-xb)+(yd-yb)*(yd-yb));xc=xd+l3*(xb-xd)/s3;yc=yd+l3*(yb-yd)/s3;ang3=atan2(yc-yd,xc-xd);s5=xc;ae=sqrt(h1*h1+h2*h2);if(fabs(yc-h)<E)return;elseang4=atan((yd-yc+h)/(l4*cos(ang4)));value[0]=s3;value[1]=ang3;value[2]=ang4;value[3]=s5;while(value[1]>2*PI)value[1]-=2*PI;while(value[1]<0)value[1]+=2*PI;while(value[2]>PI)value[2]-=2*PI;while(value[2]<-PI)value[2]+=2*PI;t+=1;if(t>=T){printf("%f 迭代失败.\n",ang1*180/PI);exit(0);}}}/*角速度求解*/void Solutionspeed(double a2[N][N],double b2[N],double value[12],double ang1){double p2[N];GaussianE(a2,b2,p2);value[4]=p2[0];value[5]=p2[1];value[6]=p2[2];value[7]=p2[3];}/*角加速度求解*/void Solutionacceleration(double a3[N][N],double da3[N][N],doubledb3[N],double value[12]){int i,j;double bk[N]={0};double p3[N];for(i=0;i<N;i++){for(j=0;j<N;j++){bk[i]+=-da3[i][j]*value[4+j];}bk[i]+=db3[i]*as1;}GaussianE(a3,bk,p3);value[8]=p3[0];value[9]=p3[1];value[10]=p3[2];value[11]=p3[3];}/*高斯消去法解矩阵方程*/void GaussianE(double a4[N][N],double b4[N],double p4[N]) {int i,j,k;double a4g[N][N],b4g[N],t;for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<N;j++)a4g[i][j]=a4[i][j];for(i=0;i<N;i++)b4g[i]=b4[i];//施主对角线上的值尽可能大if(a4g[0][0]<a4g[1][0] && a4g[0][1]>a4g[1][1]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[0][j];a4g[0][j]=a4g[1][j];a4g[1][j]=t;}t=b4g[0];b4g[0]=b4g[1];b4g[1]=t;}if(a4g[2][2]<a4g[3][2] && a4g[2][3]>a4g[3][3]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[2][j];a4g[2][j]=a4g[3][j];a4g[3][j]=t;}t=b4g[2];b4g[2]=b4g[1];b4g[3]=t;}//初等行变换for(j=0;j<N;j++)for(i=0;i<N;i++){if(i!=j){for(k=0;k<N;k++)if(k!=j){a4g[i][k]-=a4g[i][j]/a4g[j][j]*a4g[j][k];}b4g[i]-=b4g[j]*a4g[i][j]/a4g[j][j];a4g[i][j]=0;}}for(i=0;i<N;i++)b4g[i]/=a4g[i][i];p4[0]=b4g[0];p4[1]=b4g[1];p4[2]=b4g[2];p4[3]=b4g[3];}//创建系数矩阵Avoid FoundmatrixA(double value5[12],double a5[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5;s3=value5[0];ang3=value5[1];ang4=value5[2];s5=value5[3];a5[0][0]=cos(ang3);a5[0][1]=-s3*sin(ang3);a5[0][2]=-l4*sin(ang4);a5[1][0]=sin(ang3);a5[1][1]=s3*cos(ang3);a5[1][2]=l4*cos(ang4);a5[2][1]=-l3*sin(ang3);a5[2][2]=-l4*sin(ang4);a5[2][3]=-1;a5[3][1]=l3*cos(ang3);a5[3][2]=l4*cos(ang4);a5[0][3]=a5[1][3]=a5[2][0]=a5[3][0]=a5[3][3]=0;}//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixB(double value6[12],double ang1,double b6[N]){b6[0]=-l1*sin(ang1)*as1;b6[1]=l1*cos(ang1)*as1;b6[2]=b6[3]=0;}//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDA(double value7[12],double da7[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5,s3g,as3,as4,s5g;s3=value7[0];ang3=value7[1];ang4=value7[2];s5=value7[3];s3g=value7[4];as3=value7[5];as4=value7[6];s5g=value7[7];da7[0][0]=-as3*sin(ang3); da7[0][1]=-s3g*sin(ang3)-s3*cos(ang3)*as3; da7[0][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[1][0]=as3*cos(ang3); da7[1][1]=s3g*cos(ang3)-s3*sin(ang3)*as3; da7[1][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[2][1]=-l3*cos(ang3)*as3; da7[2][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[3][1]=-l3*sin(ang3)*as3; da7[3][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[0][3]=da7[1][3]=da7[2][0]=da7[2][3]=da7[3][0]=da7[3][3]=0;}//创建矩阵DBvoid FoundmatrixDB(double value8[12],double ang1,double db8[N]){db8[0]=-l1*as1*cos(ang1);db8[1]=-l1*as1*sin(ang1);db8[2]=db8[3]=0;}四、计算结果、数据10—B: lAB =180, lCD =960, lDE =160,h=900,h1=460,h2=135 程序运行结果：输出ang1=0时的求解angle angspeed angacceleration :504.039076 74.795444 -9.495711 409.583017198.751387 0.098628 -0.157357 -95.52202218.491125 0.270992 -0.379393 -267.416873输出ang1=10时的求解angle angspeed angacceleration :538.732197 75.993711 -11.339083 389.224179197.279713 0.138772 -0.205532 -135.726082-33.646469 0.193548 -0.180789 -197.071140输出ang1=20时的求解angle angspeed angacceleration :572.425650 77.533490 -13.505230 362.809939187.595715 0.167668 -0.223341 -165.511310-75.745240 0.141311 -0.030832 -147.198703输出ang1=30时的求解angle angspeed angacceleration :603.833542 79.322650 -15.730731 331.874448171.336235 0.189198 -0.218510 -187.964199-109.306697 0.107995 0.081095 -112.082167输出ang1=40时的求解angle angspeed angacceleration :631.929215 81.302128 -17.818172 297.500218149.836341 0.206101 -0.196427 -205.198868-136.045702 0.087401 0.168929 -86.713350输出ang1=50时的求解angle angspeed angacceleration :655.895287 83.435335 -19.612773 260.468398124.171060 0.220187 -0.160339 -218.604642-157.205807 0.075112 0.242928 -67.783866输出ang1=60时的求解angle angspeed angacceleration :675.082991 85.700444 -20.984446 221.36052195.237132 0.232630 -0.112076 -229.118402-173.614279 0.068177 0.309123 -53.324566输出ang1=70时的求解angle angspeed angacceleration :688.993808 88.084993 -21.817377 180.619839 63.810569 0.244175 -0.052735 -237.413048 -185.854285 0.064519 0.370066 -42.223597输出ang1=80时的求解angle angspeed angacceleration :697.252336 90.582388 -22.005185 138.586009 30.576581 0.255245 0.016790 -244.016229 -194.400792 0.062475 0.425589 -33.864710输出ang1=90时的求解angle angspeed angacceleration :699.596674 93.188858 -21.451254 95.514468 -3.858944 0.265988 0.095384 -249.371483 -199.694701 0.060504 0.473506 -27.864485输出ang1=100时的求解angle angspeed angacceleration :695.865633 95.900697 -20.072519 51.589105 -38.965270 0.276279 0.181437 -253.859385 -202.153581 0.057046 0.510449 -23.857448输出ang1=110时的求解angle angspeed angacceleration :685.983277 98.711634 -17.805029 6.933394-74.278772 0.285719 0.272715 -257.783709 -202.111529 0.050473 0.532809 -21.287355输出ang1=120时的求解angle angspeed angacceleration :669.950064 101.609969 -14.610191 -38.372057 -109.376771 0.293616 0.366385 -261.317271 -199.668758 0.039047 0.537342 -19.160070输出ang1=130时的求解angle angspeed angacceleration :647.841627 104.575458 -10.480584 -84.257919 -143.814604 0.298951 0.459054 -264.396466 -194.414681 0.020755 0.520667 -15.693075输出ang1=140时的求解angle angspeed angacceleration :619.821421 107.575800 -5.446130 -130.610778 -176.999389 0.300311 0.546571 -266.540129 -184.964518 -0.007020 0.476940 -7.771361输出ang1=150时的求解angle angspeed angacceleration :586.184918 110.562008 0.415063 -177.176221 -207.962526 0.295748 0.623253 -266.552595 -168.266256 -0.047758 0.393549 9.812596输出ang1=160时的求解angle angspeed angacceleration :547.454933 113.462407 6.953911 -223.398352 -235.003072 0.282665 0.680257 -262.100065 -138.903553 -0.105183 0.246327 44.899562输出ang1=170时的求解angle angspeed angacceleration :504.544302 116.176610 13.908306 -268.184887 -255.282561 0.257989 0.703480 -249.323224 -89.538230 -0.180241 0.000287 106.600867输出ang1=180时的求解angle angspeed angacceleration :458.971730 118.574668 20.844503 -309.643625 -264.764006 0.219135 0.672921 -223.057053 -14.821184 -0.265454 -0.371999 199.314672输出ang1=190时的求解angle angspeed angacceleration :413.004585 120.510406 27.115020 -344.972134 -259.172109 0.165718 0.567137 -178.419329 81.585955 -0.344194 -0.853747 314.511221输出ang1=200时的求解angle