机械原理大作业(平面六杆机构的运动分析)

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六杆机构

六杆机构
大作业(一)
平面六杆机构的运动分析
1.题目说明
所示为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如下表 所示,又知原动件 1 以等角速度ω1=1rad/s 沿逆时针方向 回转,试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及 E 点的位移、速度及加速度的变化情况。 已知其尺寸参数如下表所示:
组 号 3-A
L1
26.5
Asin 3 Bcos 3 C 0
2
A 2l 1l3 sin 1 B 2l3 (l 1cos 1 l4 ) 式中: 2 2 2 2 C l2 l1 l3 l4 2l1 l4 cos 1
有:
x l4 l3c o s l o s2 ( 3 2 ' c e l s i n 3 l s i n ( ) 2 2 ye 3
y ye tan g xe x g ( x e x g ) 2 ( y y ) 2 l5 2 l6 2 e g cos 2 2l5 ( x e x g ) ( y y ) 2 e g 5 ' 5 5 ' y e l5 sin 5 ' y g tan 6 x e l5 cos 5 ' x g
322.59 299.43 285.25 276.08 269.39 263.77 258.21 251.4 239.86 216.63 187.66 166.33 153.4 145.85 141.4 138.64 136.71 135.07 133.37 131.38 128.95 126.01 122.52 118.5 113.99 109.04 103.67 97.868 91.565 84.606 76.759 67.689 56.881 43.29 24.225 355.19

平面六杆机构的运动分析

平面六杆机构的运动分析

平面六杆机构的运动分析(题号3-C)指导老师陈永琴班级041011学号04101042姓名师汉同组人戴峰杨彤王建雄1、题目说明下图为一平面六杆机构。

直各构件的尺寸如下表,又知原动件1以角速度为1rad/s沿逆时针方向回转,要求个从动件的角位移、角速度、及角加速度以及E 点的位移、速度及加速度变化情况。

组号L i L2 L2'L3 L4 L5 1_6 a(X G)L4'(Y G)L73-C600题目要求:三人一组计算出原动件从0到2口变化时(计算点数37)所要求的各运动变量的大小, 并绘出运动曲线图及E点的轨迹曲线。

2、题目分析1) 建立封闭图形:L 2-L 3= L 4 - L iL 2 + L 2' + L 5 - L 6+ L 7= L 4' - L i2)机构运动分析A.角位移分析由图形封闭性得:L ? cos 2 L 3 cos 3 L 4 L i cos 1L 2 sin2L 3 sin3L 1 sin 1L 2 cos 2 L 2' cos 2 a2L 5co s 5 L 6cos6L 4' L 1 cos1 L2 sin 2 L 2'sin 2a2L5sin5L6 sin 6L 7L 1 sin 1B.角速度分析上式对时间求一阶导数,可得速度方程L 2 sin22 L3 sin 3 3 L 1 sin 1 1L 2 cos 22 L3 cos 33 L [ cos 11L 2 sin 2 12 L 2 sin(a 2)2L 5 sin5 5 L6 sin 66L1sin 1 1 L 2 cos 221 L2 cos( 2 )2 L 5 cos 5 5L 6 cos 6 6L 1cos 11化为矩阵形式为:L2sin 2 L 3 sin 3 0 0 2L 2cos 2 L 3 cos 30 0 3 L 2 sin2 L 2' sin a 2 0 L 5 sin 5 L e sin 6 5 L 2 cos2L 2 cos a 2L 5 cos 5L 6 cos 66L 1 sin 1 L 〔 cos iiL 1 sin 1 L i cos iC.角加速度分析:角速度矩阵对时间求一阶导数,可得加速度矩阵为:L 2 sin 2 L asin 30 2L 2 cos 2L 3 cos 30 3L :2 sin 2L 2' sin a 20 L 5 sin 5 L 6 sin 6 5L 2cos 2 L 2' cos a 2L 5 cos 5L 6 cos 66L 2 cos 2 L 3 cos 30 22 L i cos 1L 2 sin 2L 3 sin 30 2 3 2Li sin iL 2 cos 2 L 2' cos a 20 L ; 5 cos 5 L 6 cos 6 2 5 1L i cos iL 2 sin 2 L 2' sin a 2L5sin 5L 6 sin 62 6L i siniD.E 点的运动状态XEXGL6COs6L5COs5v EX Lsin 66 L5 sin 5 5 速度: v EEyL 6cos 6 6L5cos 55位移:y y L 6 sin 6L 5 sin 5调用MATLAB 系统函数fsolve 求解各从动件的角位移分别存 至 th2,th3,th5,th6。

机械原理大作业平面连杆机构报告

机械原理大作业平面连杆机构报告

平面连杆机构的运动分析(题号:平面六杆机构)一、题目说明图示为一平面六杆机构。

设已知各构件的尺寸如表1所示,又知原动件1以等角速度ω1=1 rad/s沿逆时针方向回转,试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及E点的位移、速度及加速度的变化情况。

已知其尺寸参数如下表所示:二、题目分析1、建立封闭图形:L 1 + L 2= L 3+ L 4组号1ll2l 3 l 4 l 5 l 6 α A B C2-A2-B 2-C26.5 67.5 87.5 52.4 43.0 60l 2=116.6 l 2=111.6l 2=126.6L 1 + L 2= L 5+ L 6+AG2、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:化为矩阵形式为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅⋅-⋅⋅+⋅-⋅+⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-⋅-⋅-⋅⋅-⋅⋅-=⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-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⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅-⋅⋅⋅-⋅--⋅-⋅-⋅⋅⋅-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 Lc 、角加速度分析:矩阵对时间求一阶导数,可得加速度矩阵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 yx E E三、流程图四、源程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#define PI 3.1415926#define N 4void Solutionangle(double [18],double ); /*矢量法求角位移*/void Solutionspeed(double [N][N],double [N],double [18],double ); /*角速度求解*/void Solutionacceleration(double [N][N],double [N][N],double [N],double [18]);/*角加速度求解*/void GaussianE(double [N][N],double [N],double [N]);/*高斯消去*/void FoundmatrixA(double [18],double [N][N]); //创建系数矩阵Avoid FoundmatrixB(double [18],double ,double [N]);//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixDA(double [18],double [N][N]);//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDB(double [18],double ,double [N]);//创建矩阵DB//定义全局变量double l1=26.5,l2=111.6,l3=67.5,l4=87.5,l5=52.4,l6=43.0;double l2g=65.0,xg=153.5,yg=41.7,inang=60*PI/180,as1=1.0;//主函数void main(){int i,j;FILE *fp;double shuju[36][18];double psvalue[18],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],ang1;//建立文件,并制表头if((fp=fopen("filel","w"))==NULL){printf("Cann't open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n The Kinematic Parameters of Point 5\n"); fprintf(fp," ang2 ang3 ang5 ang6"); fprintf(fp," as2 as3 as5 as6"); fprintf(fp," aas2 aas3 aas5 aas6");fprintf(fp," xe ye vex vey aex aey\n");//计算数据并写入文件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=0;j<4;j++){shuju[i][j]=psvalue[j]*180/PI;}for(j=4;j<18;j++){shuju[i][j]=psvalue[j];}fprintf(fp,"\n");for(j=0;j<18;j++)fprintf(fp,"%12.3f",shuju[i][j]);}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 E:\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");for(j=12;j<18;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");}}/*矢量法求角位移*/void Solutionangle(double value[18],double ang1){double xe,ye,A,B,C,phi,alpha,csn,ang5g,d2,d,ang2,ang3,ang5,ang6; A=2*l1*l3*sin(ang1);B=2*l3*(l1*cos(ang1)-l4);C=l2*l2-l1*l1-l3*l3-l4*l4+2*l1*l4*cos(ang1);ang3=2*atan((A+sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));if(ang3<0)//限定ang3大小{ang3=2*atan((A-sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));}ang2=asin((l3*sin(ang3)-l1*sin(ang1))/l2);xe=l4+l3*cos(ang3)+l2g*cos(ang2-inang);ye=l3*sin(ang3)+l2g*sin(ang2-inang);phi=atan2((yg-ye),(xg-xe));d2=(yg-ye)*(yg-ye)+(xg-xe)*(xg-xe);d=sqrt(d2);csn=(l5*l5+d2-l6*l6)/(2.0*l5*d);alpha=atan2(sqrt(1.0-csn*csn),csn);ang5g=phi-alpha;ang5=ang5g-PI;ang6=atan2(ye+l5*sin(ang5g)-yg,xe+l5*cos(ang5g)-xg);value[0]=ang2;value[1]=ang3;value[2]=ang5;value[3]=ang6;value[12]=xe;value[13]=ye;//限定角度大小for(int i=0;i<4;i++){while(value[i]>2*PI)value[i]-=2*PI;while(value[i]<0)value[i]+=2*PI;}}/*角速度求解*/void Solutionspeed(double a2[N][N],double b2[N],double value[18],double ang1) {double ang2,ang3;ang2=value[0];ang3=value[1];double p2[N];GaussianE(a2,b2,p2);value[4]=p2[0];value[5]=p2[1];value[6]=p2[2];value[7]=p2[3];value[14]=-l3*value[5]*sin(ang3)-l2g*value[4]*sin(ang2-inang);value[15]=l3*value[5]*cos(ang3)+l2g*value[4]*cos(ang2-inang);}/*角加速度求解*/void Solutionacceleration(double a3[N][N],double da3[N][N],double db3[N],double value[18]){int i,j;double ang2,ang3;ang2=value[0];ang3=value[1];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];value[16]=-l3*value[9]*sin(ang3)-l3*value[5]*value[5]*cos(ang3)-l2g*value[8]*si n(ang2-inang)-l2g*value[4]*value[4]*cos(ang2-inang);value[17]=l3*value[9]*cos(ang3)-l3*value[5]*value[5]*sin(ang3)+l2g*value[8]*cos (ang2-inang)-l2g*value[4]*value[4]*sin(ang2-inang);}/*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];//使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[18],double a5[N][N]){double ang2,ang3,ang5,ang6;ang2=value5[0];ang3=value5[1];ang5=value5[2];ang6=value5[3]; a5[0][0]=-l2*sin(ang2);a5[0][1]=l3*sin(ang3);a5[1][0]=l2*cos(ang2);a5[1][1]=-l3*cos(ang3);a5[2][0]=-l2*sin(ang2)-l2g*sin(ang2-inang);a5[2][2]=l5*sin(ang5);a5[2][3]=l6*sin(ang6);a5[3][0]=l2*cos(ang2)+l2g*cos(ang2-inang);a5[3][2]=-l5*cos(ang5);a5[3][3]=-l6*cos(ang6);a5[0][2]=a5[0][3]=a5[1][2]=a5[1][3]=a5[2][1]=a5[3][1]=0;}//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixB(double value6[18],double ang1,double b6[N]){b6[0]=b6[2]=l1*sin(ang1)*as1;b6[1]=b6[3]=-l1*cos(ang1)*as1;}//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDA(double value7[18],double da7[N][N]){double ang2,ang3,ang5,ang6,as2,as3,as5,as6;ang2=value7[0];ang3=value7[1];ang5=value7[2];ang6=value7[3]; as2=value7[4];as3=value7[5];as5=value7[6];as6=value7[7];da7[0][0]=-l2*as2*cos(ang2);da7[0][1]=l3*as3*cos(ang3);da7[1][0]=-l2*as2*sin(ang2);da7[1][1]=l3*as3*sin(ang3);da7[2][0]=as2*(-l2*cos(ang2)-l2g*cos(ang2-inang));da7[2][2]=as5*l5*cos(ang5);da7[2][3]=as6*l6*cos(ang6);da7[3][0]=as2*(-l2*sin(ang2)-l2g*sin(ang2-inang));da7[3][2]=as5*l5*sin(ang5);da7[3][3]=as6*l6*sin(ang6);da7[0][2]=da7[0][3]=da7[1][2]=da7[1][3]=da7[2][1]=da7[3][1]=0; }//创建矩阵DBvoid FoundmatrixDB(double value8[18],double ang1,double db8[N]){db8[0]=db8[2]=l1*as1*cos(ang1);db8[1]=db8[3]=l1*as1*sin(ang1);}五、计算结果及相关曲线图:A组:数据图像角位移角速度角加速度E点的位移、速度及加速度六、体会及建议:这次的作业给了我们一次锻炼机会,让我们基本掌握了平面六杆机构解析算法的基本原理,从理论到程序实践,每一步都环环相扣,每一个结果都息息相关,最终在我们共同的努力下完成了本次作业。

