机械原理大作业1
哈工大机械原理大作业1-16
Harbin Institute of Technology机械原理大作业设计说明书（一）课程名称：机械原理设计题目：连杆运动分析（16）院系：能源科学与工程学院班级：1102201设计者：学号：指导教师：赵永强唐德威设计时间：2013年6月8 日哈尔滨工业大学1 连杆机构运动分析题目16：如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为AC l =CE l =100mm ，BC l =CD l =200mm ，90BCD ∠=，构件1的角速度为10/rad s ，试求构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。
2 分析过程2.1 建立坐标系建立以点E 为原点的固定平面直角坐标系x-E-y,如图所示：图2 机构坐标系2.2结构分析将构件BCD 分为杆3和杆4。
该机构由2个Ⅰ级杆组RR （杆1和杆5）和两个Ⅱ级杆组RRP （杆3、杆4和滑块B 、D ）。
其中原动件为杆1。
现将杆组分为如下两部分：图1 机构运动简图RRPRR图3 各级杆组2.3 建立数学模型2.3.1构件1、2、3的分析原动件杆1的转角：1θ=0—360。
原动件杆1的角速度：1ω=.1θ=10/rad s原动件杆1的角加速度：..1αθ==0运动副A 的坐标：0200A A x y mm =⎫⎬=⎭运动副A 的速度及加速度都为零。
构件1为BC （RRP Ⅱ级杆组）上滑块B 的导路 滑块B 的位置为：132cos cos B A C x x s x l θθ=+=+ 132sin sin B A C y y s x l θθ=+=+消去s,得：212arcsinA l θθ=+式中：011()sin ()cos C A C A A x x y y θθ=---构件3的角速度i ω和滑块B 沿导路的移动速度D υ：.211213(Q sin Q cos )/Q ωϕθθ==-+ 1322323(Q cos Q sin )/Q D s l l υθθ⋅==-+式中：..11111211321212Q sin ;Q cos ;Q sin sin cos sin l l l θθθθθθθθ=-==+构件3的角加速度和滑块B 沿导路移动的加速度：..241513(Q sin Q cos )/Q αθθθ==-+..4325323(Q cos Q sin )/Q B s l l υθθ==-+式中：122......21142211111Q cos sin cos 2sin l l l s θθθθθθθθ=---- 122......21152211111Q sin cos sin 2cos l l l s θθθθθθθθ=+-+2.3.2 构件3,4,5的分析构件3,4,5,由1个Ⅰ级基本杆组和一个RRP Ⅱ级杆组组成，与构件1,2,3结构相同，只运动分析过程与其相反。
机械原理大作业1
一、牛头刨床机构的运动分析下图为一牛头刨床（Ⅲ级机构）。
假设已知各构件的尺寸如表2所示，原动件1以等角速度w1=1rad/s沿着逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度和角加速度以及刨头C点的位移、速度和加速度的变化情况。
二、牛头刨床机构的运动分析方程 1）位置分析建立封闭矢量多边形建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角，其中共有4个未知量3θ（θ2=3θ）、4θ、3S 、5S 。
利用两个封闭图形ABDEFA 和EDCGE ，建立两个封闭矢量方程，由此可得：3125DE AB DE CD l s h h l l l h s →→→→→→→→→⎧+=++⎪⎨⎪+=+⎩(1)把（1）写成投影方程得：433214331143543cos *cos *cos *sin *sin *sin *cos *cos 0*sin *sin DE AB DE AB DE CD DE CD l s h l l s h l l l s l l h θθθθθθθθθθ*+=+⎫⎪+=+⎪⎬+-=⎪⎪+=⎭(2) 由以上各式用型转化法可求得4335s s θθ、、、，滑块2的方位角23θθ=2111*cos *sin b AB b AB x h l y h l θθ=+⎧⎨=+⎩ 44*cos *sin d DE d DE x l y l θθ=⎧⎨=⎩3s =3)*sin *()/*cos *(/c d CD d CD b d c d CD d CD b d s x x l x l x x s y y l y l y y s αα=+=+-⎧⎪⎨=+=+-⎪⎩ 3tan c dc dy y x x θ-=- 5c s x =()ae AE =44()tan *cos d c DE y h y l θθ+-=高斯消去法求解 2）速度分析对（2）求一次导数得：44333331144333331144334433*sin *s '*cos *sin **sin **cos *'*sin *cos **cos **sin **sin *0*cos **cos *0DE AB DE AB DE CD c DE CD l s l l s s l l l v l l θωθθωθωθωθθωθωθωθωθωθω-+-=-⎫⎪++=⎪⎬---=⎪⎪+=⎭(3)矩阵式：3334313334313443cos *sin *sin 0'*sin sin *cos *cos 0*cos 0*sin *sin 100*cos *cos 00DE AB DE AB CD DE CD DE c s l s l s l l l l l l v θθθθθθθθθθωθθ---⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥ω⎢⎥⎢⎥⎢⎥=ω1⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (4)采用高斯消去法可求解（4）可解得角速度ω2,ω3; 