平面六杆机构的运动分析

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机械原理-机构运动分析的解析法

机械原理-机构运动分析的解析法

l
1
φ θ
2
l
x
a2 x 2l cos al sin a2 y 2l sin al cos
已知:构件的长度L及运动参数角位置θ 、角速度ω 、 角加速度ε ,1点的运动参量。
求: 3点的运动参量。
解: P 3x P 1 x l cos( ) v3 x v1 x l sin( ) P v3 y v1 y l cos( ) 3y P 1 y l sin( )
运 动 副 点 号
要求赋值
构 件 号
构 件 长 度
角位置角速度角加速 度,位置 速度 加速 度 n1
r1
m>0——实线 M<=0——虚线
不赋值
已知: 外运动副N1的位置P、速度v、加速度a,导路上任意参考点 N2的位置P、 速度v、加速度a,构件1的长度及导路的角位置、角速度、角加速度。 求:内运动副N3的运动参量、构件①的运动参量、 r2、vr2、ar2
P 3x P 1x l1 cos 1 P 3y P 1 y l1 sin 1
P 3y P 2y 2 arctan P P 2x 3x
rrrk(m,n1,n2,n3,k1,k2,r1,r2,t,w,e,p,vp,ap)
装 配 模 式
n3 k1 k2 r2 n2 N3’
}
y
3
l
1
φ
l
2
θ
x
bark(n1,n2,n3,k,r1,r2,gam,t,w,e,p,vp,ap)
关 键 点 号 构 n n 件 1 1 号 n n ∠ n3 n1 2 3 间 间 n2 距 距 离 离 角位置角速度 角加速度,位 置 速度 加速度

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。

RRR-RRP平面六杆Ⅱ级机构的运动学仿真

RRR-RRP平面六杆Ⅱ级机构的运动学仿真
( . a cJ n x 3 0 6 , hn ; . a c a g U i r t , a c a g,i g i 3 0 1 C ia 1 N nh n a g o g U i r t N n h n ,i g i 3 0 3 C i 2 N n h n nv s y N n h n J n x 3 0 3 , hn ) v sy a a ei a
机构 的运动 分 析 , 要是 获 得 机 构 中某 些 构件 的动态 仿真 。采用 MA L B对 机构 进 行仿 真 , 乎 主 TA 几
的位 移 、 角速 度 和 加速 度 , 以及 某 些 点 的轨 迹 , 速度 所 有 的构件 运 动 参 数 都 在 仿 真 模 型 的数 据 线 上 传 和加 速度 。它是机 械设计 及评 价机 械运 动和动 力性 输 , 只要将该 数 据 线 上 的 信 息 引入 Sm u 模 块 , iot 就
柄 、R R RⅡ级 杆组 、 R R PⅡ级 杆 组 三 个 基 本 模 组 的 运 动 学 数 学 模 型 , 用 其 组 成 机 构 杆 组 并 搭 建 平 面 连 杆 机 构 的 运 动 学 仿 真 利
模型 , 充分利用 MA L B的 Sm l k TA i ui 仿真模型数据可视化的特点, n 观察和分析其运动参数的变化 。 [ 中图分类号 ]T 3 19 P 9 . [ 文献标志码 ]A [ 文章编号]10 4 2 (00)4— 0 6— 5 0 1— 9 6 2 1 0 04 0
能 的基础 , 是 分析 现 有 机械 优 化 综合 新 机 械 的基 可 以观察 到该 运 动 参 数 是 如 何 变 化 的及 相 应 的数 也
本手段 。

据, 并可 以 图形 的形 式直 观地 表现 出来 。 为 了利用 Ma a t b仿 真 软 件 包 的数 值 积 分 算 法 l

基于MATLAB的平面六杆机构运动分析(1)

基于MATLAB的平面六杆机构运动分析(1)