机械原理课程设计六杆机构运动与动力分析

机械原理课程设计六杆机构运动与动力分析

机械原理课程设计六杆机构运动与动⼒分析⽬录第⼀部分:六杆机构运动与动⼒分析⼀.机构分析分析类题⽬ 3 1分析题⽬ 32.分析内容 3 ⼆.分析过程 4 1机构的结构分析 42.平⾯连杆机构运动分析和动态静⼒分析 53机构的运动分析8 4机构的动态静⼒分析18 三.参考⽂献21第⼆部分:齿轮传动设计⼀、设计题⽬22⼆、全部原始数据22三、设计⽅法及原理221传动的类型及选择22 2变位因数的选择22四、设计及计算过程241.选取两轮齿数242传动⽐要求24 3变位因数选择244.计算⼏何尺⼨25 五.齿轮参数列表26 六.计算结果分析说明28 七.参考⽂献28第三部分:体会⼼得29⼀.机构分析类题⽬3(⽅案三)1.分析题⽬对如图1所⽰六杆机构进⾏运动与动⼒分析。

各构件长度、构件3、4绕质⼼的转动惯量如表1所⽰,构件1的转动惯量忽略不计。

构件1、3、4、5的质量G1、G3、G4、G5,作⽤在构件5上的阻⼒P⼯作、P空程,不均匀系数δ的已知数值如表2所⽰。

构件3、4的质⼼位置在杆长中点处。

2.分析内容(1)对机构进⾏结构分析;(2)绘制滑块F的运动线图(即位移、速度和加速度线图);(3)绘制构件3⾓速度和⾓加速度线图(即⾓位移、⾓速度和⾓加速度线图);(4)各运动副中的反⼒;(5)加在原动件1上的平衡⼒矩;(6)确定安装在轴A上的飞轮转动惯量。

图1 六杆机构⼆.分析过程:通过CAD制图软件制作的六杆机构运动简图:图2 六杆机构CAD所做的图是严格按照题所给数据进⾏绘制的。

并机构运动简图中活动构件的序号从1开始标注,机架的构件序号为0。

每个运动副处标注⼀个字母,该字母既表⽰运动副,也表⽰运动副所在位置的点,在同⼀点处有多个运动副,如复合铰链处或某点处既有转动副⼜有移动副时,仍只⽤⼀个字母标注。

见附图2所⽰。

1.机构的结构分析如附图1所⽰,建⽴直⾓坐标系。

机构中活动构件为1、2、3、4、5,即活动构件数n=5。

机械原理课程设计六杆机构运动分析

机械原理课程设计六杆机构运动分析

机械原理课程设计说明书题目六杆机构运动分析学院工程机械学院专业机械设计制造及其自动化班级机制三班设计者秦湖指导老师陈世斌2014年1月15日目录一、题目说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 21、题目要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 32、原理图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 33、原始数据∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 3二、结构分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 4三、运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 51、D点运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 82、构件3运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙93、构件4运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙94、点S4运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10四、结论∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10五、心得体会∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10六、参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11一、题目说明1、题目要求此次机械原理课程设计是连杆机构综合,通过对其分析,选择合适的机构的尺寸大小,并进行下列操作:⑴对机构进行结构分析;⑵绘制滑块D的运动线图(即位移、速度和加速度线图);⑶绘制构件3和4的运动线图(即角位移、角速度和角加速度线图);⑷绘制S4点的运动轨迹。

基于UGCAE的平面六杆机构的运动分析

基于UGCAE的平面六杆机构的运动分析

基于UG/CAE的平面六杆机构的运动分析1、题目说明如上图所示平面六杆机构,试用计算机完成其运动分析。

已知其尺寸参数如下表所示:题目要求:两人一组计算出原动件从0到360时(计算点数37)所要求的各运动变量的大小,并绘出运动曲线图及轨迹曲线。

注:为了使计算的结果更好的拟合运动的实际情况,同时考虑到UG在运动仿真分析计算方面的快速性,我们决定在绘制曲线时将计算点由37点增加到600点。

数据输出到Excel表格时计算点取100点。

建模及其分析方法附后!2、建模及其运动分析软件介绍:UG NX是集CAD\CAE\CAM于一体的三维参数化软件,也是当今世界最先进的设计软件,它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械电子等工程领域。

还有在系统创新、工业设计造型、无约束设计、装配设计、钣金设计、工程图设计等方面的功能。

运动仿真是UG/CAE(Computer Aided Engineering)模块中的主要部分,它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。

通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型,利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性,再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。

UG/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作,诸如干涉检查、轨迹包络等,得到大量运动机构的运动参数。

通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性,并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况,对运动机构进行优化。

我们通过学习UG,通过建立平面六杆机构模型,通过UG/CAE模块对平面连杆的运动进行分析。

3.六连杆机构的三维造型连杆L1连杆L2连杆L3连杆L5连杆L6六杆机构装配示意图机构装配后运动演示见附件—平面六杆运动演示.avi (本报告相同目录下)3. 运动分析数据计算结果在附件的Excel表格中。

平面六杆机构运动分析

平面六杆机构运动分析

平面六杆机构运动分析2111306008 王健1、 曲柄摇杆串RRP 型II 级杆组平面六杆机构数学模型如图1所示,当曲柄1做匀速转动时,滑块5做往复移动,该机构的行程速比系数大于1,有急回特性,且传动角较大。

设曲柄1的角速度为ω,并在铰链C 建立坐标oxy 。

由图可知,该机构由构件1、2、3、6组成的曲柄导杆机构和构件3、4、5、6组成的摆动滑块机构组成。

机构中错误!未找到引用源。

(i=1,2,3,4)分别表示曲柄l 、机架2、导杆3、连杆4的长度及滑块5的行程用5s 表示。

曲柄转动中心A 的坐标(y x H H ,)。

图1 六杆机构运动简图对构件1、2、3、6组成的曲柄导杆机构进行运动分析。

曲柄1转动角度 ϕ、连杆2转动角度 错误!未找到引用源。

及摇杆3转动角度错误!未找到引用源。

都是以X 轴正方向为起始边的度量角度,单位为rad 。

并设机构初始位置为曲柄1转角0=ϕ的位置。

该机构的位置方程为: ϕθδππi i i i x i y e L e L e L e H e H 1232/+=++ (1) 式(1)中x 、y 轴的分量等式为:{θϕδθϕδcos cos cos cos sin sin 213213L L L H L L L H x y +=+-+=+ (2) 当 错误!未找到引用源。