3）加速度分析把(4)对时间求导数得：333433334334434cos *sin *sin 0''sin *cos *cos 00*sin *sin 10*cos *cos 0DE DE CD DE CD DE c s l s s l l l l l a θθθθθθθθαθθ--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥α⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦33333444433333343443334443344*sin '*sin **cos **cos 0'*cos '*cos **sin **sin 00**cos **cos 00**sin **sin 0DE DE CD DE CD DE c s s l s s s l l l l l v ωθθωθωθωθθωθωθωθωθωωθωθ----⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥--ω⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦1111**cos **sin 00AB AB l l ωθωθ-⎡⎤⎢⎥-⎢⎥+ω1⎢⎥⎢⎥⎣⎦(5)采用高斯消去法可求解（5）可解得角加速度α2,α3,α5,α6三、程序流程图四、计算源程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>/* 定义变量*/const double PI = 3.14159265358979;const int N = 4;const double EPSILON = 0.0001;const int T = 1000;/* 代入已知量*/double Lab=160,Lcd=1020,Lde=250,h=900,h1=460,h2=120,Omega1=1;/* 声明子函数*/void AngleDisplacement(double[12],double);/* 角位移函数*/void AngleVelocity(double[N][N],double[N],double[12],double);/* 角速度函数*/void AngleAcceleration(double[N][N],double[N][N],double[N],double [12]);/* 角加速度函数*/void GaussE(double [N][N],double [N],double [N]);/* 高斯消去法函数*/void ModulusMatrixA(double [12],double [N][N]);/* 矩阵A函数*/void ModulusMatrixB(double [12],double ,double [N]);/* 矩阵B函数*/void MatrixDA(double [12],double [N][N]);/* 矩阵DA函数*/void MatrixDB(double [12],double ,double [N]);/* 矩阵DB函数*//* 主函数*/void main(){int i,j;FILE *fp;double data[36][12];double value[12],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],Phi1;char flag;/* 打开文件*/if((fp = fopen("Data","w")) == NULL){printf("文件打开错误！\n");exit(0);}fprintf(fp,"Lab =%lf \n",Lab);fprintf(fp,"s3\tPhi3\tPhi4\ts5\t");fprintf(fp,"s3'\tOmega3\tOmega4\ts5'\t");fprintf(fp,"s3''\tEpsilon3\tEpsilon4\ts5''");printf("\n\n 牛头刨床机构运动分析程序\n\n\n");printf("\n");printf(" 是否开始计算(Y/N):");scanf("%c",&flag);if(flag =='Y'){/*计算并写入文件*/value[0] = 480;value[1] = 65 * PI / 180;value[2] = 10 * PI / 180;value[3] = 500;for(i = 0;i < 36; i++){Phi1 = i * PI / 18;AngleDisplacement(value,Phi1);ModulusMatrixB(value,Phi1,b);ModulusMatrixA(value,a);AngleVelocity(a,b,value,Phi1);MatrixDA(value,da);MatrixDB(value,Phi1,db);AngleAcceleration(a,da,db,value);for(j = 1;j < 3; j++)value[j] = value[j] * 180 / PI;for(j = 0;j < 12; j++)data[i][j] = value[j];fprintf(fp,"\n");for(j = 0;j < 12; j++)fprintf(fp,"%12.3f\t",data[i][j]);}fclose(fp);/* 输出数据*/printf("\n\n\n计算结果如下：\n");for(i = 0;i < 36; i++){Phi1=i * PI / 18;printf("\n输出Phi1=%d时的求解\n",i*10);printf(" S3 Phi3 Phi5 S5\n");for(j = 0;j < 4; j++)printf("%lf\t",data[i][j]);printf("\n");printf(" S3' Omega3 Omega5S5'\n");for(j = 4;j < 8; j++)printf("%lf\t",data[i][j]);printf("\n");printf(" S3'' Epsilon3 Epsilon5 S5''\n");for(j = 8;j < 12; j++)printf("%lf\t",data[i][j]);printf("\n");}printf("\n程序运行结束，计算结果已写入Date文件中，请打开查看。