关键词: 六杆机构; 运动分析; MATLAB
中图分类号: TH112
文献标识码: A
文章编号: 1673- 1980( 2008) 01- 0055- 03
MATLAB 是 Mathworks 公 司 于 1982 年 推 出 的 一套功能强大的工程计算软件, 广泛应用于自动控 制、机械设计、流体力学和数理统计等工程领域, 被 誉为巨人肩上的工具。它集数值分析、矩阵运算、信 号处理和图形显示于一体, 构成了一个方便的、界面 友好的用户环境。工程人员通过使用 MATLAB 提供 的工具箱, 可以高效求解复杂的工程问题, 并可以对 系统进行动态仿真, 用强大的图形功能对数值计算 结果进行显示。
杨春辉: 基于MATLAB 的平面六杆机构运动分析
subplot(2,2,1) plot(s45(:,1),s45(:,3)) grid xlabel(' 曲柄转角 ' ) ylabel(' 滑块位移 ' ) %- - - - - - - 计算滑块 5 速度 for i= 1:72 et= (i- 1)*dth; E= [- l4*sin(s45(i,2)*dr) - 1;l4*cos(s45(i,2)*dr) 0]; F= [l4*v23(i,2)*sin(w(i,2)*dr);- l4*v23(i,2)*cos(w (i,2)*dr)]; b= inv(E)*F; b1= b(1); b2= b(2); b23(i,:)= [et/ dr b1 b2]; end %绘制滑块 5 的速度线图 ...... %— —— —— —— ——计算滑块 5 的加速度 for i= 1:72 eu= (i- 1)*dth; G= [- l4*sin(s45(i,2)*dr) - 1;l4*cos(s45(i,2)*dr) 0]; H = [l3*a23 (i,2)*sin (w (i,2)*dr) + l3*v23 (i,2)^2*cos (w(i,2)*dr)+ l4*b23(i,2)^2*cos(s45(i,2)*dr);- l3*a23(i,2) *cos(w(i,2)*dr)+ l3*v23(i,2)^2*sin(w(i,2)*dr)+ l4*b23(i, 2)^2*sin(s45(i,2)*dr)]; d= inv(G)*H; d1= d(1); d2= d(2); d45(i,:)= [eu/ dr d1 d2]; end %绘制滑块 5 加速度 subplot(2,2,3) plot(d45(:,1),d45(:,2)) grid xlabel(' 曲柄转角 ' ) ylabel(' 连杆角加速度 ' )

基于MATLAB与SolidWorks的平面六杆机构运动分析及仿真

基于MATLAB与SolidWorks的平面六杆机构运动分析及仿真

表3平面六杆机构中预设的部分构件初始参数
3.2平面六杆机构motion运动分析
本部分介绍了利用SolidWorks中的motion插件
进行运动仿真分析以输出平面六杆机构中构件5的
运动图像。首先,利用SolidWorks中的motion功能,将
电机加装在杆*上,设定电机转速恒定为10 r=d・s>#
,X motion 分析中,对构件 5 进行运动分析
终端



回 入库
旧管
系统,
资 的用 ,
本:
Research and Design "0 Fixed Network Terminal Inventory Management
U*#=)-
bang bing
(Chongbo Information Technology Researph Institute Ko・HLtd・,Nanjing Jiangs. 211500)

输出平面六杆机构中构件 5 的位移、速度、加速度运
动图像⑷(构件5运动图像如图4所示)。
0.00 0.72 1.44 2.16 2.88 3.60 4.32 5.04 5.76 6.48 7.20
Js
4>1
Ie
>FG
0.00 0.72 1.44 2.16 2.88 3.60 4.32 5.04 5.76 6.48 7.20
Js
4>2滑块I方
-速度
@
50 100 150 200 250 300 350 400
角度JM
图!平面六杆机构构件4的运动图像
' (" " 789:;<FG*H

基于Simulink的曲柄导杆移动从动件平面六杆机构的运动分析

基于Simulink的曲柄导杆移动从动件平面六杆机构的运动分析
图 2 速度的 Smuik仿真模 型 i l n
由式 ( ) 7 可得 到速度 的矩 阵方 程
s n0 i

MA L B软 件 的 Smuik仿真 用 于机械 工程 中 TA i l n
]C盯 】 L. 1O ㈩ S r- 3; O ) 3
39sn 03 i “ J
机构 的运 动学 仿 真 , 简单 、 直观 , 只需 通过 M 文 件 编 写运 动学 方程 , 将数 据 设 置 以 A ry形 式 存储 , 再 r a 用
第 3 2卷第 5期
21 0 1年 1 月 0




水 电




V0 _ No 5 l 32 . 0c 2 1 t 01
J u na fNot Ch n nsiu e o ae ns r a c n d o l crc Po r o r lo rh i a I ttt fW t rCo e v n y a d Hy r e e ti we
2 0 2) 7 0 8( : 3—7 5.
机构 , 曲柄 部分 是 机构 的 主动件 , 在实 际应 用 中从 但 动件 却 在起 着 执行 功 能 , 以 采取 各 种 措 施 使 执 行 可
件 来 回摆 动 , 或始 终按 照 某一 特定 的方 向运 动 . 利用 Smuik仿 真模 型 以 图形 的形式 显示 出系 i l n 统 的运 动 特性 , 便 、 确地 得 到机 构 的运 动 数 据 . 方 准
将式( ) 时间 t 6对 求导 可得 到
J cc 盯 。s吾 7 。。 +si- ( ss in竹 吾 n _)
I O 一 s 吾) s wns竹 丌 sc5 。 n = io