在 3600-作匀速变化时,就可以求出对应的连杆2的转角 错误!未找到引用源。

以及摇杆3的转角δ的值。

将式消去 错误!未找到引用源。

,得到: ()()22213213cos cos sin sin L L H L L H L x y =--+-+ϕδϕδ (3) 将(3)式分解,并分别定义:()212122231cos )sin (ϕϕL H L H L L A x y ++-+-=)sin (2131ϕL H L B y -=)cos (2131ϕL H L C x +=摇杆3的角位移()]/)tan[(2112121211C A C A B B a --+-+=δ (4) 由(2)式可得连杆 2 的角位移]/)sin sin arcsin[(213L L L H y ϕδθ-+= (5)假设曲柄作匀角速度dt d /φω=是常数,对式2求时间导数,得到连杆2的角速度2ω以及摇杆3角速度3ω,方程式如下:()()][sin cos sin cos sin cos 11233322ϕωϕωωωδδθθL L L L L L =-- (6) 对式(6)求时间导数, 得到连杆 2 的角加速度及摇杆 3 的角加速度2a ,方程式如下: ()()][cos cos cos sin sin sin sin cos sin cos 3232221232322212233322δωθϕωδωθϕωδδθθL L w L L L w L a a L L L L -+-----= (7) 再对构件3、4、5、6 组成的摆动滑块机构进行运动分析。

机械原理大作业(平面六杆机构的运动分析)

机械原理大作业(平面六杆机构的运动分析)
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]);
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1(六杆机构)

机械原理大作业1(六杆机构)

车辆1302 高小凡41340142车辆1302 张藜千413401381、某洗衣机搅拌机构(原图)机器的功能:这个机器通过1杆输入一个原动力,然后带动3号摇杆的运动输出,完成运动搅拌功能。

适用场合:适用于①洗衣机内部搅拌功能部分;②筛子2、(1)分析机构的运动1杆:曲柄,2杆:连杆,3杆:摇杆;由曲柄1的转动带动摇杆3的摆动,实现运动输出。

(2)运动简图(3)如图,该六杆机构只有一个原动件----1杆(4)自由度F=3(n-1)-2P5=3*5-2*7=1上述六杆机构的运动形式可简化为如图四杆机构的运动形式,4,5杆的运动作为摇杆3的输出机构。

3、大致测绘出构件尺寸4、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;依次拆下4-5/2-3两个II级杆组及原动件1(II级杆组),所以该机构为II级杆组5、用图解法求出最小传动角值:由下图可知,在极限位置2时,压力角最大为70°,则最小传动角为42°6、分析该机构有无急回特性和死点位置;有急回,无死点;180+1809k 1.11180-1809θθ+===>-7、用瞬心法对机构进行运动分析上图中标出了该机构的简化四杆机构的所有瞬心P 12 P 13 P 16 P 23 P 26 P 36其中,绝对瞬心有:P 16 P 36 P 26 相对瞬心有:P 12P 13 P 23速度分析:若1的角速度为w1,则V(P12)=l1*w1V(P23)= [V(P12)/|P12P13|]*|P13P23 | w3= V(P23)/l3w6= V(P23)/| P23P26 |(1)角速度比mv=w6/w2=l1sinv/l3sinuv=0, mv=0,w6=0,此时构件1、2共线,机构处于极限位置;(2)mv=w6/w2=OP13/CP13 (瞬心P13能够用来确定速度比)上图为该机构(六杆机构)全部瞬心(15个)绝对瞬心:P16, P26,P36,P46,P56相对瞬心:P15,P25,P35,P45P14,P24,P34,P13,P23P12中间密集部分的的放大图如下图:8、用杆组法(或其他解析法)对机构进行运动分析(写出数学模型和程序框图);已知该机构的尺寸为:两个固定铰链点a,d,g的坐标分别为(0,0)(420,0)(-80,-35),曲柄原动件|ab|=100mm,连杆2长为300mm,摇杆3长150mm,杆4长100mm,杆5长50mm.经分析,该机构由一个曲柄原动件和两个RRR二级杆组组成的二级机构用杆组法搭建该机构的步奏如下:1)添加曲柄原动件ab;2)添加RRR二级杆组(2-3),杆组的两个动铰链点分别为已有铰链点b和固定铰链点d; 3)在连杆cd上添加铰链点e;4)添加RRR二级杆组(4-5),杆组的两个动铰链点分别为已有铰链点e和固定铰链点g; 5)该机构搭建完成,利用该程序可自动求出任意给定铰链点或构件的位置、速度、和加速度。

机械原理课程设计基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析

机械原理课程设计基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析

机械原理课程设计设计题目:基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析姓名:专业班级:学号:指导老师:目录目录 (1)一、设计说明 (2)二、设计内容及数据 (2)1.构件位置的确定及相应尺寸 (3)2.速度分析 (3)3.加速度分析 (5)三、数据汇总 (9)四、参考文献 (10)一、设计说明机构的运动分析,是指原动件的运动规律已知时,求解其余构件的运动规律,确定指定构件上点的位移、轨迹、速度与加速度。

对机构作运动分析的方法很多,本课程设计采用矢量方程图解法。

对机构作运动分析的目的是确定机构的运动空间、检验相关构件的运动规律是否符合设计要求以及为构件的强度设计、运动副的尺寸设计提供计算惯性力与惯性力矩的参数。

矢量方程图解法,也称相对运动图解法,其依据的原理是将动点的运动划分为伴随参考构件的运动以及相对于参考构件的运动。

二、设计内容及数据图(a)为一平面六杆机构,主动件1的杆长r=AB=0.122m,1ϕ==40°,角速度ωL=10rad/s,机架6上的h1=AC=0.280m,=0.164m,比例尺μl=实际尺寸/图上尺寸=2。

试用相对运动图解h2法求移动从动件5的速度V5与加速度a5。

μ=图(a)AUTOCAD绘制图2L1.构件位置的确定及相应尺寸由图(a )得导杆3上B 、C 两点之间的实际长度BC L = 381.6mm ,C 、D 两点之间的实际长度 CD L =167.45mm; B 、C 两点之间的图上长度BC=190.8mm , C 、D 两点之间的图上长度CD=83.7mm 。

2.速度分析列出方程,进行分析,对两个位置点的分析。

(1)根据两构件上重合点之间的速度合成原理,得导杆3上的B 3点与滑块2上的B 2点之间的速度方程为:B3V = B2V + B3B2V1BA : //: ? ?BC BA CBωl ⊥⊥方向大小 (1)式(2)根据两构件上重合点之间的速度合成原理及已知条件,速度分析应由B 点开始,滑块2上的B 2点的速度为:2B V =1B V =1ω1r =10⨯0.122=1.22 m/s其方向垂直于AB ,指向与1ω的转向一致。

机械原理课程设计说明书--平面六杆机构

机械原理课程设计说明书--平面六杆机构

机械原理课程设计说明书设计题目:平面六杆机构学院:机械工程学院姓名:林立班级:机英101同组人员:刘建业张浩指导老师:王淑芬题目三:平面六杆机构.一. 机构简介1.此平面六杆机构主要由一个四杆机构,和一个曲柄滑块机构构成,其中四杆机构是由1杆,2杆,3杆和机架构成的曲柄摇杆机构,1杆为主动件,转速为90rpm ,匀速转动。

其中滑块机构由3杆,4杆,滑块5和机架构成,以四杆机构的摇杆为主动件2.设计要求:各项原始数据如图所示,要求对机构的指定位置进行运动分析和动态静力分析,计算出从动件的位移,速度(角速度),加速度(角加速度)和主动件的平衡力偶M ,进行机构运动分析,建立数学模型。

之后进行动态静力分析,建立数学模型,必须注意,工作行程和返回行程阻力的大小,方向,主动件处于何位置时有力突变,需要计算两次。

二. 机构运动分析:1.首先分析1杆,2杆,3杆和机架组成的四杆机构,可列复数矢量方程 (1-1) 应用欧拉公式 将实部和虚部分 离得332211cos cos cos θθθl b l l +=+ 332211sin sin sin θθθl a l l +=+把以上两式消元整理得0cos sin 33=++CB A θθ36213621θθθθi i i i l e l l l e e e +=+θθθsin cos i i +=e其中)sin cos (22cos 22sin 21112223212231313131θθθθa b l b a l l l C bl l l B al l l A ++----=-=-=解之可得)/(])([)2/tan(2/12223C B C B A A --+±=θ (1)速度分析将式(1-1)对时间t 求导,可得333222111cos cos cos θθθw l w l w l =+ 333222111sin sin sin θθθw l w l w l =+联解以上两式可求得两个未知角速度,3杆和2杆的角速 度3w 和2w)]-sin()/[l -sin(l )]sin(/[)sin(3223111223321113θθθθθθθθw w l l w w -=--=(2)加速度分析将式(1-1)对时间t 两次求导。

平面连杆机构运动分析

平面连杆机构运动分析

平面连杆机构运动分析大作业(一)平面连杆机构的运动分析班级:姓名:姓名:姓名:指导教师:完成日期:一、题目及原始数据1.1、平面连杆机构的运动分析题目:如图1.1所示,为一平面六杆机构。