机械原理大作业
function [ v_Nx,v_Ny ] =v_crank(s,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) v_Nx=v_Ax-s*omiga.*sin(theta+phi); v_Ny=v_Ay+s*omiga.*cos(theta+phi); end
3>加速度计算
function [ a_Nx,a_Ny ]=a_crank(s,a_Ax,a_Ay,alph,omiga,theta,phi) a_Nx=a_Ax-alph.*s.*sin(theta+phi)-omiga.^2.*s.*cos(theta+phi);
。
1) 位置分析
将已知 P1P2 两点的坐标差表示为：
u=x2-x1，v=y2-y1
(1)
杆 l1 及 l2 投影方程式为：
l1cosθ1-l2cosθ2=u
l1sinθ1-l2sinθ2=v
(2)
消去θ1 得：vsinθ2+ucosθ2+c=0
(3)
其中： 解式(3)可得：
t(4) 式中+号和-号分别对应图 2 中 m=+1 和 m=-1 两位置。
由式(2)可得:
(5) 2) 速度分析
对 式 (2) 求 导 一 次 得 ：
(6)
其中：
解式(6)可得：
(7)
其中： 3) 加速度分析
对式(6)求导一次得：
(8)
其中：
'.
解式(8)可得：
由上述式子可设计出 RRR 杆组运动分析子程序:
1>位置分析:
function[cx,cy,phi2,phi3]=s_RRR(bx,by,dx,dy,l2,l3,m,phi) d=sqrt((dx-bx).^2+(dy-by).^2); if(d>(l2+l3))|(d<abs(l2-l3))
哈工大机械原理大作业一连杆运动分析（02）
哈⼯⼤机械原理⼤作业⼀连杆运动分析（02）⼀．设计题⽬⼆. 结构分析与基本杆组划分1.机构的结构分析机构各构件都在同⼀平⾯内运动，活动构件数n=3 P L=4 P H=0则机构的⾃由度为: F = 3n -2P L –P H = 3×3-2×4 = 12.基本杆组划分（1）去除虚约束和局部⾃由度本机构中⽆虚约束或局部⾃由度，此步骤跳过。
（2）拆杆组。
从远离原动件（即杆1）进⾏拆分，就可以得到由杆2,3组成的RRRⅡ级杆组和Ⅰ级机构杆1。
如下图：（3）确定机构的级别由（2）知，机构为Ⅱ级机构。
三. 运动分析数学模型以A为原点建⽴坐标系，如图：原动件AB的转⾓：φ1=0--2π运动副A的位置坐标：x A=0 y A=0 运动副D的位置坐标：x D=d y D=0 则运动副B的位置坐标：x B = acosφ1 y B = asinφ1其中：t=0:0.001:2*pi;a=60;b=90;c=120;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd)曲柄a=50,55,60,65红蓝绿黄b=90,c=120,d=100 t=0:0.001:2*pi; a=50;b=90;c=120;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'r'); hold on;grid on;t=0:0.001:2*pi;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'b'); hold on;t=0:0.001:2*pi;a=60;b=90;c=120;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'g'); hold on;t=0:0.001:2*pi;a=65;b=90;c=120;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'y');a=50,55,60,65红蓝绿黄2.摇杆c=105,115,125,135红蓝绿黄a=50,b=90,d=100 t=0:0.001:2*pi; a=50;b=90;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'r'); hold on;grid on;t=0:0.001:2*pi;a=50;b=90;c=115;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'b');t=0:0.001:2*pi;a=50;b=90;c=125;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'g'); hold on;t=0:0.001:2*pi;a=50;b=90;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'y');c=105,115,125,135红蓝绿黄3.连杆b=80,90,100,110红蓝绿黄a=50,c=120,d=100 t=0:0.001:2*pi; a=50;b=80;c=120;d=100;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'r'); hold on;grid on;t=0:0.001:2*pi;a=50;b=90;c=120;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'b'); hold on;t=0:0.001:2*pi;a=50;b=100;c=120;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'g'); hold on;t=0:0.001:2*pi;a=50;b=110;c=120;d=100;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'y');b=80,90,100,110红蓝绿黄4.