平面连杆机构设计分析及运动分析综合实验

平面连杆机构设计分析及运动分析综合实验

实验二平面连杆机构设计分析及运动分析综合实验一、实验目的:1、掌握机构运动参数测试的原理和方法。

了解利用测试结果,重新调整、设计机构的原理。

2、体验机构的结构参数及几何参数对机构运动性能的影响,进一步了解机构运动学和机构的真实运动规律。

3、熟悉计算机多媒体的交互式设计方法,实验台操作及虚拟仿真。

独立自主地进行实验内容的选择,学会综合分析能力及独立解决工程实际问题的能力,了解现代实验设备和现代测试手段。

二、实验内容1、曲柄滑块机构及曲柄摇杆机构类型的选取。

2、机构设计,既各杆长度的选取。

(包括数据的填写和调整好与“填写的数据”相对应的试验台上的杆机构的各杆长度。

)3、动分析(包括动态仿真和实际测试)。

4、分析动态仿真和实测的结果,重新调整数据最后完成设计。

三、实验设备:平面机构动态分析和设计分析综合实验台,包括:曲柄滑块机构实验台、曲柄摇杆机构实验台,测试控制箱,配套的测试分析及运动仿真软件,计算机。

四、实验原理和内容:1、曲柄摇杆机构综合试验台①曲柄摇杆机构动态参数测试分析:该机构活动构件杆长可调、平衡质量及位置可调。

该机构的动态参数测试包括:用角速度传感器采集曲柄及摇杆的运动参数,用加速度传感器采集整机振动参数,并通过A/D板进行数据处理和传输,最后输入计算机绘制各实测动态参数曲线。

可清楚地了解该机构的结构参数及几何参数对机构运动及动力性能的影响。

②曲柄摇杆机构真实运动仿真分析:本试验台配置的计算机软件,通过建模可对该机构进行运动模拟,对曲柄摇杆及整机进行运动仿真,并做出相应的动态参数曲线,可与实测曲线进行比较分析,同时得出速度波动调节的飞轮转动惯量及平衡质量,从而使学生对机械运动学和动力学,机构真实运动规律,速度波动调节有一个完整的认识。

③曲柄摇杆机构的设计分析:本试验台配置的计算机软件,还可用三种不同的设计方法,根据基本要求,设计符合预定运动性能和动力性能要求的曲柄摇杆机构。

另外还提供了连杆运动轨迹仿真,可做出不同杆长,连杆上不同点的运动轨迹,为平面连杆机构按运动轨迹设计提供了方便快捷的虚拟实验方法。

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。

平面连杆机构的运动分析和设计实用教案

平面连杆机构的运动分析和设计实用教案
其 中 Lmin :最短杆长度 L m ax :最长杆长度
P, Q: 其余两杆的长度
Grashof机构(jīgòu) : 满足条件 Lmin + Lmax ≤ P +Q的机构(jīgòu)。
第15页/共57页
第十六页,共57页。
平面(píngmiàn)四杆机构存在曲柄的条 件
Lmin + Lmax ≤ P +Q 最短杆为机架或连架杆
动画链接(liàn jiē)
第23页/共57页
第二十四页,共57页。
讨论:机构(jīgòu)的初始装配状态与
可行域
在 机构的运动过程中是不会发生变化的原因
第24页/共57页
第二十五页,共57页。
急回运动
当曲柄等速回转的情况下,通常 (tōngcháng)把从动件往复运动速度快慢 不同的运动称为急回运动。
a21x1 a22 x2 ...... a2n xn b2
...........
an1x1 an2 x2 ...... ann xn bn
x , x ,..... x 其中
为 待求变量。
12
n
方 程组可以简写为
( 5---5´)
Ax b
则 方程组的解为
(5---6)
x A1b
第38页/共57页
c (d a) b
acd b
两 两相加
动画演示
ac ab ad
最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和
a最短
第14页/共57页
第十五页,共57页。
补充:Grashof曲柄存在(cúnzài)条