设已知各构件的尺寸如表 1.1 所示,又知原动件1以等角速度1ω= 1rad/s 沿逆时针方向回转,试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及位移E 点的位移、速度及加速度的变化情况。

表1.1 平面六杆机构的尺寸参数2'l =65mm,G x =153.5mm,G y =41.7mm题 号 1l 2l3l4l5l6lαABC1-A105.6 67.5 87.5 34.42560°1l =26.5 1l =241l =29.5算出原动件从 0º到 360º时(计算点数 N=36)所要求各运动变量的大小,并绘出各组应的运动线图以及 E 点的轨迹曲线。

图1.1二、平面连杆机构运动分析方程2.1、位移方程:4312l4cos cos l1cos 0h θθθ--=43311l4sin s sin l1sin 0h θθθ+--= 43l4cos l3cos s c 0θθ+-⋅= 43l4sin l3 sin h 0θθ+-=[]343c v v ωω2.2、速度方程:3433343314343cos l4sin s sin 0sin l4cos s cos 0V 0l4sin l3sin 10l4cos l3cos 0θθθθθθθθθθ--⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥---⎢⎥⎣⎦[]211V l1sin l1cos 00θθ=-[]3343V c v v ωω=3V V1\V2=2.3、加速度方程:3344333333443333311144334433sin 14cos v sin s cos 014sin ?v cos s sin 0014cos 13cos 0014sin 13sin 0A ωθωθθωθωωθθωθωθωθωθωθ+⎡⎤⎢⎥--+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦[]112343c A =v v ωω11111112A A A =⨯[]1211A l1cos l1sin 00θθ=--11112A A A =+[]3343A a c a γγ=321A A \A =三、计算程序框图四、计算源程序4.1主程序%输入已知数据clearl1=0.0240;l2=0.1056;l3=0.0675;l4=0.0875;l5=0.0344;l6=0.025;l22=0.065;xg=0.1535;yg=0.0417;omega1=1;alph1=0;hd=pi/180;du=180/pi;t1=1:10:361;theta2=1:10:361;theta3=1:10:361;theta5=1:10:361;theta6=1:10:361;omega2=1:10:361;omega3=1:10:361;omega5=1:10:361;omega6=1:10:361;alph2=1:10:361;alph3=1:10:361;alph5=1:10:361;alph6=1:10:361;xe=1:10:361;ye=1:10:361;V=1:10:361;a=1:10:361;theta1=0;options=gaoptimset('PopulationSize',100,'Generations',10000,'StallGenLimit', 500,'TolFun',1e-100);theta0=ga(@(thet) weiyi_0(thet,theta1),4,options);if theta0(1)<0theta0(1)=theta0(1)+2*pi;endif theta0(1)>2*pitheta0(1)=theta0(1)-2*pi;endif theta0(2)<0theta0(2)=theta0(2)+2*pi;endif theta0(2)>2*pitheta0(2)=theta0(2)-2*pi;endif theta0(3)<0theta0(3)=theta0(3)+2*pi;endif theta0(3)>2*pitheta0(3)=theta0(3)-2*pi;endif theta0(4)<0theta0(4)=theta0(4)+2*pi;endif theta0(4)>2*pitheta0(4)=theta0(4)-2*pi;end%调用子函数Fun_jixie计算该六杆机构的各杆角位移、角速度、角加速度以及E点的角位移、角速度、角加速度for n1=1:10:361theta1=(n1-1)*hd;t1(n1)=theta1*du;theta=fsolve(@(thet) weiyi(thet,theta1),theta0);if theta(1)<0theta(1)=theta(1)+2*pi;endif theta(1)>2*pitheta(1)=theta(1)-2*pi;endif theta(2)<0theta(2)=theta(2)+2*pi;endif theta(2)>2*pitheta(2)=theta(2)-2*pi;endif theta(3)<0theta(3)=theta(3)+2*pi;endif theta(3)>2*pitheta(3)=theta(3)-2*pi;endif theta(4)<0theta(4)=theta(4)+2*pi;endif theta(4)>2*pitheta(4)=theta(4)-2*pi;end[xe(n1),ye(n1)]=weiyi_E(theta1,theta,l1,l2,l22);[omega,alph] = Fun_jixie(theta1,omega1,l1,l2,l3,l5,l6,l22,theta);[V(n1),a(n1)]=sudu_jasudu_E(omega(1),alph(1),theta,theta1,omega1,l1,l2,l22,a lph1);theta2(n1)=theta(1);theta3(n1)=theta(2);theta5(n1)=theta(3);theta6(n1)=theta (4);omega2(n1)=omega(1);omega3(n1)=omega(2);omega5(n1)=omega(3);omega6(n1)=o mega(4);alph2(n1)=alph(1);alph3(n1)=alph(2);alph5(n1)=alph(3);alph6(n1)=alph(4);theta0=theta;end%绘制各杆件的角位移、角速度、角加速度n2=1:10:361;n1=1:10:361;figure(1);%%%%%%subplot(2,2,1)%绘制位移线图plot((n1-1),theta2(n2)*du,'r-',(n1-1),theta3(n2)*du,'g-',(n1-1),theta5(n2)*d u,'y-',(n1-1),theta6(n2)*du,'k-','LineWidth',1.5);title('各杆角位移线图');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('角位移/\circ');grid on;hold on;text(200,60,'θ2');text(200,150,'θ3');text(200,350,'θ5');text(200,260,'θ6');%%%%%%subplot(2,2,2)%绘制角速度线图plot((n1-1),omega2(n2),'r-',(n1-1),omega3(n2),'g-',(n1-1),omega5(n2),'y-',(n 1-1),omega6(n2),'k-','LineWidth',1.5);title('各杆角速度线图');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('角速度/rad\cdots^{-1}');grid on;hold on;%%%%%%subplot(2,2,3)%绘制角加速度线图plot((n1-1),alph2(n2),'r-',(n1-1),alph3(n2),'g-',(n1-1),alph5(n2),'y-',(n1-1 ),alph6(n2),'k-','LineWidth',1.5);title('各杆角加速度线图');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('角加速度/rad\cdots^{-2}');grid on;hold on;%%%%%%%%求E点的位移figure(2)subplot(2,2,1)plot(xe(n1),ye(n1),'r-','LineWidth',1.5);title('E的位移线图');xlabel('E在x方向位移');ylabel('E在y方向位移');grid on;hold on;%求E点角速度与角加速度subplot(2,2,2)%绘制E点角速度plot((n1-1),V(n1),'r-','LineWidth',1.5);title('E点角速度');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('E点角速度/rad\cdots^{-1}');grid on;hold on;subplot(2,2,3)%绘制E点角加速度plot((n1-1),a(n1),'r-','LineWidth',1.5);title('E点角加速度');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('E点角加速度/rad\cdots^{-2}');grid on;hold on;%将数据输出到Exel表shuju1.xls中xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',t1(n1)','sheet1','A1');xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',theta2(n1)'*du,'sheet1','B1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',theta3(n1)'*du,'sheet1','C1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',theta5(n1)'*du,'sheet1','D1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',theta6(n1)'*du,'sheet1','E1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',omega2(n1)','sheet1','F1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',omega3(n1)','sheet1','G1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',omega5(n1)','sheet1','H1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',omega6(n1)','sheet1','I1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',alph2(n1)','sheet1','J1');xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',alph3(n1)','sheet1','K1');xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',alph5(n1)','sheet1','L1');xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',alph6(n1)','sheet1','M1');xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',V(n1)','sheet1','N1');xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆机构\Matlab程序\shuju3.xls',a(n1)','sheet1','O1');4.2从动件角位移,角速度,角加速度function [omega,alph ] = Fun_jixie( theta1,omega1,l1,l2,l3,l5,l6,l22,theta) %从动件角位移theta2=theta(1);theta3=theta(2);theta5=theta(3);theta6=theta(4);%%%%%%%计算从动件角速度A=[ -l2*sin(theta2), l3*sin(theta3), 0, 0;l2*cos(theta2), -l3*cos(theta3), 0, 0;-l22*sin(theta2 - pi/3), -l3*sin(theta3), -l5*sin(theta5),l6*sin(theta6);l22*cos(theta2 - pi/3), l3*cos(theta3), l5*cos(theta5),-l6*cos(theta6)];B=[l1*sin(theta1);-l1*cos(theta1);0;0];omega=A\(omega1*B);omega2=omega(1);omega3=omega(2);omega5=omega(3);omega6=omega(4);%%%%%%计算角从动件角加速度A=[ -l2*sin(theta2), l3*sin(theta3), 0, 0;l2*cos(theta2), -l3*cos(theta3), 0, 0;-l22*sin(theta2 - pi/3), -l3*sin(theta3), -l5*sin(theta5),l6*sin(theta6);l22*cos(theta2 - pi/3), l3*cos(theta3), l5*cos(theta5),-l6*cos(theta6)];At=[-l2*omega2*cos(theta2),l3*omega3*cos(theta3), 0, 0;-l2*omega2*sin(theta2),l3*omega3*sin(theta3), 0, 0;-l22*omega2*cos(theta2 -pi/3),-l3*omega3*cos(theta3),-l5*omega5*cos(theta5),l6*omega6*cos(theta6);-l22*omega2*sin(theta2 -pi/3),-l3*omega3*sin(theta3),-l5*omega5*sin(theta5),l6*omega6*sin(theta6)]; Bt=[omega1*l1*cos(theta1);omega1*l1*sin(theta1);0;0;];alph=A\(-At*omega+omega1*Bt);end4.3 E≠® ƒ ® ƒfunction [V,a]=sudu_jasudu_E(omega,alph,theta,theta1,omega1,l1,l2,l22,alph1) %求E点角速度A=[-l1*sin(theta1),-l2*sin(theta(2))+l22*sin(pi/3-theta(1));l1*cos(theta1),l 2*cos(theta(1))-l22*cos(pi/3-theta(1))];B=[omega1;omega(1)];Vx=-l1*sin(theta1)*omega1-l2*sin(theta(2))+l22*sin(pi/3-theta(1))*omega(1); Vy=l1*cos(theta1)*omega1+l2*cos(theta(1))-l22*cos(pi/3-theta(1))*omega(1);V=sqrt(Vx^2+Vy^2);%求E点角加速度D1=[alph1;alph(1)];D2=[-l1*cos(theta1)*omega1,-l2*cos(theta(1))*omega(1)-l22*cos(pi/3-theta(1)) *omega(1);-l1*sin(theta1)*omega1,-l2*sin(theta(2))*omega(1)+l22*sin(pi/3-the ta(1))*omega(1)];a1=A*D1+D2*B;a=sqrt(a1(1)^2+a1(2)^2);end4.4 E点位移function [ xe,ye ] = weiyi_E( theta1,theta,l1,l2,l22)xe=l1*cos(theta1)+l2*cos(theta(1))+l22*cos(pi/3-theta(1));ye=l1*sin(theta1)+l2*sin(theta(2))+l22*sin(pi/3-theta(1));end五、计算结果1-C1- A各杆角位移变化:主动杆1 从动杆2 从动杆3 从动杆5 从动杆6 角速度变化:主动杆1 从动杆2 从动杆3 从动杆5 从动杆6 角加速度变化:从动杆2 从动杆3 从动杆5 从动杆6 E点速度 E点加速度0 37.5874 73.3953 132.3244 -249.1610 -0.4173 -0.4173 -2.9518 -3.9210 0.1853 0.7684 11.4966 12.2492 0.1750 0.066210 33.9922 70.5461 112.3625 83.0629 -0.3725 -0.2752 -1.6190 -2.3483 0.3312 0.8861 5.4435 7.2001 0.1771 0.069820 30.8938 68.3522 100.7887 66.3895 -0.3099 -0.1240 -1.0223 -1.4183 0.3947 0.8748 2.2858 4.2935 0.1769 0.065230 28.3939 68.8217 92.8061 56.3457 -0.2421 0.0176 -0.7802 -0.8393 0.3918 0.7725 0.7957 2.6200 0.1756 0.056540 26.4980 68.0969 86.1429 50.4847 -0.1776 0.1386 -0.7120 -0.4874 0.35250.6300 0.0186 1.3992 0.1737 0.047150 25.1553 70.3847 79.6002 46.9508 -0.1203 0.2355 -0.7470 -0.3233 0.3016 0.4844 -0.5568 0.2390 0.1717 0.038860 24.2950 73.9013 72.3014 44.0020 -0.0710 0.3093 -0.8813 -0.3641 0.2533 0.3542 -1.2895 -1.2162 0.1695 0.032370 23.8476 75.1559 63.1407 39.4490 -0.0289 0.3627 -1.1655 -0.6919 0.2131 0.2447 -2.4793 -3.4059 0.1670 0.027680 23.7541 78.6178 50.5946 30.3211 0.0074 0.3991 -1.6505 -1.4058 0.1823 0.1547 -3.5724 -5.7645 0.1640 0.024490 23.9684 82.3428 33.3226 13.5585 0.0393 0.4213 -2.1120 -2.2571 0.1598 0.0808 -1.6008 -4.2438 0.1604 0.0224100 24.4557 86.2130 14.0722 351.3272 0.0679 0.4315 -2.0322 -2.5206 0.1440 0.0194 2.3723 0.6473 0.1560 0.0210110 25.1910 90.1287 357.8431 329.7360 0.0942 0.4316 -1.5207 -2.1913 0.1332 -0.0326 3.5937 2.8204 0.1509 0.0199120 26.1562 94.0046 346.5251 311.9913 0.1188 0.4229 -0.9979 -1.7317 0.1258 -0.0774 2.9022 2.6888 0.1450 0.0190130 27.3381 97.7660 339.3348 298.1684 0.1421 0.4065 -0.6212 -1.3498 0.1203 -0.1166 1.9341 2.0410 0.1384 0.0179140 28.7259 101.3476 334.8721 287.2791 0.1642 0.3833 -0.3835 -1.0652 0.1154 -0.1510 1.1653 1.4750 0.1312 0.0168150 30.3094 104.6913 332.0658 278.6109 0.1852 0.3541 -0.2503 -0.8573 0.1096 -0.1812 0.6238 1.0709 0.1237 0.0156160 32.0769 107.7461 330.1164 271.5735 0.2048 0.3196 -0.1901 -0.7032 0.1019 -0.2074 0.2498 0.7872 0.1161 0.0145170 34.0134 110.4673 328.4700 265.7510 0.2225 0.2806 -0.1804 -0.5877 0.0910 -0.2297 -0.0073 0.5761 0.1086 0.0136180 36.0993 112.8168 326.7451 260.8343 0.2377 0.2377 -0.2052 -0.5024 0.0762 -0.2485 -0.1801 0.4041 0.1015 0.0131190 38.3086 114.7624 324.6851 256.5725 0.2496 0.1915 -0.2526 -0.4427 0.0567 -0.2641 -0.2889 0.2529 0.0949 0.0132200 40.6082 116.2773 322.1285 252.7450 0.2575 0.1426 -0.3135 -0.4061 0.0318 -0.2774 -0.3478 0.1167 0.0893 0.0140210 42.9568 117.3387 318.9886 249.1546 0.2603 0.0914 -0.3804 -0.3899 0.0013 -0.2895 -0.3685 0.0004 0.0847 0.0157220 45.3047 117.9264 315.2360 245.6335 0.2571 0.0380 -0.4480 -0.3900 -0.0353 -0.3017 -0.3620 -0.0853 0.0813 0.0181230 47.5932 118.0211 310.8823 242.0595 0.2470 -0.0175 -0.5127 -0.4004 -0.0782 -0.3151 -0.3403 -0.1278 0.0794 0.0211240 49.7540 117.6023 305.9627 238.3738 0.2288 -0.0754 -0.5729 -0.4132 -0.1278 -0.3310 -0.3164 -0.1187 0.0791 0.0247250 51.7094 116.6472 300.5166 234.5934 0.2014 -0.1360 -0.6293 -0.4199 -0.1843 -0.3501 -0.3049 -0.0572 0.0803 0.0288260 53.3719 115.1293 294.5668 230.8117 0.1639 -0.1997 -0.6848 -0.4124 -0.2475-0.3721 -0.3194 0.0467 0.0834 0.0333270 54.6447 113.0192 288.1003 227.1842 0.1152 -0.2668 -0.7443 -0.3852 -0.3165 -0.3955 -0.3688 0.1726 0.0882 0.0379280 55.4237 110.2873 281.0562 223.8989 0.0548 -0.3369 -0.8133 -0.3370 -0.3886 -0.4161 -0.4543 0.2910 0.0949 0.0419290 55.6019 106.9102 273.3252 221.1329 -0.0173 -0.4090 -0.8967 -0.2718 -0.4578 -0.4262 -0.5690 0.3631 0.1034 0.0442300 55.0787 102.8823 264.7607 218.9966 -0.0997 -0.4800 -0.9979 -0.2008 -0.5135 -0.4125 -0.7072 0.3318 0.1136 0.0430310 53.7760 98.2358 255.1855 217.4477 -0.1886 -0.5444 -1.1213 -0.1481 -0.5388 -0.3560 -0.9028 0.0758 0.1253 0.0358320 51.6630 93.0677 244.3304 216.0976 -0.2772 -0.5934 -1.2883 -0.1739 -0.5122 -0.2347 -1.4134 -0.8402 0.1379 0.0210330 48.7870 87.5711 231.3350 213.4091 -0.3551 -0.6148 -1.6460 -0.5258 -0.4142 -0.0335 -4.1473 -5.1606 0.1504 0.0016340 45.3000 82.0541 210.8268 201.0289 -0.4101 -0.5961 -3.3535 -2.9018 -0.2419 0.2382 -21.6876 -31.2573 0.1615 0.0280350 41.4594 76.9211 168.4185 155.7385 -0.4319 -0.5293 -5.0122 -5.8883 -0.0235 0.5314 8.8888 5.4742 0.1699 0.0516360 37.5877 72.6042 132.2974 110.8020 -0.4173 -0.4173 -2.9504 -3.9199 0.1853 0.7684 11.4947 12.2491 0.1750 0.06621-B0 35.6084 60.6281 114.9568 35.1604 (0.4138) (0.4138) (1.3994) (2.4028) 0.2650 0.8169 4.9187 6.0195 0.1719 0.067410 30.8924 61.5362 102.5057 52.3535 (0.3491) (0.2488) (0.7314) (1.4428) 0.4055 0.9214 1.8880 3.9732 0.1722 0.066520 27.0862 59.5197 95.1924 39.9378 (0.2697) (0.0818) (0.5036) (0.8102) 0.4334 0.8595 0.5233 2.7968 0.1705 0.057730 24.2472 59.4280 89.3810 31.1071 (0.1938) 0.0619 (0.4624) (0.3856) 0.3926 0.7106 (0.0275) 1.9043 0.1684 0.047340 22.2711 140.9068 83.5433 28.1206 (0.1299) 0.1734 (0.4953) (0.1313) 0.3304 0.5471 (0.2483) 1.1174 0.1668 0.038350 21.0007 63.5668 77.0508 28.9672 (0.0788) 0.2548 (0.5661) (0.0309) 0.2720 0.4034 (0.4096) 0.3728 0.1656 0.031560 20.2899 67.0707 69.4300 27.5319 (0.0384) 0.3117 (0.6815) (0.0875) 0.2257 0.2872 (0.6704) (0.4521) 0.1645 0.026770 20.0246 71.1528 59.9933 25.8948 (0.0059) 0.3497 (0.8738) (0.3374) 0.1915 0.1952 (1.1162) (1.5252) 0.1633 0.023480 20.1229 75.6089 47.5321 18.8230 0.0211 0.3732 (1.1685) (0.8300) 0.1673 0.1216 (1.5023) (2.6442) 0.1615 0.021190 20.5287 80.2819 31.3070 3.1795 0.0444 0.3855 (1.4432) (1.4342) 0.1505 0.0613 (0.7095) (2.2750) 0.1590 0.0194100 21.2050 85.0474 13.4384 343.3043 0.0653 0.3886 (1.3945) (1.7156) 0.1392 0.0103 1.1740 (0.0114) 0.1556 0.0181110 22.1289 89.8033 358.3468 322.8561 0.0848 0.3841 (1.0340) (1.5613) 0.1316 (0.0341) 1.9259 1.3830 0.1511 0.0170120 23.2870 94.4630 348.1012 305.4924 0.1035 0.3731 (0.6457) (1.2608) 0.1263 (0.0736) 1.5727 1.4852 0.1457 0.0160130 24.6719 98.9508 342.0222 291.7128 0.1218 0.3562 (0.3633) (0.9917) 0.1222 (0.1093) 1.0026 1.1989 0.1394 0.0150140 26.2796 103.1990 338.7246 280.8735 0.1398 0.3342 (0.1907) (0.7861) 0.1181 (0.1414) 0.5346 0.9222 0.1324 0.0141150 28.1066 107.1472 337.0058 272.1948 0.1574 0.3075 (0.1002) (0.6314) 0.1130 (0.1702) 0.1940 0.7220 0.1249 0.0134160 30.1477 110.7413 336.0186 265.1882 0.1745 0.2767 (0.0684) (0.5128) 0.1058 (0.1953) (0.0484) 0.5816 0.1172 0.0128170 32.3934 113.9345 335.1552 259.4739 0.1906 0.2424 (0.0776) (0.4204) 0.0957 (0.2167) (0.2185) 0.4726 0.1095 0.0125180 34.8277 116.6874 333.9947 254.7617 0.2051 0.2051 (0.1149) (0.3496) 0.0820 (0.2344) (0.3316) 0.3726 0.1021 0.0124190 37.4267 118.9678 332.2590 250.7928 0.2173 0.1656 (0.1697) (0.2996) 0.0640 (0.2485) (0.3968) 0.2695 0.0953 0.0128200 40.1568 120.7503 329.7869 247.3079 0.2263 0.1242 (0.2334) (0.2710) 0.0415 (0.2597) (0.4221) 0.1623 0.0893 0.0136210 42.9741 122.0147 326.5127 244.0423 0.2314 0.0813 (0.2992) (0.2638) 0.0142 (0.2689) (0.4160) 0.0599 0.0844 0.0149220 45.8240 122.7435 322.4443 240.7458 0.2315 0.0370 (0.3619) (0.2754) (0.0179) (0.2774) (0.3882) (0.0229) 0.0807 0.0168230 48.6401 122.9190 317.6404 237.2170 0.2257 (0.0088) (0.4185) (0.3004) (0.0551) (0.2865) (0.3487) (0.0700) 0.0783 0.0191240 51.3440 122.5200 312.1854 233.3408 0.2130 (0.0565) (0.4679) (0.3304) (0.0975) (0.2975) (0.3093) (0.0696) 0.0775 0.0219250 53.8440 121.5184 306.1608 229.1163 0.1923 (0.1070) (0.5117) (0.3554) (0.1456) (0.3113) (0.2837) (0.0185) 0.0782 0.0252260 56.0339 119.8763 299.6105 224.6626 0.1623 (0.1609) (0.5545) (0.3662) (0.1998) (0.3288) (0.2867) 0.0751 0.0805 0.0290270 57.7910 117.5442 292.5046 220.1994 0.1217 (0.2194) (0.6036) (0.3562) (0.2602) (0.3495) (0.3303) 0.1914 0.0845 0.0332280 58.9751 114.4610 284.7079 215.9974 0.0689 (0.2832) (0.6685) (0.3240) (0.3261) (0.3717) (0.4196) 0.2997 0.0904 0.0374290 59.4298 110.5579 275.9639 212.3007 0.0028 (0.3527) (0.7594) (0.2760) (0.3941) (0.3903) (0.5541) 0.3545 0.0982 0.0407300 58.9895 105.7702 265.8876 209.2070 (0.0767) (0.4268) (0.8875) (0.2308) (0.4565) (0.3950) (0.7431) 0.2768 0.1079 0.0416310 57.4975 100.0632 253.9196 206.4448 (0.1677) (0.5013) (1.0725) (0.2342) (0.4980) (0.3666) (1.0676) (0.1314) 0.1196 0.0371320 54.8443 93.4792 239.0430 202.7655 (0.2641) (0.5674) (1.3812) (0.4193) (0.4928) (0.2761) (1.9610) (1.6144) 0.1328 0.0243330 51.0310 86.2118 218.3537 193.4778 (0.3539) (0.6096) (2.1083) (1.2930) (0.4088)(0.0908) (5.3673) (7.3843) 0.1466 0.0020340 46.2458 78.6793 183.1568 163.4391 (0.4189) (0.6068) (3.6292) (3.7627) (0.2266)0.1995 (4.3728) (10.1287) 0.1589 0.0281350 40.9100 71.5539 140.2853 112.7881 (0.4411) (0.5414) (2.8607) (3.8254) 0.02620.5421 8.5057 7.1362 0.1678 0.0542360 35.6084 65.6281 114.9501 74.8328 (0.4138) (0.4138) (1.3993) (2.4028) 0.26500.8169 4.9188 6.0200 0.1719 0.0674六、运动线图及分析本作业通过MATLAB软件进行机构动力学建模,并输出了机构E点的运动轨迹曲线;从动件的角位移线图、角速度线图,以及角加速度线图。

