四连杆机构分析代码动力学--精简
python连杆机构计算程序
Python连杆机构计算程序一、概述连杆机构是机械工程中常见的一种机构，其运动规律和力学性能对于机械设计和分析具有重要的作用。
而在连杆机构的计算中，使用计算程序可以大大简化计算过程，提高计算效率，减少人为误差。
Python 作为一种功能强大的编程语言，它的简洁、易读的语法和丰富的库使得它成为了计算程序的理想选择。
本文将介绍如何使用Python编写连杆机构计算程序，并对其进行详细分析和讨论。
二、连杆机构的基本原理连杆机构是由若干个连接在一起的刚性连杆组成的，它们通过旋转关节连接在一起。
在连杆机构中，常见的有四连杆机构、曲柄曲杆机构、双曲柄曲杆机构等。
这些连杆机构都具有特定的运动规律和力学性能，而这些性能可以通过计算程序来进行分析和预测。
三、Python编程基础在编写连杆机构计算程序之前，我们需要先了解一些Python语言的基础知识。
Python语言具有简洁易读、功能丰富、支持面向对象等特点，这些特点使得我们能够使用Python编写出高效且易于维护的计算程序。
在本文中将不会过多介绍Python语言的基础知识，读者可以通过阅读Python冠方文档或相关的书籍来深入学习Python语言。
四、连杆机构的运动分析在编写连杆机构计算程序之前，我们首先需要对连杆机构的运动进行分析。
以四连杆机构为例，我们需要根据其几何特征和约束关系来建立数学模型，通过求解其运动学方程来得到其运动规律。
为了简化计算过程，我们可以利用Python中的数值计算库来进行数值求解，如NumPy库、SciPy库等。
通过这些库，我们可以高效地进行矩阵运算、数值积分等运算，从而得到连杆机构的运动规律。
五、连杆机构的力学分析除了运动分析之外，连杆机构的力学分析也是十分重要的。
在连杆机构中，连杆和连接件的受力情况直接影响着机构的稳定性和工作性能。
我们需要对连杆机构的受力情况进行分析。
通过建立力学模型和应力分析模型，我们可以计算出连杆和连接件的受力情况，从而评估机构的受力性能。
四连杆机构
W d W r W f
通常用 来表示机械对能量的利用程度
Wr
W d W
f
W
1
f
1
Wd Wd
Wd
用功率表示的机械效率
Pr 1 P f Pd Pd
机械效率也可以用力或力矩的表达式表示 一机械传动如图。设Fd为驱动力，Fr为生产阻力，
d 和 r分别为在Fd和Fr的作用
B
EB
C
EC
大小
l ？
1 AB
？
PC
？
方向 ？ AB BE
CD EC
后一个方程只有两个未知 数，可用图解法求解
过b点作EB 的方向线
be BE 过c点作
EC 的方向线 ce CE
两线交于e点
矢量 pe 代表 E
其大小为
E
pe
将矢量pc移到c点处则可见bccbec大小方向ab矢量pe代表其大小为后一个方程只有两个未知数可用图解法求解eb的方向线ec的方向线cecebc式中有两个未知数可用矢量图解法求解选定加速度比例尺ab可以代表从b作矢量ab指向与1一致则矢量作为的方向线与代表acb大小分别为将它们平移到机构图中的c点处可得bc逆时针方向cd大小方向ec如图c所示过b点作eb矢量代表aec大小分别为矢量422组成移动副的两构件瞬时重合点的速度加速度分析已知条件
角加速度 3
1.速度分析
（1）求vB2 构件1和2在B点组成转动副，vB2 vB1 1 lAB
方向垂直于AB，指向与1 的方向相同。
（2）求 vB3 构件2和构件3组成移动副，B2与B3为瞬时重合
点，B3点的绝对速度等于点B2的绝对速度和B3
四连杆抽油机传动机构的运动学及动力学分析
伐 （ ７ ）
‘ ０ １ 麓 Ｉ‘ ｉ ０ ｃ３ 。 ） ｃ ＋０ ｌ １（ 厶 ＝ ４】 ３ 曲＋ ｏ口 ｓ ㈤
ｌ ｉ０ ３ｎ ｓ ｃ 。 ０ ｓ －，ｉ ｔｓ ０ ｎ
又可求得各构件的角加速度ｃ 、伐 、０ 、 。 ｘ ｃ ，
１ ． ２动力 学分 析 由于在 四根 杆 中，Ａ 杆受 载较 大 ，且ＡＦ Ｆ 杆为
１１３加 速 度 分 析 ．．
再对 （ ） 、 （ ） 中各 式分 别两边 求 导 ： ５ ６
ｆｏ “ 一 ？。 。 ２ Ｊ ｃ
∞
－
ｓ０ ｌｏ ２ ＝ ／ｎ ＋ｃ ０ ４ｃ ｜ ２ ２ ｓ０ －ｓ０ Ｉ ｓ（＋ ｎ ∞ ０ｃ ｌ ４ ｔ ｃ ２ ｉ ｏ ｘ
’
｛ Ｏ ｌ＋Ｙ ｉ Ｙ ４＋ Ｙ ∞＋ ｒ十 ｓ＋：ｃ ｃ ＝ｎ ｓ０ ０Ｘ ， ｃｎ ２ ：ｏ ｃｉ ‘ ＝ｓ ０
｛ １ ， ３ 。 －ｃＯ ｃ － ｏ３ ， ｌ ｓ ｌ ，
ｔ 。＝｝ｓｎ ｙ ｙ ｌｉ Ｏ ＝！ｓｎ ３÷ Ｙ ｔｉ０ ｙ
（ ４）
并根 据 图中 几何 、角 度 关系 求得 各 角 度 ０ 、
０２ 、 ０ ３ ０４ 、 。
１１ 速 度 分析 ．． ２
对 （ ）、 （ ）中各式分 别两 边求 导 ： ３ ４
１ 建立连 杆机构 的数学模型
１１ ． 运动 学 分析
１１１ 置分析 ． 位 ．
｛ ０ｚ—‘曲０ ｆｓｏ ‘ ｉ０ 】 ，ｎ ２２ ０ ２ ｃ ｓ ４ １ｅ ｃ 咄 ｃ ｎ ４ ｏ ｓ ｉ
在 油 田开 采 中 ，抽 油 机 使 用 量 大 ，市 场 前 景 广 阔 。但 抽 油 机 是 油 田最 大 的 耗 能 设备 ， 能源 浪 费 问题 严 重 。现 用 新 型抽 油 机 大 多 仅仅 通 过优 化 四连 杆机 构 的 参 数 ， 效 率提 高 幅度 不大 。 通 过 改 变 结 构 ，设 计 新 型 抽 油机 来 提 高 其 效 率 ， 达 到 节 能 目的具 有 远 大 发 展 前 景 ［。本 文 以新 型 节 能 四 １ 】 连 杆抽 油 机 （ 利 号 ：Ｚ ２ ０ ２ １ １ ４ ．）的传 专 Ｌ ０ ８ ０ ９ ３ ２６ 动 机 构 为 研 究 对 象 ， 旨在 为 该 机 构 的进 一 步 研 究 提 供 基 础 。该 四连 杆 变 形 比例 机 构 是 新 型 节 能 抽 油 机 的核 心 部 件 ，文 中通 过 对 该 四连 杆 变 形 比例 机 构 的解 析 ， 以牛 顿 力 学 为 基 础 ，建 立 机 构 运 动 学 、动 力 学 方 程 ，并 在 此 基 础 上 ，对 该 传 动 机 构 进 行 实 例 验 证 ，充 分 肯 定 了该 机 构 原 理 正 确 ，体 现 了其 自身 的节 能优 势 ，研 究 该 种 新 型 节 能 抽 油 机 的传 动机 构 ，有重 大 的现 实意 义 。
基于MATLAB的液压支架四连杆机构的力学分析
参考文献 1. 黄 滨, 王 秦辉. 优 化课程 结构 的探 索与实 践[ J] . 教 书育 人, 2002
155
三、结语 总之, 对于 变电站 的自 动化 系统, 要 充分 掌握 接地 干扰 的途径、原理、以及可能会受干扰 的设备, 并针 对他们 采取有 效地预防措施。通过 这些 有效 的措 施保 证变 电站 的自 动化 系统的安全、高效的运行 。变电 站的自 动化系 统是一 个复杂 的系统, 在实际的运行当 中, 要结 合实际 情况, 不断地 进行改 造、完善, 以确保变电站能够安全的生产。
154