Lmin + Lmax ≤ P +Q 则最短杆两端的转动(zhuàn dòng)副均为周转副;其余转 动(zhuàn dòng)副为摆转副。

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

机械原理之平面连杆机构

机械原理之平面连杆机构
机械原理之平面连杆机构
平面连杆机构是一种常见的机械原理,应用广泛。本 presentation 将介绍平面 连杆机构的构成、运动规律、设计方法、应用案例等内容,帮助您深入了解 这一重要机构。
什么是平面连杆机构
平面连杆机构是由杆件和连接点组成的机械系统,可以实现直线运动、旋转运动和复杂的机构运动。
平面连杆机构的应用范围
4 活动副
平面连杆机构中杆件间的连接关系,包括铰 接、滑动等。
平面连杆机构的种类
单曲柄平面四杆机构
使用一个曲柄连接四个连杆, 常用于某些简单的转换运动。
双曲柄平面四杆机构
使用两个曲柄连接四个连杆, 比单曲柄机构更复杂,能实现 更灵活的变换运动。
六杆机构
由六个连杆组成的机构,具有 更多自由度,可以实现复杂的 机械运动。
打印机
打印机中的平面连杆机构控制打印头的移动, 实现文字和图像的打印。
机器人
机器人的运动分部中使用平面连杆机构来实现 腿部或手臂的运动。
平面连杆机构的未来发展趋势
1
智能化
随着科技的进步,平面连杆机构将更加智能化,实现自动化无人操作。
2
材料创新
新型材料的应用将提升平面连杆机构的强度和耐用性,推动机械工程的发展。
代数法
使用代数方程描述平面连杆机 构的位置、速度和加速度,刻 画机构的运动规律。
图像法
通过绘制机构运动的示意图, 直观展示连杆机构的运动特性。
平面连杆机构的应用案例
发动机
汽车发动机中的连杆机构将活塞运动转化为曲 轴旋转,提供动力。
摇滚机
摇滚机利用平面连杆机构的运动来实现摇摆, 并供儿童嬉戏和休闲。
平面连杆机构广泛应用于机械工程、汽车工业、航空航天、机器人等领域, 用于传输功率、转换运动、控制位置等。

平面机构运动简图及自由度

平面机构运动简图及自由度

C 2
3
D
动定机 构
D
C
4
B
1
1A
5 平面图机构3运-动1简1图a及自由度
4 E
如图3-11(b)的四杆机构中,原动件数等于2, 构件自由度F=33-23=1。由于原动件数>F,因此 无法运动。
2 C
冗余驱
动机构
B
3 1
原动 件
图3-9 回转副约束
2.高副
n
如图3-10所示,只
约束了沿接触处公法线
n-n方向移动的自由度,
保留绕接触处的转动和
A
沿接触处公切线t-t方向 移动的两个自由度。
t
2 t 1
n
平面机构运动简图及自由图度3-10 高副约束
结论:
①每个低副引入两个约束,使机构失去两个自由度; ②每个高副引入一个约束,使机构失去一个自由度。
空平面间机构运运动动简链图及自由度
平面机构运动简图及自由度
平面机构运动简图及自由度
机构的组成:机架、主动件、从动件
主动件 机架
◆机构:在运动链中将一构件加以固 定, 而其余构件都具有确定的运动, 则运动链便成为机构。
◆固定件(机架):固定不动构件。 ◆主动件(原动件): 机构中按给定的运 动规律独立运动的构件。
第3章 平面机构运动简图 及自由度
3.1 运动副 3.2 平面运动机构简图 3.3 平面机构的自由度
平面机构运动简图及自由度
基本概念
机构: 构件(杆) + 可动联接(运动副) 构件: 独立运动的单元体 零件: 制造单元体
!! 构件可为单 一零件,也可以是 几个零件的刚性联 接
平面机构运动简图及自由度
轴移动,以及在 Oxy

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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机械原理大作业(一)平面六杆机构的运动分析班级:学号:姓名:同组者:完成时间:一.题目1.1 说明如图所示为一片面六杆机构各构件尺寸如表格1所示,又知原动件1以等角速度ω=1rad/s沿逆时针方向回转,试求各从动件的角位移、角加速度以及E点的位移、速度及加速度的变化情况。

1.2 数据组号L1L2L’2L3L4L5L6 x G y G1-A 26.5 105.6 65.0 67.5 87.5 34.4 25.0 600 153.5 41.7表格1 条件数据1.3 要求三人一组,编程计算出原动件从0~360º时(计算点数N=36)所要求各运动变量的大小,并绘制运动线图及点的轨迹曲线。