毕业设计(论文)-牛头刨床六杆机构运动分析

毕业设计(论文)-牛头刨床六杆机构运动分析

毕业设计(论文)-牛头刨床六杆机构运动分析河南理工大学本科毕业设计,论文,摘要在工程技术领域,经常会遇到一些需要反复操作,重复性很高的工作,如果能有一个供反复操作且操作简单的专用工具,图形用户界面就是最好的选择。

如在本设计中对于牛头刨床平面六杆机构来说,为了保证结构参数与运动参数不同的牛头刨床的运动特性,即刨刀在切削过程中接近于等速运动从而保证加工质量和延长刀具寿命,以及刀具的急回性能从而提高生产率,这样的问题如果能够通过设计一个模型平台,之后只需改变参量就可以解决预期的问题,这将大大的提高设计效率。

设计本设计中正是通过建立牛头刨床六杆机构的数学模型,然后用MATLAB程序出一个友好的人机交互的图形界面,并将数学模型参数化,使用户只需改变牛头刨床的参数就可以方便的实现运动分析和运动仿真,用户可以形象直观地观察到牛头刨床的运动轨迹、速度变化及加速度变化规律。

关键词:牛头刨床六杆机构 MATLAB 运动仿真程序开发1河南理工大学本科毕业设计,论文,AbstractIn the engineering area, often repeatedly encountered some operational needs, repetitive highly, and if the operation can be repeated for a simple operation and dedicated tool graphical user interface is the best choice. As in the planer graphic design for six pole bodies, and campaigns to ensure the structural parameters of different parameters planer movement characteristics, planning tool inthe process of cutting close to equal campaign to ensure processing quality and extended life cutlery and cutlery rush back to the performance enhancing productivity, If such issues can be adopted to design a model platform parameter can be changed only after the expected settlement, which will greatly enhance the efficiency of the design. It is through the establishment of this design planer six pole bodies mathematical model, and then use MATLAB to devise procedures of a friendly aircraft in the world graphics interface, and mathematical models of the parameters, so that users only need to change the parameters planer can facilitate the realization of movement analysis and sports simulation, Users can visual image observed in planer movement trajectories, speed changes and acceleration changes.Keywords:Planer 6 pole bodies MATLAB Campaign simulation Procedure development.2河南理工大学本科毕业设计,论文,目录1 绪论 (4)2牛头刨床六杆机构运动分析程序设计2.1 MATLAB介绍 (5)2.2 MATLAB的特点 (6)2.3 用MATLAB处理工程问题优缺点................................7 3牛头刨床运动分析的模型3.1 基本概念与原理 (9)3.2 牛头刨床六杆机构的数学模型 .................................9 4图形用户界面GUI4.1界面设计的原则 (13)4.2 功能要求 (16)4.3界面结构设计 (17)4.4 程序框图的设计 .............................................19 5运动仿真程序界面设计与编程实现5.1 句柄图形体系 (21)5.1.1 图形对象、对象句柄和句柄图形树结构 (22)5.1.2 对象属性 (23)5.1.3 对象句柄的获取方法 (23)5.1.4 对象句柄的获取和设置 (25)5.2 主界面参数含义 (27)5.3 界面制作步骤 (27)6总结 (49)7致谢 (50)8参考书目 (51)9附录程序源代码 (52)3河南理工大学本科毕业设计,论文,1 绪论1.1本课题的意义机构运动分析是不考虑引起机构运动的外力的影响,而仅从几何角度出发,根据已知的原动件的运动规律(通常假设为匀速运动),确定机构其它构件上各点的位移、速度、加速度,或构件的角位移、角速度、角加速度等运动参数。