angspeed angacceleration :369.545053 121.847767 31.889429 -370.706568 -235.758436 0.099887 0.372457 -112.937479 187.297933 -0.408887 -1.378443 436.158793输出ang1=210时的求解angle angspeed angacceleration :331.798652 122.469341 34.258483 -383.133346 -193.593039 0.022078 0.086043 -25.631424 297.241960 -0.491104 -1.905920 568.696016输出ang1=220时的求解angle angspeed angacceleration :303.153821 122.219130 33.292190 -378.091293 -130.922824 -0.077456 -0.296427 88.941491 425.795050 -0.676887 -2.496336 760.311055输出ang1=230时的求解angle angspeed angacceleration :287.551415 120.753136 27.951831 -349.551698 -43.461002 -0.227868 -0.791435 247.346675 575.056468 -1.094027 -3.164335 1076.851819输出ang1=240时的求解angle angspeed angacceleration :289.100599 117.353641 17.210022 -288.265712 60.871402 -0.467341 -1.348797 462.335114 552.433286 -1.593002 -2.815597 1309.871650输出ang1=250时的求解angle angspeed angacceleration :305.894540 111.367369 2.144459 -189.884640 115.218973 -0.708552 -1.550036 642.734960 12.240677 -0.870938 0.991883 564.144526输出ang1=260时的求解angle angspeed angacceleration :323.986413 103.946293 -11.427774 -74.543748 84.395898 -0.738254 -1.089162 653.304280 -255.624069 0.384248 3.565003 -304.928302输出ang1=270时的求解angle angspeed angacceleration :335.302309 97.031096 -19.261449 33.532005 49.129286 -0.637650 -0.496091 581.357015 -130.140634 0.646045 2.981435 -447.569870输出ang1=280时的求解angle angspeed angacceleration :342.600355 91.196115 -21.943547 128.368687 38.126480 -0.532397 -0.071890 506.691297-5.585137 0.546267 1.904793 -405.499868输出ang1=290时的求解angle angspeed angacceleration :349.595686 86.317539 -21.260725 210.767956 44.168587 -0.446028 0.184434 438.002883 68.415716 0.453589 1.077375 -389.377468输出ang1=300时的求解angle angspeed angacceleration :358.607892 82.240708 -18.666754 281.194923 60.502728 -0.370112 0.316464 368.260484 116.057770 0.427245 0.460440 -415.756327输出ang1=310时的求解angle angspeed angacceleration :371.130402 78.917555 -15.254653 338.895047 84.027335 -0.293669 0.351067 291.444179 151.953756 0.455712 -0.052046 -466.454916输出ang1=320时的求解angle angspeed angacceleration :388.249233 76.393061 -11.922868 382.397984 112.840822 -0.209756 0.302612 205.717135 175.288599 0.505389 -0.486217 -511.900005输出ang1=330时的求解angle angspeed angacceleration :410.645047 74.745942 -9.416616 410.419610 143.730687 -0.119125 0.190619 115.320694 173.230815 0.523328 -0.760168 -513.913856输出ang1=340时的求解angle angspeed angacceleration :438.227350 74.001595 -8.199258 422.950752 171.284625 -0.031250 0.052211 30.029879 137.214564 0.471995 -0.783284 -454.129609输出ang1=350时的求解angle angspeed angacceleration :469.931682 74.073764 -8.319585 421.739944 190.319958 0.042754 -0.071138 -41.115003 79.001118 0.372107 -0.609234 -358.898217五．运动线图及分析θ3，θ4ω3，ω4α3，α4S3，S5V3，V5a3,a5机构运动分析：（1）、从θ3－θ1，θ4－θ1曲线图可知，3杆为摆动导杆，4杆为摇杆，（2）、从ω3－θ1、ω4－θ1容易看出：在θ1为0 o～200 o之间，3杆角速度变化较为平缓，保证刨头慢速、稳定工作；在220 o～340 o之间为回程阶段，角速度变化较快，以提高效率；4杆有4个角速度为0点，即4杆的速度方向改变了四次。
140120231 周生森 机械原理大作业(一)手写板