标函数对支架四连杆机构进行优化设计。 一、输入液压支架基本参数 在进行液压支架四连杆机构优 化设计时 , 首 先要根 据四
连杆液压支架尺寸 结构 确立 科学 合理 的数 学模 型。参照 简 图根据实际工况的 条件和 四连 杆的几 何运 动轨 迹把 合理 的 参数输入到图 1 中, 如 图 1 所示。 也 可以 用 导入 按 钮在 . txt 格式的文件中直接 导入数 值, 最后 运算合 理的 数值可 通 过导出按钮直接导出到 . txt 格式的文件中保存。
基于MatlabSimulink的液压支架四连杆机构动力学分析
ｋｇ / ｍ３ ꎮ 假设铰接点 Ｃ 在液压支架升降过程中匀速
运动ꎬ利用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 模型对四连杆机构动力学进行
数值仿真ꎮ
图 ５ 和图 ６ 分别给出了液压支架四连杆机构运
动过程中 各 铰 接 点 在 ｘ 和 ｙ 方 向 上 的 约 束 反 力
曲线ꎮ
连杆与机架的铰接点 Ｅ 的约束反力最大ꎬ表明 Ｅ 点
１６５４５ / ｊ. ｃｎｋｉ. ｃｍｅｔ. ２０２１. ０１. ０１６
基于 Ｍａｔｌａｂ / Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的液压支架四连杆
机构动力学分析
张宝龙
( 平顶山天安煤业股份有限公司ꎬ 河南 平顶山 ４６７０００)
扫码移动阅读
摘 要: 在连杆质心运动分析的基础上ꎬ基于牛顿￣欧拉法推导了液压支架四连杆机构各构件的
第 ４２ 卷 第 １ 期
２０２１ 年 ２ 月
煤
矿
机
Ｖｏｌ. ４２ Ｎｏ. １
Ｆｅｂ. ２０２１
电
Ｃｏｌｌｉｅｒｙ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
张宝龙. 基于 Ｍａｔｌａｂ / Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的液压支架四连杆机构动力学分析[ Ｊ] . 煤矿机电ꎬ２０２１ꎬ４２(１) :６１￣６３. ｄｏｉ:１０.
２０２１ 年第 １ 期
张宝龙:基于 Ｍａｔｌａｂ / Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的液压支架四连杆机构动力学分析
得各连杆的位置和速度值ꎬ再将这些运动参数输入
６ ３
至动力学模块中进行求解ꎮ
图 ４ 动力学 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真模型
３ 仿真实例
从图中可以看出ꎬ铰接点 Ｃ 所受到的约束反力
ｏｆ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｊｏｉｎｔ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｆｏｕｒ￣ｂａｒ ｌｉｎｋａｇｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｃａｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ
matlab四连杆机构代码实现
matlab四连杆机构代码实现
下面是一个使用MATLAB实现四连杆机构的简单示例代码：
```matlab
% 定义连杆参数
a = [2 3 2 3]; % 连杆长度
theta = [pi/4 pi/3 pi/2 pi/6]; % 连杆转角
% 计算连杆末端坐标
x = zeros(1,5);
y = zeros(1,5);
for i = 2:5
x(i) = x(i-1) + a(i-1) * cos(theta(i-1));
y(i) = y(i-1) + a(i-1) * sin(theta(i-1));
end
% 绘制机构图像
figure;
hold on;
axis equal;
for i = 1:4
line([x(i) x(i+1)], [y(i) y(i+1)], 'LineWidth', 2);
plot(x(i+1), y(i+1), 'ro', 'MarkerSize', 8);
end
```
在这个例子中，我们使用数组`a`存储了四个连杆的长度，使用数组`theta`存储了四个连杆的转角。
通过循环计算每个连杆末端的坐标，并使用MATLAB的`line`函数和`plot`函数绘制连杆和末端坐标点。
你可以根据实际情况修改连杆长度和转角，然后运行代码来生成相应的机构图像。
希望对你有帮助！。
机械原理四连杆机构分析
图4-6 利用死点夹紧工件的夹具
二、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称 为双曲柄机构。
图4-7 插床双曲柄机构
BD2=l22+l32-2l2l3cosBCD 由此可得
l l l l 2l1l 4 cos cosBCD 2l 2 l3
2 2 2 3 2 1 2 4
当=0和180时，cos=+1和-1， BCD分别最小和最大（见图4-4）。 当BCD为锐角时，传动角=BCD， 是传动角的最小值，也即BCD(min) ；
曲柄摇杆机构 双曲柄机构
双摇杆机构
一、 曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两个连架杆， 一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链 四杆机构称为曲柄摇杆机构。
图4-2所示为调整雷达天线俯仰角的 曲柄摇杆机构。曲柄1缓慢地匀速转动， 通过连杆2使摇杆3在一定的角度范围内 摇动，从而调整天线俯仰角的大小。
图4-2 雷达天线俯仰角调整机构
第四章 连杆机构
平面连杆机构是将各构件用转动 副或移动副联接而成的平面机构。
最简单的平面连杆机构是由四个 构件组成的，简称平面四杆机构。它 的应用非常广泛，而且是组成多杆机 构的基础。
§4-1 铰链四杆机构的基本形式 和特性
全部用回转副组成的平面四杆机构 称为铰链四杆机构，如图4-1所示。
连杆
机架
连 架 杆
图4-1 铰链四杆机构
图中，机构的固定件4称为机架；与 机架用回转副相联接的杆1和杆3称为连 架杆；不与机架直接联接的杆2称为连杆。 另外，能做整周转动的连架杆，称为曲 柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称 为摇杆。
Байду номын сангаас
对于铰链四杆机构来说，机架和连杆 总是存在的，因此可按照连架杆是曲柄还 是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型 式：
常用机构(四连杆机构)
三、平面四杆机构的传动特性
急回特性 死点位置 压力角和传动角
急回特征
当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征
极位夹角： 对应从动杆的两个极限位置, 主动件两相应位置所夹锐
角.