机架d=85,95,105,115 红蓝绿黄a=50,b=90,c=120 t=0:0.001:2*pi; a=50;b=90;c=120;d=85;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'r'); hold on;grid on;t=0:0.001:2*pi;a=50;b=90;c=120;d=95;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'b'); hold on;t=0:0.001:2*pi;d=105;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'g'); hold on;t=0:0.001:2*pi;a=50;b=90;c=120;d=115;xa=0;ya=0;xd=d;yd=0;xb=a.*cos(t);yb=a.*sin(t);m=xd-xb;n=yd-yb;lbd=(m.^2+n.^2).^(1/2);a0=2*b.*(xd-xb);b0=2*b.*(yd-yb);c0=b.^2+lbd.^2-c.^2;dd=2*atan((b0+(a0.^2+b0.^2-c0.^2).^(1/2))./(a0+c0)); plot(dd,'y');d=85,95,105,115 红蓝绿黄。
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。
机械原理大作业一 33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： xxxxxx设计者： xxx学号： xxxxxx指导教师： xxxxx设计时间： 6.25---7.1哈尔滨工业大学机械设计一，运动分析题目二，建立以点G为原点的固定平面直角坐标系G-x,y三，对机构进行结构分析该机构由原动件AB（Ι级组),EFG(RRRⅡ级杆组），EHK（RRRⅡ级杆组),ECD(RRRⅡ级杆组)组成。
四，各基本杆组的运动运动分析数学模型（1）原动件AB（Ⅰ级组）已知原动件AB的转角ψ1=0~2π原动件AB的角速度ω1=10rad/s原动件AB的角加速度α1=0运动副A的位置坐标 XA=0 YA=0A点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。
运动副A的速度 VxA=0 VyA=0运动副A的加速度 aXA=0 aYA=0原动件AB长度 lAB=200mm可求出运动副B的位置坐标 XA=XA+lABcosψ1 YB=YA+lABsinψ1 运动副B的速度 vXB=vXA-ω1lABsinψ1 vYB=vYA+ω1lABcosψ1运动副B的加速度aXB=aXA-ω12lABcosψ1-α1lABsinψ1aYB=aYA-ω12lABsinψ1+α1lABcosψ1（2）ECD （RRR Ⅱ级杆组）由（1）知B 点位置坐标、速度、加速度运动副D 点位置坐标 XD=XA+lADcos ψ2 YD=YA+lADsin ψ2D 点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。
运动副D 的速度 v X D=0 v Y D=0运动副D 的加速度 a X D=0 a Y D=0杆BC 长 lBC=800mm杆CD 长 lCD=448mm可求得BC 杆相对于X 轴正方向转角Ψ3=2arctan （)00/()0202020(C A C B A B +-++）CD 杆相对于x 轴正方向转角Ψ4=arctan （（YC-YD ）/（XC-XD ）)其中，A0=2lBC(XD-XB)B0=2lBC(YD-YB)C0=l ２BC+l ２BD-l ２CDl ２BD=(XD-XB)２+(YD-YB)２求导可得BC 杆ω3、α3和CD 杆ω4、α4最后求导得vXC 、vYC 以及aXC 、aYCC 的轨迹即是E 的轨迹（3）EFG （RRR Ⅱ级杆组）运动副G点位置坐标 X G=XA+lAGcosψ5 YG=YA+lAGsinψ5G点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。
140120231 周生森 机械原理大作业(一)手写板
Harbin Institute of Technology机械原理大作业一课程名称：机械原理设计题目：连杆机构运动分析院系：汽车工程学院班级：车辆二班设计者：周生森学号：140120231指导教师：王瑞&姜雪日期：2015.051.运动分析题目2.连杆机构运动分析要求（1）按比例画出机构运动简图；（2）对机构进行结构分析，找出组成机构的基本杆组；（3）机构自由度的分析 3.建立坐标系；y4.各基本杆组的运动分析数学模型；5.MATHLAB编程5.1 构件5的角位移xa=0;ya=0;xd=300;yd=-500;xg=-430;yg=210;fe=265;ab=100;gf=670;be=460;bc=460;cd=250; a7=pi/6;ec=2*bc*sin(a7/2);a1=0:0.001:2*pi;t=a1./10;xb=ab.*cos(a1);yb=ab.*sin(a1);a2=atan((yd-yb)./(xd-xb))+pi;bd=sqrt(((yb-yd).*(yb-yd))+((xb-xd).* (xb-xd)));a3=acos((bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc)./(2*bd .*cd));xc=xd-cd.*sin(a2+a3-pi/2);yc=yd+cd.