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：汽车工程学院班级：车辆二班设计者：周生森学号：140120231指导教师：王瑞&姜雪日期：2015.051.运动分析题目2.连杆机构运动分析要求（1）按比例画出机构运动简图；（2）对机构进行结构分析，找出组成机构的基本杆组；（3）机构自由度的分析 3.建立坐标系；y4.各基本杆组的运动分析数学模型；5.MATHLAB编程5.1 构件5的角位移xa=0;ya=0;xd=300;yd=-500;xg=-430;yg=210;fe=265;ab=100;gf=670;be=460;bc=460;cd=250; a7=pi/6;ec=2*bc*sin(a7/2);a1=0:0.001:2*pi;t=a1./10;xb=ab.*cos(a1);yb=ab.*sin(a1);a2=atan((yd-yb)./(xd-xb))+pi;bd=sqrt(((yb-yd).*(yb-yd))+((xb-xd).* (xb-xd)));a3=acos((bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc)./(2*bd .*cd));xc=xd-cd.*sin(a2+a3-pi/2);yc=yd+cd.*cos(a2+a3-pi/2);fori=1:length(a1)ifatan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i)))> 0a4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )));elsea4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )))+pi;endendfori=1:length(a1)if a4(i)+5*pi/12<piye(i)=yc(i)+ec.*cos(a4(i)-1/12*pi); xe(i)=xc(i)-ec.*sin(a4(i)-1/12*pi); elseye(i)=yc(i)-ec.*sin(a4(i)-7*pi/12); xe(i)=xc(i)-ec.*cos(a4(i)-7*pi/12); endendfori=1:length(a1)ifatan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))>0a5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg)); elsea5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))+pi ;endendge=sqrt((ye-yg).*(ye-yg)+(xe-xg).*(xe -xg));a6=acos((ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf)./(2*ge .*fe));xf=xe-fe.*cos(a5+a6-pi);yf=ye-fe.*sin(a5+a6-pi);a10=acos((ge.*ge+gf*gf-fe*fe)./(2*gf. *ge));plot(t,a5-a10); >> title('构件5的角位移');xlabel('t/s');ylabel('角度rad');grid on;5.2构件5的角速度xa=0;ya=0;xd=300;yd=-500;xg=-430;yg=210;fe=265;ab=100;gf=670;be=460;bc=460;cd=250;a7=pi/6;ec=2*bc*sin(a7/2);a1=0:0.001:2*pi;t=a1./10;xb=ab.*cos(a1);yb=ab.*sin(a1);a2=atan((yd-yb)./(xd-xb))+pi;bd=sqrt(((yb-yd).*(yb-yd))+((xb-xd).* (xb-xd)));a3=acos((bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc)./(2*bd .*cd));xc=xd-cd.*sin(a2+a3-pi/2);yc=yd+cd.*cos(a2+a3-pi/2);fori=1:length(a1)ifatan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i)))> 0a4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )));elsea4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )))+pi;endendfori=1:length(a1)if a4(i)+5*pi/12<piye(i)=yc(i)+ec.*cos(a4(i)-1/12*pi); xe(i)=xc(i)-ec.*sin(a4(i)-1/12*pi); elseye(i)=yc(i)-ec.*sin(a4(i)-7*pi/12); xe(i)=xc(i)-ec.*cos(a4(i)-7*pi/12); endendfori=1:length(a1)ifatan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))>0a5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg)); elsea5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))+pi ;endendge=sqrt((ye-yg).*(ye-yg)+(xe-xg).*(xe -xg));a6=acos((ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf)./(2*ge .*fe));xf=xe-fe.*cos(a5+a6-pi);yf=ye-fe.*sin(a5+a6-pi);a10=acos((ge.*ge+gf*gf-fe*fe)./(2*gf. *ge));plot(t(1:6283),diff(a5-a10)./diff(t)) ;title('构件5的角速度');xlabel('t/s');ylabel('角速度rad/s');grid on;5.3 构件5的角加速度xa=0;ya=0; xd=300;yd=-500;xg=-430;yg=210;fe=265;ab=100;gf=670;be=460;bc=460;cd=250;a7=pi/6;ec=2*bc*sin(a7/2);a1=0:0.001:2*pi;t=a1./10;xb=ab.*cos(a1);yb=ab.*sin(a1);a2=atan((yd-yb)./(xd-xb))+pi;bd=sqrt(((yb-yd).*(yb-yd))+((xb-xd).* (xb-xd)));a3=acos((bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc)./(2*bd .*cd));xc=xd-cd.*sin(a2+a3-pi/2);yc=yd+cd.*cos(a2+a3-pi/2);fori=1:length(a1)ifatan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i)))> 0a4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )));elsea4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )))+pi;endendfori=1:length(a1)if a4(i)+5*pi/12<piye(i)=yc(i)+ec.*cos(a4(i)-1/12*pi);xe(i)=xc(i)-ec.*sin(a4(i)-1/12*pi);elseye(i)=yc(i)-ec.*sin(a4(i)-7*pi/12);xe(i)=xc(i)-ec.*cos(a4(i)-7*pi/12);endendfori=1:length(a1)ifatan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))>0a5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg));elsea5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))+pi ; endendge=sqrt((ye-yg).*(ye-yg)+(xe-xg).*(xe -xg));a6=acos((ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf)./(2*ge .*fe));xf=xe-fe.*cos(a5+a6-pi);yf=ye-fe.*sin(a5+a6-pi);a10=acos((ge.*ge+gf*gf-fe*fe)./(2*gf. *ge));yv=diff(a5-a10)./diff(t);plot(t(1:length(diff(yv)./diff(t(1:62 83)))),diff(yv)./diff(t(1:6283))); title('构件5的角加速度');xlabel('t/s');ylabel('角加速度rad/s*s');grid on;6.程序运行结果\7．结果分析。