急回特性分析： 1 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 -
慢 快
(3) 传力特性
压力角和传动角
压力角 从动杆(运动输出件)受力点的力作用线与该点 速度方位线所夹锐角. (不考虑摩擦)
传动角
压力角的余角.(连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角)
F
d
V
d
d
1800 d
传动不利，设计时规定 4050 通常，机构在运动过程中传动角是变化的，最小值在哪？
设计
已知活动铰点B、C中心位置，求固定铰链A、D 中心位置。
B1
C1
B2
A●
●D
C2
四杆机构 AB1C1D 为所求.
实现连杆给定的三个位置
C1 C2
B1 B2
B3 C3
D
A
四杆机构 AB1C1D 为所求.
2.具有急回特性的机构
按给定的 K 值,设计曲柄摇杆机构
1） 给定 K、y、LCD
① 分析.
(1) 曲柄存在条件
（以曲柄摇杆机构为例）
设 AB 为曲柄, 且 a<d . 由 △BCD :
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b 以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：
用matlab分析四杆机构
⽤matlab分析四杆机构⾸先创建函数FoutBarPosition，函数fsolve通过他确定。
function t=fourbarposition(th,th2,L2,L3,L4,L1)t=[L2*cos(th2)+L3*cos(th(1))-L4*cos(th(2))-L1;…L2*sin(th2)+L3*sin(th(1))-L4*sin(th(2))];主程序如下：disp ' * * * * * * 平⾯四杆机构的运动分析* * * * * *'L1=304.8;L2=101.6;L3=254.0;L4=177.8; %给定已知量，各杆长L1,L2,L3,L4th2=[0:1/6:2]*pi; %曲柄输⼊⾓度从0⾄360度，步长为pi/6th34=zeros(length(th2),2); %建⽴⼀个N⾏2列的零矩阵，第⼀列存放options=optimset('display','off'); %θ_3,第⼆列存放θ_3 for m=1:length(th2) %建⽴for循环，求解θ_3，θ_4th34(m,:)=fsolve('fourbarposition',[1 1],…%调⽤fsove函数求解关于θ_3，θ_4options,th2(m),L2,L3,L4,L1); %的⾮线性超越⽅程，结果保存在th34中endy=L2*sin(th2)+L3*sin(th34(:,1)'); %连杆3的D端点Y坐标值x=L2*cos(th2)+L3*cos(th34(:,1)'); %连杆3的D端点X坐标值xx=[L2*cos(th2)]; %连杆3的C端点X坐标值yy=[L2*sin(th2)]; %连杆3的C端点Y坐标值figure(1)plot([x;xx],[y;yy],'k',[0 L1],[0 0],…%绘制连杆3的⼏个位置点'k--^',x,y,'ko',xx,yy,'ks')title('连杆3的⼏个位置点')xlabel('⽔平⽅向')ylabel('垂直⽅向')axis equal %XY坐标均衡th2=[0:2/72:2]*pi; %重新细分曲柄输⼊⾓度θ_2，步长为5度th34=zeros(length(th2),2);options=optimset('display','off');for m=1:length(th2)th34(m,:)=fsolve('fourbarposition',[1 1],…options,th2(m),L2,L3,L4,L1);endfigure(2)plot(th2*180/pi,th34(:,1),th2*180/pi,th34(:,2)) %绘制连杆3的⾓位移关于曲柄2的⾓位移图plot(th2*180/pi,th34(:,1)*180/pi,…th2*180/pi,th34(:,2)*180/pi) %绘制摇杆4的⾓位移关于曲柄2的⾓位移图axis([0 360 0 170]) %确定XY边界值grid %图形加⽹格xlabel('主动件转⾓\theta_2(度)')ylabel('从动件⾓位移(度)')title('⾓位移线图')text(120,120,'摇杆4⾓位移')text(150,40,'连杆3⾓位移')w2=250; %设定曲柄⾓速度for i=1:length(th2)A=[-L3*sin(th34(i,1)) L4*sin(th34(i,2));…L3*cos(th34(i,1)) -L4*cos(th34(i,2))];B=[w2*L2*sin(th2(i)); -w2*L2*cos(th2(i))];w=inv(A)*B;w3(i)=w(1);w4(i)=w(2);endfigure(3)plot(th2*180/pi,w3,th2*180/pi,w4); %绘制⾓速度线图axis([0 360 -175 200])text(50,160,'摇杆4⾓速度(\omega_4)')text(220,130,'连杆3⾓速度(\omega_3)')gridxlabel('主动件转⾓\theta_2(度)')ylabel('从动件⾓速度(rad\cdot s^{-1})')title('⾓速度线图')for i=1:length(th2)C=[-L3*sin(th34(i,1)) L4*sin(th34(i,2));…L3*cos(th34(i,1)) -L4*cos(th34(i,2))];D=[w2^2*L2*cos(th2(i))+w3(i)^2*L3*cos(th34(i,1))-w4(i)^2*L4*cos(th34(i,2));... w2^2*L2*sin(th2(i))+w3(i)^2*L3*sin(th34(i,1))-w4(i)^2*L4*sin(th34(i,2))];a=inv(C)*D;a3(i)=a(1);a4(i)=a(2);endfigure(4)plot(th2*180/pi,a3,th2*180/pi,a4); %绘制⾓加速度线图axis([0 360 -70000 65000])text(50,50000,'摇杆4⾓加速度(\alpha_4)')text(220,12000,'连杆3⾓加速度(\alpha_3)')gridxlabel('从动件⾓加速度')ylabel('从动件⾓加速度(rad\cdot s^{-2})')title('⾓加速度线图')disp '曲柄转⾓连杆转⾓-摇杆转⾓-连杆⾓速度-摇杆⾓速度-连杆加速度-摇杆加速度' ydcs=[th2'*180/pi,th34(:,1)*180/pi,th34(:,2)*180/pi,w3',w4',a3',a4'];disp(ydcs)>> * * * * * * 平⾯四杆机构的运动分析* * * * * *曲柄转⾓连杆转⾓-摇杆转⾓-连杆⾓速度-摇杆⾓速度-连杆加速度-摇杆加速度1.0e+004 *0 0.0044 0.0097 -0.0125 -0.0125 -0.5478 4.84580.0005 0.0042 0.0094 -0.0126 -0.0107 0.2300 5.5630 0.0010 0.0039 0.0092 -0.0124 -0.0086 