平面六杆机构运动分析

平面六杆机构运动分析

平面六杆机构运动分析平面六杆机构的结构由六个连杆组成,其中包括三个固定连杆和三个可动连杆。

固定连杆通常被称为定态杆,可动连杆则被称为转动杆。

根据转动杆的数量和连杆相互连接的方式,平面六杆机构可以分为多种类型,如四杆机构、多杆机构等。

在运动分析中,首先需要确定平面六杆机构的运动副,即确定机构中的可动部分和约束部分。

在平面六杆机构中,三个固定连杆固定在轴上,不发生相对运动,因此构成了三个约束副。

而另外三个可动连杆可以沿着其中一方向进行平移或转动,从而实现不同的运动形式。

平面六杆机构的运动是通过连杆相互连接而实现的。

连杆之间的连接点称为铰链,铰链的位置确定了连杆之间的运动关系。

根据铰链的位置不同,连杆之间可以形成不同的树状结构,如三杆树状结构、四杆树状结构等。

通过这些连杆和铰链的组合,平面六杆机构可以实现复杂的运动路径和运动轨迹。

在几何分析中,可以利用连杆的长度和连接点位置来确定连杆的运动范围和运动路径。

通过使用向量和矩阵的运算,可以推导出连杆的运动方程和运动状态方程。

这些方程可以用来描述连杆的位移、速度和加速度,并进一步分析机构的运动性能和稳定性。

在力学分析中,可以应用牛顿定律和动力学原理来分析连杆之间的力学关系和力学性能。

通过建立连杆之间的功率传递和力矩平衡方程,可以计算出机构的输入功率和输出功率,并进一步分析机构的能量转换和运动效率。

平面六杆机构的运动分析在工程设计中具有广泛的应用。

它可以用来实现复杂的运动路径和运动轨迹,广泛应用于各种机械设备和机器人的设计中。

例如,在运动控制领域,平面六杆机构可以用来控制机械臂的运动轨迹和末端位置,实现精确的定位和操作。

在工业自动化领域,平面六杆机构可以用来控制机器人的运动路径和运动速度,实现灵活的操作和自动化生产。

总而言之,平面六杆机构是一种重要的机械结构,它可以实现复杂的运动功能和运动轨迹。

通过几何分析和力学分析,可以对平面六杆机构的运动进行详细的分析和研究。

机械原理课程设计 六杆机构分析完整版

机械原理课程设计 六杆机构分析完整版

机械原理课程设计说明书设计题目:六杆机构运动分析学院:工程机械学院专业:机械设计制造及其自动化班级:25041004设计者:25041004指导老师:张老师日期:2013年01月07日目录1.课程设计题目以及要求————————————————————32.运用辅助软件对结构进行结构分析———————————————43.数据收集以及作图———————————————————————114.总结————————————————————————————17六杆机构运动分析1、分析题目对如图5所示的六杆机构进行运动与动力分析,各构件长度、滑块5的质量G 、构件1转速n1、不均匀系数δ的已知数据如表5所示。

2、分析内容(1)对机构进行结构分析:(2)绘制滑块D 的运动线图(即位移、速度和加速度线图):(3)绘制构件3和4的运动线图(即角位移、角速度和角加速度线图): (4)绘制S4点的运动轨迹。

图5表5方案号L CDmmL ECmmymm L AB mm L CS4 mm n 1r/mi n1 975 360 50 250 400 23.52 975 325 50 225 350 33.53 9003005020030035(一)对机构进行结构分析选取方案三方案号L CDmm L ECmmymmL ABmmL CS4mmn 1r/mi n3 900 300 50 200 300 35对六杆机构进行运动分析:(1)原始数据的输入:(2)基本单元的选取及分析:(3)各点运动参数:(4)长度变化参数(5)各构件角运动参数:(二)滑块D的运动线图(位移-速度-加速度线图):(三)构件3的运动线图(角位移-角速度-角加速度线图):(四)构件4的运动线图(角位移-角速度-角加速度线图):(五)S4点的运动轨迹:(六)数据收集以及作图(1)滑块D 点x 、y 方向的运动参数如表6.1所示表6..1由上表可以得到D 点运动线图如图6.1所示图6.1位置 0123456789101112位 移X 1188.097 1187.376 1058.394 848.5281 680.2758 607.9142 606.0113 651.5314 734.6896 848.5281 980.0058 1105.089 1188.097 Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 速 度X 332.4289 -434.0533 7293.698 -1466.08 -831.5157 -222.7902 169.5616 457.6898 699.4701 879.648 933.0263 776.3062 332.4289 Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 加 速度X -4255.382 -6281.231 -4679198 2533.081 4920.073 3387.318 2265.425 1834.254 1530.378 911.9092 -264.7796 -2020.469 -4255.382 y 0(2)构件3的运动参数如表6.2所示表6.2位置0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12角位移φ14.03624 -16.10211 -50.93532 -90 230.9353 196.1021 165.9638 139.1066 114.1333 90 65.86674 40.89339 14.03624角速度ω-3.4496 -3.947138 -4.561904 -4.886933 -4.561904 -3.947138 -3.4496 -3.1416 -2.981412 -2.93216 -2.981412 -3.1416 -3.4496角加速度ɛ-2.789002 -4.130385 -3.972855 -6.092957 3.972855 4.130385 2.789002 1.582846 0.7038764 2.368942 -0.703876 -1.582846 -2.789002由上表得构件3的运动线图如图6.2所示图6.2(3)构件4的运动参数如表6.3所示表6.3位置0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 φ-4.63715 5.304571 14.99956 19.471122 14.99956 5.304571 -4.63715 -12.60438 -17.70998 -19.47122 -17.70998 -12.60438 -4.63715 角位移ω 1.119198 1.269533 0.992103 1.253846 -0.9921031 -1.269533 -1.119198 -0.8111576 -0.4265414 -1.775216 0.4265414 0.1811158 1.119198 角速度ɛ 1.768468 0.031558 -4.448388 -8.443604 -4.448388 0.031558 1.768468 2.468482 2.88811092 3.039697 2.881092 2.468482 1.768468 角加速度由表6.3参数可得构件4的运动线图如图6.3所示图6.3(4)S4点x、y方向的运动参数如表6.4所示表6.4位置0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12位移X 590.0608 586.9459 478.8375 282.8427 100.7192 10.48452 7.975251 65.99134 163.1245 282.8427 408.4406 519.5487 590.0608 Y 48.50713 -55.47002 755.287 -200 -155.287 -55.47002 48.50713 130.9307 182.5194 200 182.5194 130.9307 48.50713速度X 278.1398 -363.6323 -1139.637 -1466.08 -985.5764 -293.2113 223.8507 563.8953 777.3222 879.648 855.1742 670.1007 278.1398 Y -669.3207 -758.4576 -574.98 -8.42273 574.98 758.4576 669.3207 474.9653 243.7962 7.905602 -243.7962 -474.9653 -669.3207加速度X -3592.063 -5316.593 -4799.736 844.3604 4920.073 4351.956 2928.744 1896.326 1108.512 303.9697 -686.6455 -1958.397 -3592.063 y -1118.368 70.54837 2730.937 4776.623 2730.937 70.54837 -1118.368 -1531.544 -1679.939 -1719.512 -1679.939 -1531.544 -1118.368(七)总结:六杆机构的运动分析相比课本上的平面四杆机构来说难度大些,而且是用辅助软件进行运动分析,这看起来似乎难度更大。

六杆机构运动分析

六杆机构运动分析

机械原理课程设计六杆机构运动分析学院:工程机械专业:机械设计制造及其自动化班级:25041004设计者:王东升于新宇2013年 1月8日一、分析题目如图1所示六杆机构,对其进行运动和动力分析。

已知数据如表1所示。

r1=r3=L2=110mm ,L4=600mm ,L AD=39mm ,n1=40r/min ,L CS4=220mm.图1 六杆机构二、分析内容(1)进行机构的结构分析;如2图所示,建立直角坐标系。

机构中活动构件为1、2、3、4、5,即活动构件数n=5。

A、C、B、D、E处运动副为低副(6个转动副,1个移动副),共7个,即P l=7。

则机构的自由度为:F=3n-2P l=3Χ5-2Χ7=1。

图2(a)图2(b) 图2(c)如图2,拆出基本杆组,(a)为原动件,(b)、(c)为二级杆组,该机构是由机架0、原动件1和2个Ⅱ级杆组组成,故该机构是Ⅱ级机构。