机械原理大作业1
机械原理大作业（一）作业名称：连杆机构运动分析设计题目：第八题院系：班级：设计者：学号：指导教师：明设计时间： 2013年06月20日工业大学机械设计一、题目图1—8所示是曲柄转动导杆机构，BC的长度为a，机架AC的长度为d。
试研究当BC 为主动件时，a、d的长度变化对从动件的角位移、角速度和角加速度的影响规律；当导杆为主动件时，a、d的长度变化对从动件BC的角位移、角速度和角加速度的影响规律。
C二、机构的结构分析机构可分为两部分（1）、RPR杆组（2）、刚性杆三、各基本杆组的运动分析数学模型并建立直角坐标系1、当AB为主动件时设角BAC为wt，w为角速度、t为时间、n为角BCA。
由正弦定理可得a/sin(wt)=b/sin(n+wt) 可推出从动件的角位移n=arcsin(d*sin(w*t)/a)-w*t,，对其求导可得从动件的角速度v=(d*t*cos(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2)) – t，再对v求导得从动件的角加速a1=(d^3*t^2*cos(t*w)^2*sin(t*w))/(a^3*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(3/2)) - (d*t^2*sin(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2))。
2、当BC为主动件时设角BCA为w`t`，w`为角速度、t`为时间、n`为角BAC。
由正弦定理可得从动件的角位移n`=arctan(asin(w`*t`)/(d-a*cosw`*t`))，从动件的角速度v`= (t`/((d - a*cos(t`*w`))*(1 –t`^2*w`^2)^(1/2)) - (a*t`*asin(t`*w`)*sin(t`*w`))/(d - a*cos(t`*w`))^2)/(asin(t`*w`)^2/(d - a*cos(t`*w`))^2 + 1)。
北科大机械原理大作业
机械原理大作业
项目名称：直折伞机构分析
组员：
1、实物图
2、雨伞的使用功能及使用场合
提供阴凉环境或遮蔽雨、雪的工具。
也可作为装饰物，拐杖或兵器。
3、分析机构的运动，判断原动件的数目、画出机构运动简图，并计算其自由度
机构运动简图1为主动件，向上运动压缩弹簧可实现打开，向下
运动时通过拉伸弹带动2向下运动可实现收伞。
原动件数目：5
计算自由度：F=3（n-1）-2p4-p5，
该机构中6视为机架，共5个构件，7个低副，0个高副，即n=5,p4=7,p5=0。
F=3x5-2x7-0=1自由度为1。
4、大致测绘出构件尺寸，并进行高副低代。
数据测绘如下(mm):
AB=50,BC=80,AC=70,AD=225,DE=230
该机构不存在高副。
5、确定机构所含杆组的数目和级别（拆杆组），并判断机构的级别。
该机构可拆分为1个三级杆组，所以该机构等级为三级。
6、用图解法求出最小传动角值
最小传动角为图中
7、分析该机构有无急回特性和死点位置
无
8、机构运动分析
位移分析如图
速度分析如图
加速度分析如图
9、分析该机构的优缺点，如何改进其不足
优点：防风效果好，结实耐用，结构简单，制造方便，经济成本低。
缺点: 打开及收回时比较费力，携带不方便，闲置时占空间较大。
将伞柄处设计为自动按钮控制收缩，每次使用完毕按照伞布面的褶印进行整理装入指定的收纳袋里根据空间合理选择放置方式。
机械原理大作业(一)--连杆(34题)
机械原理大作业（一）作业名称：连杆机构运动分析设计题目：（34）题院系：船舶学院班级： 1213101设计者：学号：哈尔滨工业大学机械设计一、运动分析题目如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为BF=200mm,EF=1.25BF,DE=1.13BF,EH=0.85BF,HF=0.65BF,CH=0.81BF,GC=1.56BF,BD=0.58BF,BG=1.85BF,GD=1.6BF,构件1的角速度为W1=10rad/s，试求构件2上点H的轨迹及构件5的角位移，角速度，角加速度，并对计算结果进行分析。
机构结构分析：二、机构的结构分析及基本杆组划分机构各构件都在同一平面内运动，活动构件数n=5，=7，=0则机构的自由度为:F=3×n-2×-1×=3×5-2×7-0=12.基本杆组划分（1）去除虚约束和局部自由度本机构中无虚约束或局部自由度。
（2）拆杆组。
从远离原动件（即杆1）进行拆分，就可以得到由杆4,5 组成的RRRⅡ级杆组GCH，2,3 组成的RRRⅡ级杆组EDF，最后剩下Ⅰ级机构杆1。
（3）确定机构的级别 由（2）知，机构为Ⅱ级机构三、各基本杆组的运动分析数学模型1）Ⅰ级杆组BF （原动件）在Ⅰ级杆组BF 中，即已知构件上B 点的运动参数，求同一构件上F 点（回转副）的运动参数。
调用Ⅰ级机构子程序即可求解 ①位置分析 由图可得F 点的矢量方程F B BF r r l =+x,y 轴上的投影坐标方程为cos sin F B BF BF F B BF BF x x l y y l ϕϕ=+⋅⎫⎬=+⋅⎭（1）②速度和加速度分析 将式（1）对时间t 求导即可得出速度方程：cos sin BF BF BF BF FF B BF FF B BF dx x x l dtdy y x l dt ϕϕϕϕ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎫⎪==-⎪⎬⎪==+⎪⎭ （2）2222cos sin sin cos BF BF BF BF BF BF BF FF B BF BF BF F F B BFBF d x x x l l dtd y y y l l dt ϕϕϕϕϕϕϕϕ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎫⎪==--⎪⎬⎪==--⎪⎭（3）其中因为设B 为原点：B x =0；B y =0 ；B x ⋅=0 ；B y ⋅=0 ；B x ⋅⋅=0 ；B y ⋅⋅=0由上（1）（2）（3）方程可求出F 点的位移，速度，加速度2）RRR Ⅱ级杆组DEF 分析，求出F 点的角位移，角速度，角加速度上面1）中已求得F 点的位移，速度，加速度。
机 械 原 理 大 作 业 - 机械原理大作业
机械原理大作业 - 机械原理大作业
机械原理是研究物体运动、力学、力的作用及其变化规律的科学。
在本次大作业中，我们将介绍机械原理的基本概念、公式和应用。
一、机械原理的基本概念
1. 运动学：研究物体运动的速度、加速度、轨迹等运动规律；
2. 动力学：研究物体的受力与它产生的运动规律；
3. 热力学：研究物体的热现象及其规律；