0.8946 6.0520 0.0015 0.0037 0.0091 -0.0119 -0.0065 1.4143 6.2982 0.0020 0.0034 0.0090 -0.0114 -0.0043 1.7801 6.3174 0.0025 0.0032 0.0089 -0.0107 -0.0021 2.0027 6.1467 0.0030 0.0030 0.0089 -0.0100 0.0000 2.1046 5.8339 0.0035 0.0028 0.0089 -0.0093 0.0020 2.1134 5.4272 0.0040 0.0026 0.0090 -0.0085 0.0038 2.0566 4.9687 0.0045 0.0025 0.0091 -0.0078 0.0054 1.9578 4.4918 0.0050 0.0023 0.0092 -0.0072 0.0069 1.8356 4.0198 0.0055 0.0022 0.0093 -0.0065 0.0082 1.7040 3.5680 0.0060 0.0021 0.0095 -0.0060 0.0094 1.5725 3.1450 0.0065 0.0019 0.0097 -0.0055 0.0104 1.4474 2.7545 0.0070 0.0018 0.0099 -0.0050 0.01131.33282.3968 0.0075 0.0017 0.0102 -0.0045 0.0121 1.2307 2.0702 0.0080 0.0017 0.0104 -0.0041 0.0128 1.1425 1.7716 0.0085 0.0016 0.0107 -0.0037 0.0134 1.0687 1.4971 0.0090 0.0015 0.0110 -0.0034 0.0138 1.0095 1.2426 0.0095 0.0014 0.0112 -0.0030 0.0142 0.9653 1.0035 0.0100 0.0014 0.0115 -0.0027 0.0145 0.9364 0.7752 0.0105 0.0013 0.0118 -0.0024 0.0148 0.9232 0.5530 0.0110 0.0013 0.0121 -0.0020 0.0149 0.9269 0.3319 0.0115 0.0013 0.0124 -0.0017 0.0150 0.9485 0.1069 0.0120 0.0012 0.0127 -0.0014 0.0150 0.9899 -0.1276 0.0125 0.0012 0.0130 -0.0010 0.0149 1.0530 -0.3773 0.0130 0.0012 0.0133 -0.0006 0.0147 1.1404 -0.6481 0.0135 0.0012 0.0136 -0.0002 0.0145 1.2544 -0.9455 0.0140 0.0012 0.0139 0.0002 0.0141 1.3967 -1.2743 0.0145 0.0012 0.0142 0.0008 0.0136 1.5677 -1.63680.0150 0.0012 0.0144 0.0013 0.0129 1.7648 -2.0314 0.0155 0.0012 0.0147 0.0020 0.0121 1.9807 -2.4495 0.0160 0.0013 0.0149 0.0027 0.0112 2.2018 -2.8735 0.0165 0.0013 0.0151 0.0035 0.0101 2.4071 -3.2754 0.0170 0.0014 0.0153 0.0044 0.0089 2.5697 -3.6186 0.0175 0.0015 0.0155 0.0053 0.0076 2.6616 -3.8650 0.0180 0.0016 0.0156 0.0063 0.0063 2.6609 -3.9849 0.0185 0.0018 0.0157 0.0072 0.0049 2.5591 -3.9674 0.0190 0.0019 0.0158 0.0080 0.0035 2.3638 -3.8244 0.0195 0.0021 0.0159 0.0088 0.0022 2.0959 -3.5866 0.0200 0.0023 0.0159 0.0095 0.0010 1.7823 -3.2931 0.0205 0.0025 0.0159 0.0100 -0.0001 1.4487 -2.9815 0.0210 0.0027 0.0159 0.0105 -0.0011 1.1152 -2.6809 0.0215 0.0029 0.0159 0.0108 -0.0020 0.7942 -2.4103 0.0220 0.0031 0.0158 0.0111 -0.0028 0.4916 -2.1794 0.0225 0.0033 0.0158 0.0112 -0.0035 0.2086 -1.9913 0.0230 0.0036 0.0157 0.0112 -0.0042 -0.0565 -1.8450 0.0235 0.0038 0.0156 0.0111 -0.0048 -0.3071 -1.7375 0.0240 0.0040 0.0155 0.0110 -0.0054 -0.5475 -1.6650 0.0245 0.0042 0.0154 0.0108 -0.0060 -0.7817 -1.6233 0.0250 0.0044 0.0153 0.0104 -0.0065 -1.0139 -1.6089 0.0255 0.0046 0.0151 0.0100 -0.0071 -1.2479 -1.6181 0.0260 0.0048 0.0150 0.0096 -0.0077 -1.4868 -1.6480 0.0265 0.0050 0.0148 0.0090 -0.0082 -1.7336 -1.6955 0.0270 0.0052 0.0146 0.0084 -0.0088 -1.9905 -1.7574 0.0275 0.0054 0.0145 0.0076 -0.0095 -2.2588 -1.8304 0.0280 0.0055 0.0143 0.0068 -0.0101 -2.5391 -1.9100 0.0285 0.0056 0.0141 0.0058 -0.0108 -2.8305 -1.9910 0.0290 0.0057 0.0138 0.0048 -0.0115 -3.1300 -2.06600.0295 0.0058 0.0136 0.0037 -0.0122 -3.4326 -2.1255 0.0300 0.0059 0.0133 0.0024 -0.0130 -3.7297 -2.1572 0.0305 0.0059 0.0131 0.0011 -0.0137 -4.0091 -2.1451 0.0310 0.0059 0.0128 -0.0004 -0.0145 -4.2538 -2.0696 0.0315 0.0059 0.0125 -0.0019 -0.0152 -4.4419 -1.9079 0.0320 0.0058 0.0122 -0.0035 -0.0158 -4.5473 -1.6352 0.0325 0.0058 0.0119 -0.0051 -0.0163 -4.5411 -1.2273 0.0330 0.0056 0.0115 -0.0066 -0.0166 -4.3954 -0.6661 0.0335 0.0055 0.0112 -0.0081 -0.0167 -4.0889 0.0551 0.0340 0.0053 0.0109 -0.0095 -0.0166 -3.6129 0.9243 0.0345 0.0051 0.0105 -0.0106 -0.0161 -2.9781 1.9058 0.0350 0.0049 0.0102 -0.0115 -0.0152 -2.2178 2.9395 0.0355 0.0047 0.0099 -0.0122 -0.0140 -1.3857 3.9473 0.0360 0.0044 0.0097 -0.0125 -0.0125 -0.5478 4.8458 图形输出：图2 连杆3的⼏个位置点图4 ⾓加速度线图图5 ⾓加速度线图。