二.解题步骤由封闭图形ABCD 可得:由封闭图形AGFECD 可得于是有:1122331122433sin sin sin 1cos cos sin 2l l l l l l l θθθθθθ+=--------+=+-----/1122225566/1122225566cos cos sin cos cos 153.53sin sin cos sin sin 41.74l l l l l l l l l l θθθθθθθθθθ+++=+----+-+=+-----对以上1到4导可得-222333111222333111/55566611122222/55566611122222cos cos cos sin sin sin sin sin sin (sin cos )cos cos cos (cos sin )l l l l l l l l l l l l l l l l θωθωθωθωθωθωθωθωθωωθθθωθωθωωθθ-+=-=--=----=--+写做矩阵形式:22332233'22225566'22225566cos cos 00sin sin 00cos sin 0sin sin sin cos 0cos cos l l l l l l l l l l l l θθθθθθθθθθθθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+-⎢⎥+-⎣⎦ 2113111511611cos sin sin cos l l l l ωθωθωωθωθ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦对上述矩阵求导可得:2233222333'222255665'222255666cos cos 00sin sin 00sin cos 0sin sin cos sin 0cos cos l l l l l l l l l l l l θθαθθαθθθθαθθθθα-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥+-⎣⎦⎣⎦222331122223311231/222225566115/222225566116sin sin 00cos cos cos 00sin cos sin 0cos cos cos sin cos 0sin sin sin l l l l l l l l l l l l l l l l θθθωθθθωωθθθθθωθθθθθω-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥+--⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+--⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦E 点横坐标及对应的速度和加速度:/112222/111222222222//11111122222222222cos cos sin sin sin cos cos sin cos sin sin cos ex ex xe l l lvl l l a l l l l l l θθθθωθωθωωθαθωθαθωθθα=++=--+=-----+E 点纵坐标及对应的速度和加速度:/112222/111222222221111112222222//22222sin sin cos cos cos sin sin cos sin cos cos sin ey ey e e e ye l l l v l l l a l l l l l l s v a θθθθωθωθωωθαθωθαθωθθα=+-=++=-+-+++===三.计算程序框图四.源程序1.#include "stdlib.h"#include "math.h"#include "stdio.h"int agaus(a,b,n)int n;double a[],b[];{ int *js,l,k,i,j,is,p,q;double d,t;js=malloc(n*sizeof(int));l=1;for (k=0;k<=n-2;k++){ d=0.0;for (i=k;i<=n-1;i++)for (j=k;j<=n-1;j++){ t=fabs(a[i*n+j]);if (t>d) { d=t; js[k]=j; is=i;}}if (d+1.0==1.0) l=0;else{ if (js[k]!=k)for (i=0;i<=n-1;i++){ p=i*n+k; q=i*n+js[k];t=a[p]; a[p]=a[q]; a[q]=t;}if (is!=k){ for (j=k;j<=n-1;j++){ p=k*n+j; q=is*n+j;t=a[p]; a[p]=a[q]; a[q]=t;}t=b[k]; b[k]=b[is]; b[is]=t;}}if (l==0){ free(js); printf("fail\n");return(0);}d=a[k*n+k];for (j=k+1;j<=n-1;j++){ p=k*n+j; a[p]=a[p]/d;}b[k]=b[k]/d;for (i=k+1;i<=n-1;i++){ for (j=k+1;j<=n-1;j++){ p=i*n+j;a[p]=a[p]-a[i*n+k]*a[k*n+j];}b[i]=b[i]-a[i*n+k]*b[k];}}d=a[(n-1)*n+n-1];if (fabs(d)+1.0==1.0){ free(js); printf("fail\n");return(0);}b[n-1]=b[n-1]/d;for (i=n-2;i>=0;i--){ t=0.0;for (j=i+1;j<=n-1;j++)t=t+a[i*n+j]*b[j];b[i]=b[i]-t;}js[n-1]=n-1;for (k=n-1;k>=0;k--)if (js[k]!=k){ t=b[k]; b[k]=b[js[k]]; b[js[k]]=t;}free(js);return(1);}2.