4. 物理学：研究物理学的基本概念和公式。
二、机械原理的公式
1. 牛顿第一定律：物体静止或匀速直线运动，当且仅当它所受的合外力为零时，物体才保持静止或匀速直线运动；
2. 牛顿第二定律：物体所受的合外力等于其质量乘以加速度；
3. 牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
三、机械原理的应用
1. 机械振动：当物体受到外力作用时，它会出现振动；
2. 飞行器动力学：研究飞行器受到的空气力、重力力和推力等作用力的大小、方向和作用点，以及其导致的运动规律；
3. 摩擦力学：研究物体之间的摩擦力大小、方向和作用点。
以上是机械原理的基本概念、公式和应用，希望这些内容可以帮助大家更好地理解机械原理。
机械原理大作业.doc
机械原理大作业三课程名称：机械原理设计题目：齿轮传动设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：1、设计题目1.1机构运动简图1.2机械传动系统原始参数序号 电机转速（r/min ）输出轴转速（r/min ）带传动最大传动比滑移齿轮传动定轴齿轮传动最大传动比模数 圆柱齿轮圆锥齿轮一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比 模数574512 17 235.2≤4≤ 24≤ 34≤32、传动比的分配计算电动机转速min /745r n =，输出转速m in /1201r n =，min /1702r n =，min /2303r n ，带传动的最大传动比5.2max =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4m ax =d i 。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 08.6212745011===n n i 82.4317745022===n n i 39.3223745033===n n i 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为5.2max =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比f v p i i i i 1max 1= f v p i i i i 2max 2= f v p i i i i 3max 3= 令 4max 1==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 21.64*5.208.62max max 1===v p f i i i i滑移齿轮传动的传动比为82.221.6*5.282.43max 22===fp v i i i i09.221.6*5.239.32max 32===fp v i i i i设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 484.121.6max 33=≤===d f d i i i 3、齿轮齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：35,18,39,14,43,111098765======z z z z z z ；它们的齿顶高系数1=*a h ，径向间隙系数25.0=*c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 51'=。
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。
机械原理大作业一
连杆机构的运动分析一.题目如图所示是曲柄摇杆机构，各构件长度分别为a，b，c，d，试研究各构件长度的变化对机构急回特性的影响规律。
二.机构分析四连杆机构可分为如下两个基本杆组Ⅰ级杆组RRRⅡ级杆组AB为曲柄，做周转运动；CD为摇杆，做摆动运动；BC为连杆；AB，CD均为连架杆，AB为主动件。
三.建立数学模型θ为极位夹角，φ为最大摆角必须满足条件为：1.a≤b，a≤c，a≤d（a为最短杆）；2.L min+L max≤其他两杆之和。
下面分析杆长和极位夹角的关系：在△AC2B中，=；在△AC1B中，=。
θ=-K=最后分以下四种情况讨论：1.机架长度d变化令a=5，b=30，c=29d由6开始变化至54，步长为1输出杆长a，b，c，d和K。
2.连杆长度b变化令a=5，b=29，d=30b由6开始变化至54，步长为1 输出杆长a，b，c，d和K。
3.摇杆长度c变化令a=5，b=29，d=30c由6开始变化至54，步长为1 输出杆长a，b，c，d和K。
4.曲柄长度a变化令b=29，c=28，d=30a由5开始变化至27，步长为1 输出杆长a，b，c，d和K。
四．MATLAB计算编程a=5;b=30;c=29;d=6:1:54;m=(d.^2-216)./(50.*d);n=(384+d.^2)./(70.*d);p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(d,K,'b')xlabel('机架长度d变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');———————————————————————————————————————a=5;d=30;c=29;b=6:1:54;m=((b-5).^2+59)./(60.*(b-5));n=(59+(b+5).^2)./(60.*(b+5));p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(b,K,'b')xlabel('连杆长度b变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');———————————————————————————————————————a=5;d=30;b=29;c=6:1:54;m=(1476-c.^2)./(1440);n=(2056-c.^2)./(2040);p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(c,K,'b')xlabel('摇杆长度c变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');c=28;d=30;b=29;a=5:1:27;m=(116+(29-a).^2)./(60*(29-a) );n=(116+(29+a).^2)./(60*(29+a) );p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(a,K,'b')xlabel('曲柄长度a变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');五.计算结果机架长度变化连杆长度变化摇杆长度变化曲柄长度变化六.计算结果分析1.当机架d增大，其余三杆不变时，K一直减小，减小速度先快后慢。
机械原理大作业
机械原理大作业凸轮机构的设计一、简介凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。
与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。
凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。
因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。
凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。
凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。
二、凸轮机构的工作原理由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。
凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。
从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。
尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。
为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。
具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确动凸轮的一种。
一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。
多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。
凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。
它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。
但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。
一、工作过程和参数在凸轮机构中最常见的运动形式为凸轮机构作等速回转运动，从动件往复移动。
以图6-8为例（对心外轮廓盘形凸轮机构）。
首先介绍一下本图中各构件的名称。
1，运动分析：从动件运动状态凸轮运动凸轮转过的角度ϕ升AB1ϕ2停BC2ϕ3降CD 3停CA4ϕ2、参数①推程（升程）-- 从动件自最低位置升到最高位置的过程 ②推程角（升程角）--推动从动件实现推程时的凸轮转角（ϕ1） ③回程 -- 从动件自最高位置升到最低位置的过程 ④回程角 --从动件从最高位置回到最低位置时的 凸轮转角（ϕ3）⑤远停角（远休止角）从动件在最高位置停止不动，与此对应的凸轮转角。
机械原理大作业
分析说明一、题目二、基本杆组分析由图知，该平面机构由一个Ⅰ级机构和三个Ⅱ级机构组成，因而为Ⅱ级机构。
三、解题代码%clc;%clear all;%机架xA=0;yA=0; %A 点位置xD=348;yD=-138; %D 点位置yh1=100; %固定端高度yh2=0; %固定端高度%主动件L=120; %主动杆杆长c%从动件尺寸LBC=170;LCF=300;LCD=350;LFG=340; LBE=400;%运动分析vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0; %A 点的速度、加速度vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0; %D 点的速度、加速度w=10;aa=0; %主动杆的角速度、角加速度A=(15.57:3:251.44)*pi/180; %曲柄转角(每隔3°计算一次)T=(15.57:3:251.44)*pi/180;[xB,yB] = RR_xy(xA,yA,A,L); %B 点轨迹位置[vxB,vyB] = RR_v(vxA,vyA,A,w,L); %B 点分速度VB=sqrt(vxB.^2+vyB.^2); %B 点速度[axB,ayB] = RR_a(axA,ayA,A,w,aa,L); %B 点加速度[xC,yC,A1,A2]=RRR_xyA(xB,yB,xD,yD,LBC,LCD); %C 点轨迹位置[vxC,vyC,wbc,wcd]=RRR_vw(vxB,vyB,vxD,vyD,A1,A2,LBC,LCD);%C 点分速度VC=sqrt(vxC.^2+vyC.^2); %C 点速度[axC,ayC,aa1,aa2 ] =RRR_a( axB,ayB,axD,ayD,A1,A2,wbc,wcd,LBC,LCD); %C 点加速度[xF,yF] = RR_xy(xB,yB,A1,LCF-LBC); %F 点轨迹位置[vxF,vyF] = RR_v(vxB,vyB,A1,wbc,LCF-LBC); %F 点分速度VF=sqrt(vxF.^2+vyF.^2); %F 点速度[axF,ayF] = RR_a(axB,ayB,A1,wbc,aa1,LCF-LBC); %F 点加速度[xG]=RP_xy( xF,yF,yh1,LFG);for i=(1:1:79)yG(i)=yh1; end; %G 点轨迹位置[vxG]=RP_v(vxF,vyF,yF,yh1,LCF-LBC);for j=(1:1:79)vyG(j)=0; end ;%G 点速度[axG]=RP_a(axF,ayF,vyF,yF,yh1,LCF-LBC);for k=(1:1:79)ayG(k)=0; end; %G 点加速度[xE]=RP_xy( xB,yB, yh2,LBE); for i=(1:1:79)yE(i)=0; end; %E 点轨迹位置[vxE]=RP_v(vxB,vyB,yB,yh2,LBC);for j=(1:1:79)vyE(j)=0; end ;%E 点速度[axE]=RP_a(axB,ayB,vyB,yB,yh2,LBC);for k=(1:1:79)ayE(k)=0; end; %E 点加速度%图像显示subplot(2,3,1);plot(xG,yG ,'r');grid minor;xlabel('G 点横坐标（/mm)');ylabel('G 点纵坐标（/mm)');title('G 点位移图像');subplot(2,3,2);plot(T,vxG,'r'); %G 点合速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('速度V(mm/s)');title('G 点速度图像');subplot(2,3,3);plot(T,axG,'r'); %G 点加速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('aG(mm/s2)');title('G 点加速度图像');subplot(2,3,4);plot(xE,yE ,'b');grid minor;xlabel('E 点横坐标（/mm)');ylabel('E 点纵坐标（/mm)');title('E 点位移图像');subplot(2,3,5);plot(T,vxE,'b'); %E 点合速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('速度V(mm/s)');title('E 点速度图像');subplot(2,3,6);plot(T,axE,'b'); %E 点加速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('aE(mm/s2)');title('E 点加速度图像');四、结果分析四、结果分析该机构为摇杆驱动的摇杆滑块机构，存在急回机构。
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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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))
三、E点、F点位置确定
3.1E点
如图可见，过B作水平线，则由比例关系可
得
，则
.