四连杆机构运动分析
游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄，连杆和 游梁后臂为三个活动杆所构成的四连结构。
1.1四连杆机构运动分析：l 1 cos 1 l 2 cos 2 = l 4 l 3 cos 3 l 1 sin ] l 2 sin 2 = l 3sin ;3 由此方程组可求得两个未知方位角 %, 3 o当要求解3时，应将2消去可得12 =1； l 「I ：「2I 3I 4COS 3「21*3 cos( 3「「"「Z hJ cos 1解得tan(1/2) =(B 一 •. A 2 B 2 -C 2)/(A-C) “an 瞪A = l 4 -l 1 cos 1其中：B = -l 1s in 1C A 2+B 2+l；-1；C =-⑷式中负号对应的四连杆机构的图形如图 2所示，在求得3之后，可利用（5）求复数矢量法： 为了对机构进行运动分析，先建立坐标系,封闭矢量方程式的复数矢量形式：l 1e i 1 l 2e i 2 l 3e i 3 l 4并将各构件表示为杆矢量 结构(1)应用欧拉公式d”=cos 「isinr 将⑴的实部、虚部分离，得213B图2由于初始状态i有个初始角度，定义为「0，因此，我们可以得到关于J「1°一t ,■是曲柄的角速度。
而通过图形3分析，我们得到OA的角度二。
2因此悬点E的位移公式为s =|0A M，速度v二ds=|OA|Z，加速度dt dt dv d2s d2B* =二即也A|贷图3已知附录4给出四连杆各段尺寸，前臂AO=4315mm，后臂BO=2495mm，连杆BD=3675mm，曲柄半径O'D=R=950mm，根据已知条件我们推出|OO'| |O'D||OB| |BD|违背了抽油系统的四连结构基本原则。
为了合理解释光杆悬点的运动规律，我们对四连结构进行简化，可采用简谐运动、曲柄滑块结构进行研究。
1.2简化为简谐运动时的悬点运动规律一般我们认为曲柄半径|O'|比连杆长度|BD|和游梁后臂|OA|小很多，以至于它与|BD|、|OA|的比值可以忽略。
四连杆结构动画
B2
A
D
B3
四连杆结构动画
界面布局
VB6.0默认窗体 控件
command控件 Timer控件 Label控件 Text控件 如图：
运行效果
如图：单击【启动】运行动画，单击【停止】停止动画。
程序代码
程序代码仅供参考
BDC ADB ADC BD2 AD2 AB2 ADB ArcCos 2 BD AD 2 CD BD2 CB 2 BDC ArcCos 2 BD CD
B2
D
B3
C3
C2
BD2 AB2 DA2 2 AB DA Cos( )
：为BAD
四连杆结构动画
VB-小程序实例
ห้องสมุดไป่ตู้连杆结构动画
C3 C1 C2
运动分析
B3
四连杆机构如图：AB绕A点圆周转动， BC为连杆，带动CD摆动。
B2
程序分析
ADB BDC ADC BD2 AD2 AB2 2 BD AD 2 CD BD2 CB 2 BDC ArcCos 2 BD CD ADB ArcCos
A
B1
D
C3
角度： 连接BD，可得： 当：0<θ <180
C2
B3
B2
BD2 AB2 DA2 2 AB DA Cos( )
：为BAD
BD AB2 DA2 2 AB DA Cos( )
A
D
四连杆结构动画
程序分析
A B1
C3
C1 C2
角度： 连接BD，可得： 当：180<θ <360
四连杆机构分析报告代码动力学--精简
平面连杆机构的运动分析和动力分析1.1 机构运动分析的任务、目的和方法曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。
对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。
还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。
上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。
机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。
当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。
而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计。
1.2 机构的工作原理在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为：a.各杆的长度应满足杆长条件，即：最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。
b.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆，且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时，四杆机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。
第一组(2代一套)四杆机构L1=125.36mm,L2=73.4mm,L3=103.4mm,L4=103.52mm最短杆长度+最长杆长度(125.36+73.4) ≤其余两杆长度之和(103.4+103.52)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构第二组(2代二套)四杆机构L1=125.36mm,L2=50.1mm,L3=109.8mm,L4=72.85mm最短杆长度+最长杆长度(125.36+50.1) ≤其余两杆长度之和(109.8+72.85)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构第三组(3代)四杆机构L1=163.2mm,L2=61.6mm,L3=150mm,L4=90mm最短杆长度+最长杆长度(163.2+61.6) ≤其余两杆长度之和(150+90)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构在如下图1所示的曲柄摇杆机构中，构件AB为曲柄，则B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置。
平面四杆机构动力学分析
杆2的角位移为：
2 Φ
2 d 2 l2 l32 式中， Φ arccos 2dl2
arctan