(2)绘制滑块E的运行线图;利用JYCAE软件求解。

1、将题设所给的原始数据(机构的活动构件数、转动副数、移动副数、己知长度值总数和机构的自由度)分别输入JYCAE软件中,如图3:图3—1图3—2图3—3图3—42、机构的运动分析输入完所有的原始数据以后,开始运动分析。

求E点的运动线图,要选取基本单元5,但是利用基本单元5的条件是已知C点的运动状态,所以先利用基本单元1、2求得C点的运动状态,然后求的E点运动线图。

如图4。

图4—1 解得B点运动参数图4—2 解得C点运动参数图4—3 解得E点运动参数共选取3个基本单元,如图4—4,然后运算。

图4—4运算后,E点运动参数如表1,运动线图如图5。

表1 点E的x、y方向的运动参数图5 点E运动线图(3)绘制构件3和4的运动线图;由(2)可知各点运动参数,继续上述程序求解。

如下图:求构件3运动线图是,选取基本单元6中的摆动倒杆(1),如图6—1,运算后,运动参数如表2,运动线图如图6—2。

图6—1表2 构件3的运动参数图6—2求构件4运动线图时,选取基本单元6中的摆动倒杆(1),如图6—3,运算后,运动参数如表3,运动线图如图6—2。

平面六杆机构可视化运动分析

平面六杆机构可视化运动分析

文 章 编 号 :1 0 0 2 — 6 6 7 3( 2 0 1 3 )0 2 — 0 8 5 — 林 权 ,游 张平 ,王 克 刚
( 丽 水 学 院 工 学 院 ,浙 江 丽水 3 2 3 0 0 0 )

要 :运 动分 析是 平 面 六杆 结构研 究 的重要 内容 ,对 于机 构设 计 具 有 重要 指导 意 义 。首 先建 立 并 求解机 构
的矢量 方程 ,从 而得 到 其速 度 、加速 度 和位 移等 的数 学模 型 。在 此基 础 上利 用 Ma l f a b软件 在 数值 计
算 和 图形 绘制 等 方 面 的强 大功 能 ,采 用 模 块化 设 计 ,开发 了一种 界 面友好 的 可视 化人 机 交 互程 序 , 用户 只需 改 变机构 参数 就 可 以方便 的 实现 运动 分析 和 运动 仿 真 .用 户可 以 形 象直观 地 观察 到 关键 点 的运动 轨迹 、速 度 变化及 加 速度 变化规 律 ,为 平 面六杆 机 构 的分 析 计算 提供 了方便 。 同时也提 高 了 设 计效 率 ,对 实 际设 计 具有 一定 的指 导 意 义。 关 键词 :运 动分析 ;Ma t l a b ;六杆机 构 ;仿 真
Abs t r ac t :M ot i on Ana l y s i s i s a l l i mp o r t a nt c o nt e n t o f t h e s t ud y o f p l a na r s i x —s ha nk s t r u c t ur e ,a n d i t i s i m po r t a nt t o s t r u c ur t e de s i g n.F i r s t l y ,
p l a n r a s x— i s h a n k s t r u c t u r e v i s u l a mo i t o n a n l a y s i s p r o g r a m wi t h f r i e n d l y u s e r i n t e r f a c e wa s d e v e l o p e d it w h Ma t l a b , S O ha t t u s e s r o 由

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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y[1]=L[1]*sin((*p).theta[0])+L[2]*sin(x[0])-L[3]*sin(x[1]);
y[2]=L[3]*cos(x[1])+L[0]*cos(x[0]-Alpha)+L[5]*cos(x[2])-L[6]*cos(x[3])-XG+L[4];
y[3]=L[3]*sin(x[1])+L[0]*sin(x[0]-Alpha)+L[5]*sin(x[2])-L[6]*sin(x[3])-YG;
for(m=0;m<=2;m++)
fprintf(fp,"%lf\t",(*p).ae[m]);
fprintf(fp,"\n");
}
fclose(fp);
}
void dnetnf(x,y,n)
int n;
double x[],y[];
{
y[0]=L[1]*cos((*p).theta[0])+L[2]*cos(x[0])-L[3]*cos(x[262215
0.768284
70
1.22173
0.41622
1.311719
1.10307
0.689658
80
1.396263
0.414588
1.372139
0.883043
0.529201
90
1.570796
0.418327
1.437153
0.581597
0.236642
(*p).ae[1]=-L[6]*sin((*p).theta[4])*(*p).w[3]*(*p).w[3]+L[6]*cos((*p).theta[4])*(*p).alpha[3]+L[5]*sin((*p).theta[3])*(*p).w[2]*(*p).w[2]-L[5]*cos((*p).theta[3])*(*p).alpha[2];
b[1]=L[2]*sin((*p).theta[1])*(*p).w[0]*(*p).w[0]-L[3]*sin((*p).theta[2])*(*p).w[1]*(*p).w[1]+w1*w1*L[1]*sin((*p).theta[0]);
b[2]=L[0]*cos((*p).theta[1]-Alpha)*(*p).w[0]*(*p).w[0]+L[3]*cos((*p).theta[2])*(*p).w[1]*(*p).w[1]+L[5]*cos((*p).theta[3])*(*p).w[2]*(*p).w[2]-L[6]*cos((*p).theta[4])*(*p).w[3]*(*p).w[3];
1.759048
1.158217
30
0.523599
0.495565
1.172481
1.619778
0.983385
40
0.698132
0.462477
1.185132
1.503475
0.881119
50
0.872665
0.439043
1.215017
1.389362
0.819504
60
1.047198
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]);
a[0][0]=-L[2]*sin((*p).theta[1]);
a[0][1]=L[3]*sin((*p).theta[2]);
a[0][2]=0.;
a[0][3]=0.;
a[1][0]=L[2]*cos((*p).theta[1]);
a[1][1]=-L[3]*cos((*p).theta[2]);
fprintf(fp,"%lf\t",(*p).w[m]);
for(m=0;m<=3;m++)
fprintf(fp,"%lf\t",(*p).alpha[m]);
for(m=0;m<=1;m++)
fprintf(fp,"%lf\t",(*p).XYe[m]);
for(m=0;m<=2;m++)
fprintf(fp,"%lf\t",(*p).Ve[m]);
-0.36101
-1.08001
140
2.443461
0.501363
1.76885
-0.43869
-1.26961
150
2.617994
0.529
1.827209
double XG=153.5;
double YG=41.7;
double w1=1.0;
double t=0.1;
double h=0.1;
double eps=0.0000001;
main()
{
int n,i,m;
double x[4]={26.23*Angle,49.75*Angle,87.16*Angle,37.25*Angle};
(*p).Ve[0]=-L[6]*sin((*p).theta[4])*(*p).w[3]+L[5]*sin((*p).theta[3])*(*p).w[2];
(*p).Ve[1]=L[6]*cos((*p).theta[4])*(*p).w[3]-L[5]*cos((*p).theta[3])*(*p).w[2];
b[3]=L[0]*sin((*p).theta[1]-Alpha)*(*p).w[0]*(*p).w[0]+L[3]*sin((*p).theta[2])*(*p).w[1]*(*p).w[1]+L[5]*sin((*p).theta[3])*(*p).w[2]*(*p).w[2]-L[6]*sin((*p).theta[4])*(*p).w[3]*(*p).w[3];
(*p).ae[2]=sqrt((*p).ae[0]*(*p).ae[0]+(*p).ae[1]*(*p).ae[1]);
fprintf(fp,"%d\t",(*p).theta1);
for(m=0;m<=4;m++)
fprintf(fp,"%lf\t",(*p).theta[m]);
for(m=0;m<=3;m++)
34.4
25.0
600
153.5
41.7
题目要求:
三人一组计算出原动件从0到360时(计算点数37)所要求的各运动变量的大小,并绘出运动曲线图及轨迹曲线。
2、题目分析
1)建立封闭图形:
L1+L2=L3+L4
L1+L2=L5+L6+AG
2) 机构运动分析
a、角位移分析
由图形封闭性得:
将上式化简可得:
b、角速度分析
for(m=0;m<4;m++)
(*p).theta[m+1]=x[m];
printf("%d %d",n,i);
getchar();
a[0][0]=-L[2]*sin((*p).theta[1]);
a[0][1]=L[3]*sin((*p).theta[2]);
a[0][2]=0.;
a[0][3]=0.;
double w[4];/*w2,3,5,6*/
double alpha[4];
double XYe[2],Ve[3],ae[3];
};
struct motion mot[37];
struct motion *p;
int k=100;
double L[7]={65.0,24.0,105.6,67.5,87.5,34.4,25.0};
100
1.745329
0.426832
1.504701
0.245608
-0.15137
110
1.919862
0.439665
1.573043
-0.03764
-0.52821
120
2.094395
0.456512
1.640689
-0.23518
-0.83791
130
2.268928
0.47714
1.706339
上式对时间求一阶导数,可得速度方程:
化为矩阵形式为:
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:
d、E点的运动状态
位移:
速度:
加速度:
3、流程图
4、源程序
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include "agaus.c"
#include "dnetn.c"
a[1][0]=L[2]*cos((*p).theta[1]);
a[1][1]=-L[3]*cos((*p).theta[2]);
a[1][2]=0.;
a[1][3]=0.;
a[2][0]=-L[0]*sin((*p).theta[1]-Alpha);
a[2][1]=-L[3]*sin((*p).theta[2]);
#include "conio.h"
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