程序二求解各杆的角度和E点坐标(杆四的角度始终为零,程序中不再求解)/*输出文件Output.txt*/#include "stdio.h"#include <conio.h>#include "dnetn.c"#include "agaus.c"#include <math.h>#define PI 3.14159265358979#define ANGLE (PI/180)#define ALPHA (PI*60/180)/*初始杆长:*/static double dLen[7]={65.0, 26.5, 105.6, 67.5, 87.5, 34.4, 25.0};/*G 点的坐标*/static double dGxy[2]={153.5,41.7};static double x0 = 0 * ANGLE;main(){int i,k;double eps,t,h,xe,ye;int nTemp=0;FILE *pf;/* 各角位移的初始估计值*/static doublex[4]={36.80*ANGLE,69.57*ANGLE,119.00*ANGLE,48.92*ANGLE};pf = fopen("Output.txt","w");t=0.1; h=0.1; eps=0.00000001; k=100;for (nTemp = 0; nTemp <= 36; nTemp++){x0 = nTemp * 10 * ANGLE;i=dnetn(4,eps,t,h,x,k);printf("\ni=%d\n",i);printf("x0=%lf\n",x0);fprintf(pf,"%d\t",10*nTemp);for (i=0; i<=3; i++){printf("x(%d)=%13.7lf\n",i,x[i]/ANGLE);fprintf(pf,"%lf\t",x[i]/ANGLE);}xe=dLen[1] * cos(x0)+ dLen[2] * cos(x[0])+dLen[0] * cos(ALPHA-(x[0])); ye=dLen[1] * sin(x0)+ dLen[2] * sin(x[0])-dLen[0] * sin(ALPHA-(x[0])); printf("xe=%13.7lf\nye=%13.7lf\n",xe,ye);fprintf(pf,"\n");printf("\n");}fclose(pf);getch();}/*建立牛顿法矩阵*/void dnetnf(x,y,n) int n;double x[],y[];{y[0] = dLen[1] * cos(x0) + dLen[2] * cos(x[0]) - dLen[3] * cos(x[1])- dLen[4] ;y[1] = dLen[1] * sin(x0) + dLen[2] * sin(x[0]) - dLen[3] * sin(x[1]);y[2] = dLen[1] * cos(x0) + dLen[2] * cos(x[0]) + dLen[5]* cos(x[2]) - dLen[6] * cos(x[3]) - dGxy[0] +dLen[0] * cos(ALPHA-(x[0]));y[3] = dLen[1] * sin(x0) + dLen[2] * sin(x[0]) + dLen[5]* sin(x[2]) - dLen[6] * sin(x[3]) - dGxy[1]-dLen[0] * sin(ALPHA-(x[0]));n = n;return;}3. 程序三求解各杆的角速度和E点速度(杆四的角速度始终为零,程序中不再求解)/*输出文件Output2.txt*/#include "stdio.h"#include "math.h"#include "agaus.c"#include <conio.h>#define PI 3.14159265358979#define ANGLE (PI/180)#define ALPHA (PI*35/180)/*初始杆长:依次为*/static double dLen[7]={65.0, 26.5, 105.6, 67.5, 87.5, 34.4, 25.0};/* G 点的坐标*/static double dGxy[2]={153.5,41.7};static double x0 = 0 * ANGLE;static double w1 = 1.0;double Vex,Vey;main(){int i,j,nTime;FILE *fInput;FILE *fOutput2;int nX0,nCounter;double dTemp[4]={0};static double a[4][4]= {0.};static double b[4]={0.};/*将agu_01.C 的输出文件output.txt 作为输入文件,继续计算*/ fInput = fopen("output.txt","r");fOutput2 = fopen("output2.txt","w");for(nTime=0;nTime<=36;nTime++){fscanf(fInput,"%d",&nX0);x0=nX0*ANGLE;printf("x0= %lf\n",x0);for (nCounter=0;nCounter<4;nCounter++){fscanf(fInput,"%lf",&dTemp[nCounter]);}for (nCounter=0;nCounter<4;nCounter++){dTemp[nCounter] = dTemp[nCounter] * ANGLE;}/*建立高斯方程组矩阵*/a[0][0] = - dLen[2] * sin(dTemp[0]);a[0][1] = dLen[3] * sin(dTemp[1]);a[0][2] = 0.;a[0][3] = 0.;a[1][0] = dLen[2] * cos(dTemp[0]);a[1][1] = - dLen[3] * cos(dTemp[1]);a[1][2] = 0.;a[1][3] = 0.;a[2][0] = dLen[2] * sin(dTemp[0])- dLen[0] * sin(ALPHA-(dTemp[0])); a[2][1] =0.;a[2][2] = dLen[5] * sin(dTemp[2]);a[2][3] = -dLen[6] * sin(dTemp[3]);a[3][0] = dLen[2] * cos(dTemp[0])+dLen[0] * cos(ALPHA-(dTemp[0])); a[3][1] = 0.;a[3][2] = dLen[5] * cos(dTemp[2]);a[3][3] = - dLen[6] * cos(dTemp[3]);b[0] = dLen[1] * sin(x0) * w1;b[1] = - dLen[1] * cos(x0) * w1;b[2] = -dLen[1]* sin(dTemp[0])* w1 ;b[3] =-dLen[1]* cos(dTemp[0])* w1 ;if (agaus(a,b,4)!=0)for (i=0;i<=3;i++){printf("w%d=%lf\n",i,b[i]);fprintf(fOutput2,"%lf ",b[i]);Vex=-dLen[1] * sin(x0) * w1-dLen[2] * sin(dTemp[0]) * b[0]+dLen[0] * sin(ALPHA-(dTemp[0])) *b[0];Vey=dLen[1] * cos(x0) * w1+dLen[2] * cos(dTemp[0]) * b[0]+dLen[0] * cos(ALPHA-(dTemp[0])) * b[0];}printf("Vex=%lf\nVey=%lf\n",Vex,Vey);fprintf(fOutput2,"\n");printf("\n");}fclose(fInput);fclose(fOutput2);getch();}4. 