yB yD xD xB
式中的“±”表明 2 有两个解。一个是 C 位置的解，一个 ' 是图中 C 位置的解。
式中，
2 2 E a Bx a Dx 2 ( x C x B ) 3 ( x C x D ) 2 2 F a By a Dy 2 ( y C y B ) 3 ( y C y D )
杆组法
入角位置 3 、角速度3 和角加速度 3 的表达式后的结果 如下图所示：
By 12l1 sin 1 B点加速度： Bx l cos1 ，
2 1 1
D点位置坐标：xD l4 ，yD 0
V V D点速度： Dx 0 ， Dy 0
D点加速度： Dx 0 ， Dy 0
杆组法
1.角位置分析 RRR杆组的装配条件为：
d l2 l3或d l2 l3
即
1 p13 A 3 p13 D
计算得：
p13 A 3 1 p13 D
显然，只要测出 p13 A 的长度即可计算出构件3的角速 度 3 ，角位移 3 可以直接测量出。
瞬心法
用上述方法可求出12个位置处构件3的角位置和角加速 度，如下表：
6
99.23 -13.38
1
yC yD 3 180 - arctan xD xC
杆组法
2.角速度分析 对下式求导，整理得杆3的角速度 3 ：
xB l2 cos 2 xD l3cos 3 yB l2 sin 2 yD l3sin 3
四连杆机构
二、平面四杆机构的设计方法
1）实验法 2）几何法
3）解析法
三、平面四杆机构的设计（几何法）
1、根据给定连杆上两铰链中心的位置设计四杆 机构。 C2 B2 C3 B1 B3
A
C1
D
2、按给定行程速度变化系数设计四杆机构 C1 C2
其实，世上最温暖的语言，“ 不是我爱你，而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊重， 相互包容，相互懂得，才能走的更远。 相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！ 择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牵，一路笑对风雨。在平凡的世界，不求爱的轰轰烈烈；不求誓 言多么美丽；唯愿简单的相处，真心地付出，平淡地相守，才不负最美的人生；不负善良的自己。 人海茫茫，不求人人都能刻骨铭心，但求对人对己问心无愧，无怨无悔足矣。大千世界，与万千人中遇见，只是相识的 开始，只有彼此真心付出，以心交心，以情换情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。 然而，生活不仅是诗和远方，更要面对现实。如果曾经的拥有，不能天长地久，那么就要学会华丽地转身，学会忘记。 忘记该忘记的人，忘记该忘记的事儿，忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合，月有阴晴圆缺。对于离开的人，不必折磨自己脆弱的生命，虚度了美好的朝夕；不必让心灵痛苦不堪， 弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪，告诉自己，日子还得继续，谁都不是谁的唯一，相信最美的风景一直在路上。 人生，就是一场修行。你路过我，我忘记你；你有情，他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人，然而事与愿违时， 你越渴望的东西，也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望，就会像肥皂泡一样破灭，只能在错误的时间遇到错的人。 岁月匆匆像一阵风，有多少故事留下感动。愿曾经的相遇，无论是锦上添花，还是追悔莫及；无论是青涩年华的懵懂赏 识，还是成长岁月无法躲避的经历……愿曾经的过往，依然如花芬芳四溢，永远无悔岁月赐予的美好相遇。 其实，人生之路的每一段相遇，都是一笔财富，尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上，他们都会丰富你的生命，使 你的生命更充实，更真实；丰盈你的内心，使你的内心更慈悲，更善良。所以生活的美好，缘于一颗善良的心，愿我们都能 善待自己和他人。 一路走来，愿相亲相爱的人，相濡以沫，同甘共苦，百年好合。愿有情有意的人，不离不弃，相惜相守，共度人生的每 一个朝夕……直到老得哪也去不了，依然是彼此手心里的宝，感恩一路有你！
四连杆机构分析代码动力学--精简.
平面连杆机构的运动分析和动力分析1.1 机构运动分析的任务、目的和方法曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。
对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。
还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。
上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。
机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。
当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。
而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计。
1.2 机构的工作原理在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为：a.各杆的长度应满足杆长条件，即：最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。
b.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆，且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时，四杆机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。
第一组(2代一套)四杆机构L1=125.36mm,L2=73.4mm,L3=103.4mm,L4=103.52mm最短杆长度+最长杆长度(125.36+73.4) ≤其余两杆长度之和(103.4+103.52)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构第二组(2代二套)四杆机构L1=125.36mm,L2=50.1mm,L3=109.8mm,L4=72.85mm最短杆长度+最长杆长度(125.36+50.1) ≤其余两杆长度之和(109.8+72.85)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构第三组(3代)四杆机构L1=163.2mm,L2=61.6mm,L3=150mm,L4=90mm最短杆长度+最长杆长度(163.2+61.6) ≤其余两杆长度之和(150+90)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构在如下图1所示的曲柄摇杆机构中，构件AB为曲柄，则B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平面连杆机构的运动分析和动力分析1.1 机构运动分析的任务、目的和方法曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。