*cos(a2+a3-pi/2);fori=1:length(a1)ifatan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i)))> 0a4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )));elsea4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )))+pi;endendfori=1:length(a1)if a4(i)+5*pi/12<piye(i)=yc(i)+ec.*cos(a4(i)-1/12*pi); xe(i)=xc(i)-ec.*sin(a4(i)-1/12*pi); elseye(i)=yc(i)-ec.*sin(a4(i)-7*pi/12); xe(i)=xc(i)-ec.*cos(a4(i)-7*pi/12); endendfori=1:length(a1)ifatan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))>0a5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg)); elsea5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))+pi ;endendge=sqrt((ye-yg).*(ye-yg)+(xe-xg).*(xe -xg));a6=acos((ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf)./(2*ge .*fe));xf=xe-fe.*cos(a5+a6-pi);yf=ye-fe.*sin(a5+a6-pi);a10=acos((ge.*ge+gf*gf-fe*fe)./(2*gf. *ge));plot(t,a5-a10); >> title('构件5的角位移');xlabel('t/s');ylabel('角度rad');grid on;5.2构件5的角速度xa=0;ya=0;xd=300;yd=-500;xg=-430;yg=210;fe=265;ab=100;gf=670;be=460;bc=460;cd=250;a7=pi/6;ec=2*bc*sin(a7/2);a1=0:0.001:2*pi;t=a1./10;xb=ab.*cos(a1);yb=ab.*sin(a1);a2=atan((yd-yb)./(xd-xb))+pi;bd=sqrt(((yb-yd).*(yb-yd))+((xb-xd).* (xb-xd)));a3=acos((bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc)./(2*bd .*cd));xc=xd-cd.*sin(a2+a3-pi/2);yc=yd+cd.*cos(a2+a3-pi/2);fori=1:length(a1)ifatan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i)))> 0a4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )));elsea4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )))+pi;endendfori=1:length(a1)if a4(i)+5*pi/12<piye(i)=yc(i)+ec.*cos(a4(i)-1/12*pi); xe(i)=xc(i)-ec.*sin(a4(i)-1/12*pi); elseye(i)=yc(i)-ec.*sin(a4(i)-7*pi/12); xe(i)=xc(i)-ec.*cos(a4(i)-7*pi/12); endendfori=1:length(a1)ifatan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))>0a5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg)); elsea5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))+pi ;endendge=sqrt((ye-yg).*(ye-yg)+(xe-xg).*(xe -xg));a6=acos((ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf)./(2*ge .*fe));xf=xe-fe.*cos(a5+a6-pi);yf=ye-fe.*sin(a5+a6-pi);a10=acos((ge.*ge+gf*gf-fe*fe)./(2*gf. *ge));plot(t(1:6283),diff(a5-a10)./diff(t)) ;title('构件5的角速度');xlabel('t/s');ylabel('角速度rad/s');grid on;5.3 构件5的角加速度xa=0;ya=0; xd=300;yd=-500;xg=-430;yg=210;fe=265;ab=100;gf=670;be=460;bc=460;cd=250;a7=pi/6;ec=2*bc*sin(a7/2);a1=0:0.001:2*pi;t=a1./10;xb=ab.*cos(a1);yb=ab.*sin(a1);a2=atan((yd-yb)./(xd-xb))+pi;bd=sqrt(((yb-yd).*(yb-yd))+((xb-xd).* (xb-xd)));a3=acos((bd.*bd+cd.*cd-bc.*bc)./(2*bd .*cd));xc=xd-cd.*sin(a2+a3-pi/2);yc=yd+cd.