(9)
3.2F点
过F点作竖直线，可得
，
又因为
，有
各杆件长度改变对F点轨迹影响：
'.. '.来自. '..
四、计算流程框图
开始
输入参数
运行程序
输出 1 输出 2 输出 3 结束
绘制机构动画
绘制 F 点轨迹
绘制不同条件下 E 点轨 迹
二、 机构运动分析数学模型 1.杆组拆分与坐标系选取
本机构通过杆组法拆分为： I 级机构、II 级杆组 RRR 两部分如下：
'.
.
2.平面构件运动分析的数学模型
图 3 平面运动构件（单杆）的运动分析
2.1 数学模型 已知构件 K 上的 N1 点的位置 P1x , P1y ，速度为 v1x , v1Y ，
三、 Matlab 计算程序
1.机构动画
Lab=150; Lbc=220; Lcd=250；
n=100;
m=1;
omiga1=2*pi*n/60;
ax=0;ay=0; %A点坐标
theta=0;
vax=0;vay=0; % A速度
aax=0;aay=0; % A加速度
aiph1=0;
%A角加速度
phi1=0:10:360; %A转角
P3x P1x R2 cos( ) P3y P1y R2 sin( ) N1 ， N3 点的速度，加速度为： v2x v1x R1 sin v1x (P2 y P1y ) v2 y v1y R1 sin v1y (P2x - P1x ) v3x v1x R2 sin( ) v1x (P3y P1y ) v3y v1y R2 cos( ) v1y (P3x P1x ) a2x a1x (P2y P1y ) 2 (P2x P1x ) a2y a1y (P2x P1x ) 2 (P2y P1y ) a3x a1x (P3y P1y ) 2 (P3x P1x )
phi1=phi1*pi/180;
%计算B运动参数
s=Lab;
Lad=300;
Lef=60;
'.
.
[bx,by]=s_crank(ax,ay,theta,phi1,s); %计算BC杆和CD杆及C dx=Lad;dy=0;%D [cx,cy,phi2,phi3]=s_RRR(bx,by,dx,dy,Lbc,Lcd,m); adx=0;ady=0; ex=(cx-bx)/2+bx; ey=(cy-by)/2+by; %F点 fy=ey+Lef*cos(phi2); fx=ex-Lef*sin(phi2); xlabel('/mm') ylabel('/mm') %杆件位置 l1=line([ax,bx(1)],[ay,by(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor'); l2=line([bx,cx(1)],[by,cy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor'); l3=line([cx,dx(1)],[cy,dy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor'); l4=line([ax,dx(1)],[ay,dy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor'); l5=line([ex,fx(1)],[ey,fy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor'); %铰链位置 h1=line(ax,ay,'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMode','x or'); h2=line(bx(1),by(1),'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMo de','xor'); h3=line(cx(1),cy(1),'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMo de','xor'); h4=line(dx,dy,'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMode','x or'); h5=line(ex,ey,'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMode','x or'); h6=line(fx,fy,'color','k','Marker','.','MarkerSize',2,'EraseMode','xo r'); axis([-200,600,-250,300]); grid on %仿真动画 nn=10; mm=0 while mm<nn
errordlg('²»ÄÜ×é×°'); else、
delta=atan((dy-by)./(dx-bx)); gama=acos((d.^2+l2.^2-l3.^2)./(2*d*l2)); phi2=delta+m*gama; cx=bx+l2.*cos(phi2); cy=by+l2.*sin(phi2); phi3=atan((cy-dy)./(cx-dx)); end
. Harbin Institute of Technology
机械原理大作业（一）
课程名称： 设计题目： 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师：
机械原理 连杆机构运动分析 机电工程学院
'.
.
一、 题目（13）
如图所示机构，已知各构件尺寸： Lab=150mm;Lbc=220mm;Lcd=250mm;Lad=300mm;Lef=60mm;Lbe=110mm;EF ⊥ BC。试研究各杆件长度变化对 F 点轨迹的影响。
加速度为 a1x ，a1y 及过点的 N1 点的线段 N1N2 的位置角 ， 构件的角速度ω，角加速度ε，求构件上点 N2 和任意指 定点 N3 （位置参数 N1N3 ＝ R2 ， N2 N1N3 ＝ ）的位置、 速度、加速度。