对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。
还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。
上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。
机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。
当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。
而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计。
1.2 机构的工作原理在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为：a.各杆的长度应满足杆长条件，即：最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。
b.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆，且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时，四杆机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。
第一组(2代一套)四杆机构L1=125.36mm,L2=73.4mm,L3=103.4mm,L4=103.52mm最短杆长度+最长杆长度(125.36+73.4) ≤其余两杆长度之和(103.4+103.52)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构第二组(2代二套)四杆机构L1=125.36mm,L2=50.1mm,L3=109.8mm,L4=72.85mm最短杆长度+最长杆长度(125.36+50.1) ≤其余两杆长度之和(109.8+72.85)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构第三组(3代)四杆机构L1=163.2mm,L2=61.6mm,L3=150mm,L4=90mm最短杆长度+最长杆长度(163.2+61.6) ≤其余两杆长度之和(150+90)最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构在如下图1所示的曲柄摇杆机构中，构件AB为曲柄，则B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置。
1.3 机构的数学模型的建立图1机构结构简图1.3.1建立机构的闭环矢量位置方程 在用矢量法建立机构的位置方程时，需将构件用矢量来表示，并作出机构的封闭矢量多边形。
如图1所示，先建立一直角坐标系。
设各构件的长度分别为L1 、L2 、L3 、L4 ，其方位角为、、、。
以各杆矢量组成一个封闭矢量多边形，即ABCDA 。
其个矢量之和必等于零。
即：式1式1为图1所示四杆机构的封闭矢量位置方程式。
对于一个特定的四杆机构，其各构件的长度和原动件2的运动规律，即 为已知，而=0，故由此矢量方程可求得未知方位角、。
角位移方程的分量形式为：式2闭环矢量方程分量形式对时间求一阶导数（角速度方程）为：式3其矩阵形式为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--2222224344334433cos sin cos cos sin sin θωθωωωθθθθL L L L L L 式4联立式3两公式可求得： 式5式6闭环矢量方程分量形式对时间求二阶导数（角加速度方程）矩阵形式为：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+++-=⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛--424432332222222232334244sin sin sin cos cos cos 434cos 43cos 34sin 43sin 3θωθωθωθωθωθωααθθθθL L L L L L L L L L式7由式7可求得加速度：式8式9注：式1~式9中，Li(i=1,2,3,4）分别表示机架1、曲柄2、连杆3、摇杆4的长度； （i=1,2,3,4）是各杆与x 轴的正向夹角，逆时针为正，顺时针为负，单位为 rad; 是各杆的角速度，，单位为 rad/s;为各杆的角加速度，单位为。
1.3.2求解方法（1）求导中应用了下列公式：式10（2）在角位移方程分量形式（式2）中，由于假定机架为参考系，矢量1与x 轴重合， =0，则有非线性超越方程组：式11可以借助牛顿-辛普森数值解法或Matlab 自带的fsolve 函数求出连杆3的角位移和摇杆4的角位移。
（3）求解具有n 个未知量 （i=1,2,…,n ）的线性方程组：式12式中，系列矩阵是一个阶方阵：式13的逆矩阵为;常数项b是一个n维矢量：式14因此，线性方程组解的矢量为：式15式11是求解连杆3和摇杆4角速度和角加速度的依据。
2 平面连杆机构的动力学分析机构的动力分析，主要是在运动学分析的基础上，由已知工作阻力，求出运动副的约束反力和驱动力(或力矩)，为选择和设计轴承、零部件强度的计算及选择原动机提供理论依据。
本章以机构的组成原理为出发点，主要以应用最为广泛的平面连杆II级机构为分析对象，用复数向量推导出曲柄原动件、RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组、PRP杆组和RPP杆组的动力学矩阵数学模型，并编制相应仿真M函数。
在Matlab／simulink仿真平台，可以搭建所有平面连杆II级机构的动力学仿真模型并进行动力学仿真。
2.1曲柄的动力学矩阵表达式曲柄AB复向量的模ri为常数,幅角θi为变量。
质心到转动副A的距离为rci，质量为mi，绕质心的转动惯量为Ji,作用于质心上的外力为Fxi和Fyi,外力矩为Mi, 曲柄与机架联接，转动副A的约束反力为Rxa和Rya,驱动力矩为M1.由理论力学可得：由运动学知识可推得：合并整理得2.2 RRR II级杆组动力学矩阵表达式如图所示，RRR II级杆组，分别以2个构件BC(长度为)和CD(长度为）为受力分析对象进行受力分析，其受力情况同曲柄，只是不受驱动力矩，则转动副B，C，D的约束反力推导如下。
构件BC受力分析得对构件CD受力分析得由运动学可推得代入、化简、合并写成矩阵为3基于MATLAB程序设计四连杆机构的解析法同样可以用MA TLAB 的计算工具来求值，并结合MATLAB 的可视化手段，把各点的计算值拟合成曲线，得到四连杆机构的运动仿真轨迹。