程序四求解各杆和点E的角加速度(杆四角加速度始终为零,这里不再求解)/*输出文件Output3.txt*/#include "stdio.h"#include "math.h"#include "agaus.c"#include <conio.h>#define PI 3.14159265358979#define ANGLE (PI/180)#define ALPHA (PI*35/180)/*初始杆长:依次为*/static double dLen[7]={65.0, 26.5, 105.6, 67.5, 87.5, 47.2, 37.8};/*G 点的坐标*/static double dGxy[2]={153.5,41.7};static double x0 = 0 * ANGLE;static double w1 = 1.0;main(){FILE *fInput2;FILE *fOutput3;int nX0,nCounter;double Aex,Aey;double dSeta[5]={0.};double dOmiga[4] = {0.};static double a[4][4]= {0.};static double b[4]={0.};/*将agu_02.C 的输出文件output2.txt 作为输入文件,继续计算*/fInput2 = fopen("output2.txt","r");fOutput3 = fopen("output3.txt","w");for(nTime=0;nTime<=36;nTime++){fscanf(fInput2,"%d",&nX0);/*读入角度值*/for (nCounter=0;nCounter<5;nCounter++){fscanf(fInput2,"%lf",&dSeta[nCounter]);}/*读入角速度值*/for (nCounter=0;nCounter<4;nCounter++){fscanf(fInput2,"%lf",&dOmiga[nCounter]);}/*建立高斯方程组矩阵,dSeta[0]=x1(角度我们草稿的),dSeta[1]=x2,dSeta[2]=x3,dSeta[3]=x5,dSeta[4]=x6dOmiga[0] =w2, dOmiga[1]=w3, dOmiga[2]=w5, dOmiga[3]=w6*/a[0][0] = - dLen[2] * sin(dSeta[1]);a[0][1] = dLen[3] * sin(dSeta[2]);a[0][2] = 0.;a[0][3] = 0.;a[1][0] = dLen[2] * cos(dSeta[1]);a[1][1] = - dLen[3] * cos(dSeta[2]);a[1][2] = 0.;a[1][3] = 0.;a[2][0] = - dLen[0] * sin(ALPHA-(dSeta[1]))+dLen[2] * sin(dSeta[1]);a[2][2] = dLen[5] * sin(dSeta[3]);a[2][3] = -dLen[6] * sin(dSeta[4]);a[3][0] = dLen[0] * cos(ALPHA-(dSeta[1]))+dLen[2] * cos(dSeta[1]);a[3][1] = 0.;a[3][2] = dLen[5] * cos(dSeta[3]);a[3][3] = - dLen[6] * cos(dSeta[4]);b[0] = - ( - dLen[2] * cos(dSeta[1]) * dOmiga[0] * dOmiga[0]+ dLen[3] * cos(dSeta[2]) * dOmiga[1] * dOmiga[1] ) + dLen[1] *cos(dSeta[0]) * w1 * w1;b[1] = - ( - dLen[2] * sin(dSeta[1]) * dOmiga[0] * dOmiga[0]+ dLen[3] * sin(dSeta[2]) * dOmiga[1] * dOmiga[1] ) + dLen[1] *sin(dSeta[0]) * w1 * w1;b[2] = -w1 * w1* dLen[1]*cos(dSeta[0])-dOmiga[0] *dOmiga[0]*(dLen[2]*cos(dSeta[1])+dLen[0] * cos(ALPHA-(dSeta[1])))+dOmiga[3] *dOmiga[3]*dLen[6] * cos(dSeta[4])-dLen[5]*cos(dSeta[3]) * dOmiga[2] * dOmiga[2];b[3] = w1 * w1* dLen[1]*sin(dSeta[0])-dOmiga[0] *dOmiga[0]*(dLen[2]*sin(dSeta[1])-dLen[0]*sin(ALPHA-(dSeta[1])))-dOmiga[3] * dOmiga[3]*dLen[6] * sin(dSeta[4])+ dLen[5]*sin(dSeta[3]) * dOmiga[2] * dOmiga[2];if (agaus(a,b,4)!=0)for (i=0;i<=3;i++){printf("a[%d]=%lf\n",i,b[i]);fprintf(fOutput3,"%lf ",b[i]);Aex=-dLen[2]*sin(dSeta[1])*b[0]+dLen[0]*sin(ALPHA-(dSeta[1]))*b[0]-dLen[1]*c os(dSeta[0])*w1*w1-dLen[2]*cos(dSeta[1])*dOmiga[0] * dOmiga[0]-dLen[0]*cos(ALPHA-(dSeta[1]))*dOmiga[0] * dOmiga[0];Aey=dLen[2]*cos(dSeta[1])*b[0]+dLen[0]*cos(ALPHA-(dSeta[1]))*b[0]-dLen[1]*si n(dSeta[0])*w1*w1-dLen[2]*sin(dSeta[1])*dOmiga[0] * dOmiga[0]+dLen[0]*sin(ALPHA-(dSeta[1]))*dOmiga[0] * dOmiga[0];};printf("Aex=%lf\nAey=%lf",Aex,Aey);fprintf(fOutput3,"%lf %lf ",Aex,Aey);printf("\n\n");fprintf(fOutput3,"\n");}fclose(fInput2);fclose(fOutput3);getch();}5. #include "stdlib.h"#include "math.h"#include "stdio.h"int dnetn(n,eps,t,h,x,k)int n,k;double eps,t,h,x[];{ extern void dnetnf();extern int agaus();int i,j,l;double am,z,beta,d,*y,*a,*b;y=malloc(n*sizeof(double));a=malloc(n*n*sizeof(double));b=malloc(n*sizeof(double));l=k; am=1.0+eps;while (am>=eps){ dnetnf(x,b,n);am=0.0;for (i=0; i<=n-1; i++){ z=fabs(b[i]);if (z>am) am=z;}if (am>=eps){ l=l-1;if (l==0){ free(y); free(b); free(a);printf("fail\n"); return(0);}for (j=0; j<=n-1; j++){ z=x[j]; x[j]=x[j]+h;dnetnf(x,y,n);for (i=0; i<=n-1; i++) a[i*n+j]=y[i];x[j]=z;}if (agaus(a,b,n)==0){ free(y); free(a); free(b); return(-1);}beta=1.0;for (i=0; i<=n-1; i++) beta=beta-b[i];if (fabs(beta)+1.0==1.0){ free(y); free(a); free(b);printf("fail\n"); return(-2);}d=h/beta;for (i=0; i<=n-1; i++) x[i]=x[i]-d*b[i];h=t*h;}}free(y); free(a); free(b);return(k-l);}五.计算结果Ø1(单位:度)Ø2(单位:度)Ø3(单位:度)Ø5(单位:度)Ø6(单位:度)0 36.79905 69.57313 122.46277 92.6654410 32.70947 66.00299 106.49971 67.7985720 29.27761 64.07317 97.17544 52.8627930 26.59737 63.73103 90.38343 44.2491940 24.63591 64.75511 84.24782 39.6726650 23.30108 66.86468 77.84116 37.3160760 22.49012 69.79004 70.48144 35.4195770 22.11297 73.30077 61.27227 31.8763180 22.09903 77.20936 48.85081 23.8253990 22.39637 81.36482 32.26459 8.59423100 22.96844 85.64442 13.79708 -12.32793110 23.79035 89.9462 -1.88955 -33.319120 24.84564 94.18335 -12.74873 -50.88439130 26.12331 98.28029 -19.47863 -64.7211140 27.61533 102.17026 -23.43679 -75.58772150 29.31424 105.7939 -25.76743 -84.24675160 31.21099 109.09881 -27.29596 -91.26152170 33.29288 112.03937 -28.59909 -97.03193180 35.54172 114.57678 -30.07522 -101.86068190 37.93229 116.67878 -31.9902 -106.00396200 40.43114 118.31896 -34.50611 -109.69951210 42.99573 119.4754 -37.70212 -113.17284220 45.57385 120.12878 -41.59328 -116.6253230 48.10309 120.26007 -46.14952 -120.21085240 50.51035 119.84805 -51.3162 -124.01045250 52.71117 118.86702 -57.03775 -128.01362260 54.60905 117.28503 -63.28435 -132.11561270 56.09499 115.06345 -70.07877 -136.13486280 57.0483 112.15863 -77.51645 -139.85181290 57.33997 108.52777 -85.77334 -143.06816300 56.84147 104.14138 -95.10476 -145.69344310 55.44279 99.00639 -105.86689 -147.89694320 53.08351 93.20271 -118.69237 -150.50439330 49.79689 86.93055 -135.48887 -156.60458340 45.75473 80.55028 -164.06049 -178.72163350 41.28125 74.57477 -207.28198 -226.97527360 36.79905 69.57313 -237.53723 -267.33456Ø1(单位:度)w2(单位:rad/s)w3(单位:rad/s)w5(单位:rad/s)w6(单位:rad/s)0 -0.43443 -0.43443 -2.42454 -2.8371910 -0.37901 -0.27611 -1.50231 -1.968520 -0.30588 -0.11091 -0.91878 -1.2061430 -0.23084 0.0386 -0.56502 -0.5861540 -0.16307 0.16142 -0.32443 -0.0690150 -0.10564 0.25595 -0.12907 0.3848760 -0.05806 0.32527 0.04806 0.803970 -0.01854 0.37376 0.1795 1.1659780 0.0149 0.40546 0.11671 1.2862790 0.04397 0.4236 -0.38862 0.79914100 0.07003 0.43063 -1.16737 -0.17018110 0.09408 0.42829 -1.6884 -0.94667120 0.1168 0.41789 -1.86857 -1.34715130 0.13861 0.40039 -1.87297 -1.52948140 0.15968 0.37661 -1.81572 -1.62653150 0.17996 0.34725 -1.74328 -1.70373160 0.19918 0.31298 -1.66885 -1.78936170 0.21689 0.27449 -1.5923 -1.89434180 0.23246 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-16.02343 17.60551 69.77782六.运动线图及分析说明:四组曲线分别为杆二、杆三、杆五、杆六。

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