哈工大机械原理大作业一12题

机械原理大作业（一）
作业名称：机械原理
设计题目：连杆机构运动分析
院系：机电工程学院
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
设计时间： 2014年6月3日
哈尔滨工业大学机械设计
连杆机构运动分析
（12）题：图1-12所示的六连杆机构中，各构件尺寸分别为：AB l =200mm ，BC l =500mm ，CD l =800mm ，F x =400mm ，D x =350mm ，
D y =350mm ，1 =100rad/s ，求构件5上的F 点的位移、速度和加速度。

1.建立直角坐标系
以F 点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y ,如下图所示。

2.机构结构分析
该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、3）、II级杆组PRP（杆5、滑块4）组成。

3.各基本杆组运动分析
1.I级杆组RR（原动件AB）
已知原动件AB的转角
ϕ2
π
=
~
原动件AB的角速度
ω
=
10
rad/
s
原动件AB 的角加速度
=α
运动副A 的位置
0,400=-=A A y x
运动副A 的速度
0,0==A A v v
运动副A 的加速度
0,0==A A a a
可得：
)cos(ϕAB A B l x x += )sin(ϕAB A B l y y +=
速度和加速度分析：
)sin(ϕ⨯⨯-=AB xA xB l w v v )
sin(ϕ⨯⨯+=AB yA yB l w v v
)sin()cos(2ϕϕAB AB xA xB el l w a a --= )()s i n (2ϕϕc o a el l w a a AB AB yA yB +-=
2.II 级杆组RRR （杆2、3）
杆2的角位置、角速度、角加速度
BC l =500mm ，CD l =800mm ，D x =350mm ，D y =350mm ，
)
B +A
C B +A B arctan(=ψ20
02
2
02
00-+
)arctan(=ψ3D
C D
C x x y y --
)(L *2A BC 0B D x x -= )
(L *2B BC 0B D y y -=
2B D 2B D 2
BD )y -y ()x -x (L +=
2
CD 2BD 2BC 0L L L C -+=
)
2cos(*L x x BC B C ψ+=
)2sin(*L x y BC B C ψ+=
求导可得C 点的角速度和角加速度。

3.II 级杆组PRP （杆5、滑块4）
)
-arctan(=D C D
C
x x y y --β
=F x
EF
D L x -+)tan(*y =y D F β
求导可得F 点的速度和加速度。

4.计算编程 t=0:pi/50000:pi/50; leng=length(t); a=0;
x=-400+200*cos(a+100*t); y=200*sin(a+100*t); Vx=diff(x); Vy=diff(y); Ax=diff(x,2); Ay=diff(y,2); plot(x,y)
%由B 点和D 点确定杆的角位置、角速度和角加速度： xb=200*cos(a + 100*t) - 400; yb=200*sin(a + 100*t); xd=350; yd=350;
A0=2*500*(xd-xb); B0=2*500*(yd-yb);
C0=500*500+(xd-xb).^2+(yd-yb).^2-800*800;
Q1=2.*atan(B0+(A0.*A0+B0.*B0-C0.*C0).^0.5/(A0+C0)); xc=xb+500*cos(Q1);
yc=yb+500*sin(Q1);
Q2=atan((yc-yd)./(xc-xd));
w1=diff(Q1);
w2=diff(Q2);
Vcx=diff(xc);
Vcy=diff(yc);
O1=diff(Q1,2);
O2=diff(Q2,2);
Acx=diff(xc,2);
Acy=diff(yc,2);
%已知杆CD的运动和移动副导路参数推出F点的运动：EF=250;
xf=0;
yf=350+350*tan(pi-Q2)-EF;
Vfx=0;
Vfy=diff(yf);
Afx=0;
Afy=diff(Vfy);
for(m=1:(leng-1))
t1(m)=t(m);
end
for(m=1:(leng-2)) t2(m)=t(m);
end
5、计算结果图令a=0,EF=250；F点位移：
F点y方向位移图
F点速度图：
F点加速度图：。