3.1 程序流程图4 栏杆机各机型的分析结果4.1 2代1机构尺寸参数各构件的尺寸为r1=73.4mm,r2=103.4mm,r3=103.52mm,r4=125.36mm ； 质心为rc1= mm ，rc2＝ mm ．rc3＝ mm 质量为m1＝ kg ，m2＝ kg ．m3＝ kg ；转动惯量为J1＝ kg •m2，J2＝ kg •m2，J3＝ kg •m2， 构件3的工作阻力矩M3＝ N •m ．顺时针方向， 其他构件所受外力和外力矩(弹簧拉力大小及位置) 构件1以等角速度5.326 rad ／s 逆时针方向回转 2代1型运动时间0.6s 曲柄角速度()tπθω*180/12=θ12为曲柄两极限点的转角范围1.352.21812-=θ=183.1 θ31为摇杆两极限点转角范围θ31=169.6412-79.2815=90.36图4-1 连杆3的空间位置点图4-2 连杆3和摇杆4的角位移曲线 图4-3 工作区间内连杆3和摇杆4的角位移曲线曲柄两极限点的转角范围1.352.21812-=θ=183.1 摇杆两极限点转角范围θ31=169.6412-79.2815=90.36主动件转角θ2(度)从动件角速度(r a d ⋅ s -1)图4-4 连杆3和摇杆4角速度曲线 图4-5 工作区间内连杆3和摇杆4角速度曲线 工作区间内摇杆角速度最大值:曲柄转角121度，摇杆转角126.6188，摇杆角速度3.9335 工作区间内摇杆角速度最小值:曲柄转角35度，摇杆转角79.2817，摇杆角速度-0.0196 角速度变化量：3.9335+0.0196=3.9531图3-6 连杆3和摇杆4角加速度曲线 图3-7工作区间内连杆3和摇杆4角加速度曲线 工作区间内摇杆角加速度最大值:曲柄转角35度，摇杆转角79.2817，摇杆角加速度49.5924 工作区间内摇杆角加速度最小值:曲柄转角181度，摇杆转角164.2275，摇杆角速度-22.8097 角速度变化量：49.5924+22.8097=72.40214.2 2代2机构尺寸参数各构件的尺寸为r1=50.1mm,r2=109.8mm,r3=72.85mm,r4=125.36mm ； 质心为rc1= mm ，rc2＝ mm ．rc3＝ mm 质量为m1＝ kg ，m2＝ kg ．m3＝ kg ；转动惯量为J1＝ kg •m2，J2＝ kg •m2，J3＝ kg •m2， 构件3的工作阻力矩M3＝ N •m ．顺时针方向， 其他构件所受外力和外力矩(弹簧拉力大小及位置) 构件1以等角速度3.38594 rad ／s 逆时针方向回转 2代2型运动时间0.9s 曲柄角速度()tπθω*180/12=θ12为曲柄两极限点的转角范围4.2620112-=θ=174.6 θ31为摇杆两极限点转角范围θ31=162.9068-75.5916=87.3152 下表为曲柄转动一周,各参数变化量,角度间隔5度图4-21 连杆3的空间位置点图4-22 连杆3和摇杆4角位移曲线 图4-23 工作区间内连杆3和摇杆4角位移曲线曲柄两极限点的转角范围4.2620112-=θ=174.6摇杆两极限点转角范围θ31=162.9068-75.5916=87.3152图4-24 连杆3和摇杆4角速度曲线图4-25 工作区间内连杆3和摇杆4角速度曲线工作区间内摇杆角速度最大值:曲柄转角116度，摇杆转角122.1706，摇杆角速度2.4237工作区间内摇杆角速度最小值:曲柄转角26度，摇杆转角75.5927，摇杆角速度-0.0147角速度变化量：2.4237 +0.0147=2.4384图4-26 连杆3和摇杆4角加速度曲线图4-27 工作区间内连杆3和摇杆4角加速度曲线工作区间内摇杆角加速度最大值:曲柄转角26度，摇杆转角75.5927，摇杆角加速度15.1795工作区间内摇杆角加速度最小值:曲柄转角181度，摇杆转角160.3728，摇杆角速度-10.0923角加速度变化量：15.1795+10.0923=25.27184.3 3代机构尺寸参数各构件的尺寸为r1=61.6mm,r2=150mm,r3=90mm,r4=163.2mm ； 质心为rc1= mm ，rc2＝ mm ．rc3＝ mm 质量为m1＝ kg ，m2＝ kg ．m3＝ kg ；转动惯量为J1＝ kg •m2，J2＝ kg •m2，J3＝ kg •m2， 构件3的工作阻力矩M3＝ N •m ．顺时针方向， 其他构件所受外力和外力矩(弹簧拉力大小及位置) 构件1曲柄以等角速度逆时针方向回转 3曲柄角速度()tπθω*180/12=θ12为曲柄两极限点的转角范围6.236.20312-=θ=180 θ31为摇杆两极限点转角范围θ31=156.4020-70.0143=86.3877连杆3的几个位置点水平方向(m)垂直方向(m )图4-31 连杆3的空间位置点图4-32 连杆与摇杆的角位移曲线(0.6s) 图4-33 工作区间内连杆与摇杆的角位移曲线(0.6s)曲柄两极限点的转角范围2520512-=θ=180摇杆两极限点转角范围θ31=156.3986-70.0381=86.3605主动件转角θ2(度)从动件角速度(r a d ⋅ s -1)角速度线图主动件转角θ2(度)从动件角速度(r a d ⋅ s )角速度线图图4-34 连杆与摇杆的角速度曲线(0.6s) 图4-35 工作区间内连杆与摇杆的角速度曲线(0.6s)工作区间内摇杆角速度最大值:曲柄转角109度，摇杆转角113.0777，摇杆角速度3.6366 工作区间内摇杆角速度最小值:曲柄转角205度，摇杆转角156.3986，摇杆角速度-0.0313 角速度变化量：3.6366 +0.0469=3.68352从动件角加速度(r a d ⋅ s -2)从动件角加速度从动件角加速度(r a d ⋅ s -2)图4-36 连杆与摇杆的角加速度曲线(0.6s) 图4-37工作区间内连杆与摇杆的角加速度曲线(0.6s)工作区间内摇杆角加速度最大值:曲柄转角25度，摇杆转角70.0381，摇杆角加速度35.4232 工作区间内摇杆角加速度最小值:曲柄转角182度，摇杆转角153.7688，摇杆角速度-19.4765 角加速度变化量：35.4232+19.4765=54.8997主动件转角θ2(度)从动件角速度(r a d ⋅ s -1)角速度线图图4-38 工作区间内连杆与摇杆的角速度曲线(0.9s)工作区间内摇杆角速度最大值:曲柄转角109度，摇杆转角113.0777，摇杆角速度2.4244 工作区间内摇杆角速度最小值:曲柄转角205度，摇杆转角156.3986，摇杆角速度-0.0313 角速度变化量：2.4244 +0.0313=2.4557)从动件角加速度从动件角加速度(r a d ⋅ s -2)角加速度线图图4-39 工作区间内连杆与摇杆的角加速度曲线(0.9s)工作区间内摇杆角加速度最大值:曲柄转角25度，摇杆转角70.0381，摇杆角加速度15.7436 工作区间内摇杆角加速度最小值:曲柄转角182度，摇杆转角153.7688，摇杆角速度-8.6562 角加速度变化量：15.7436+8.6562=24.3998下表为3代栏杆机曲柄转动20-210度,各参数变化量,角度间隔1度(运动时间0.9s)3代型栏杆机(运动时间1.3S)运动分析图4-40 工作区间内连杆与摇杆的角速度曲线(1.3s)工作区间内摇杆角速度最大值:曲柄转角109度，摇杆转角113.0777，摇杆角速度1.6784工作区间内摇杆角速度最小值:曲柄转角205度，摇杆转角156.3986，摇杆角速度-0.0216角速度变化量：1.6784 +0.0216=1.7图4-41 工作区间内连杆与摇杆的角加速度曲线(1.3s)工作区间内摇杆角加速度最大值:曲柄转角25度，摇杆转角70.0381，摇杆角加速度7.5458工作区间内摇杆角加速度最小值:曲柄转角182度，摇杆转角153.7688，摇杆角速度-4.1488角加速度变化量：7.5458+4.1488=11.6946下表为3代栏杆机曲柄转动20-210度,各参数变化量,角度间隔1度(运动时间0.9s)。