*cos(a2+a3-pi/2);fori=1:length(a1)ifatan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i)))> 0a4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )));elsea4(i)=atan((yc(i)-yb(i))./(xc(i)-xb(i )))+pi;endendfori=1:length(a1)if a4(i)+5*pi/12<piye(i)=yc(i)+ec.*cos(a4(i)-1/12*pi);xe(i)=xc(i)-ec.*sin(a4(i)-1/12*pi);elseye(i)=yc(i)-ec.*sin(a4(i)-7*pi/12);xe(i)=xc(i)-ec.*cos(a4(i)-7*pi/12);endendfori=1:length(a1)ifatan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))>0a5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg));elsea5(i)=atan((ye(i)-yg)./(xe(i)-xg))+pi ; endendge=sqrt((ye-yg).*(ye-yg)+(xe-xg).*(xe -xg));a6=acos((ge.*ge+fe.*fe-gf.*gf)./(2*ge .*fe));xf=xe-fe.*cos(a5+a6-pi);yf=ye-fe.*sin(a5+a6-pi);a10=acos((ge.*ge+gf*gf-fe*fe)./(2*gf. *ge));yv=diff(a5-a10)./diff(t);plot(t(1:length(diff(yv)./diff(t(1:62 83)))),diff(yv)./diff(t(1:6283))); title('构件5的角加速度');xlabel('t/s');ylabel('角加速度rad/s*s');grid on;6.程序运行结果\7．结果分析。
机械原理大作业1
机械原理大作业（一）作业名称：连杆机构运动分析设计题目：第八题院系：班级：设计者：学号：指导教师：明设计时间： 2013年06月20日工业大学机械设计一、题目图1—8所示是曲柄转动导杆机构，BC的长度为a，机架AC的长度为d。
试研究当BC 为主动件时，a、d的长度变化对从动件的角位移、角速度和角加速度的影响规律；当导杆为主动件时，a、d的长度变化对从动件BC的角位移、角速度和角加速度的影响规律。
C二、机构的结构分析机构可分为两部分（1）、RPR杆组（2）、刚性杆三、各基本杆组的运动分析数学模型并建立直角坐标系1、当AB为主动件时设角BAC为wt，w为角速度、t为时间、n为角BCA。
由正弦定理可得a/sin(wt)=b/sin(n+wt) 可推出从动件的角位移n=arcsin(d*sin(w*t)/a)-w*t,，对其求导可得从动件的角速度v=(d*t*cos(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2)) – t，再对v求导得从动件的角加速a1=(d^3*t^2*cos(t*w)^2*sin(t*w))/(a^3*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(3/2)) - (d*t^2*sin(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2))。
2、当BC为主动件时设角BCA为w`t`，w`为角速度、t`为时间、n`为角BAC。
由正弦定理可得从动件的角位移n`=arctan(asin(w`*t`)/(d-a*cosw`*t`))，从动件的角速度v`= (t`/((d - a*cos(t`*w`))*(1 –t`^2*w`^2)^(1/2)) - (a*t`*asin(t`*w`)*sin(t`*w`))/(d - a*cos(t`*w`))^2)/(asin(t`*w`)^2/(d - a*cos(t`*w`))^2 + 1)。
机械原理大作业1.
Harbin Institute of Technology机械原理大作业一课程名称：机械原理设计题目：连杆机构运动分析院系：机电工程学院班级：1108101设计者：张舜晨学号：1110810117指导教师：陈明设计时间：2013年7月哈尔滨工业大学一、运动分析题目如图1-21 所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=120mm，h=70mm，BC=170mm，CD=350mm，CF=300mm，BE=400mm，FG=340mm，xD=348mm，yD=138mm，构件1 的角速度为ω1=10rad/s，试求构件5 上点E 及构件7 上点G 的位移、速度和加速度，并对计算结果进行分析。
二、机构的结构分析及基本杆组划分1.机构的结构分析机构各构件都在同一平面内运动，活动构件数n=7，=10，=0则机构的自由度为:F=3×n-2×-1×=3×7-2×10-0=12.基本杆组划分（1）去除虚约束和局部自由度本机构中无虚约束或局部自由度，此步骤跳过。
（2）拆杆组。
从远离原动件（即杆1）进行拆分，就可以得到由杆2,3 组成的RRRⅡ级杆组，4,5 组成的RRPⅡ级杆组，以及6,7 组成的RRPⅡ级杆组，最后剩下Ⅰ级机构杆1。
（3）确定机构的级别由（2）知，机构为Ⅱ级机构三、各基本杆组的运动分析数学模型为了程序的简便，以下分别对所涉及的杆组的一般形式进行分析，以方便建立函数。
①RRR Ⅱ级杆组的运动分析如下图所示，当已知RRR杆组中两杆长、和两外副B、D的位置和运动时，求内副C的位置及运动以及两杆的角位置、角运动。
1) 位置方程其中φi：式中，为保证机构的正确装配，必须同时满足l BD≤l i+l j和l BD≥|l i-l j|。
表达式中的“+”表示运动副B、C、D为顺时针排列(如图中实线位置)；“-”表示B、C、D为逆时针排列(如图中虚线位置)。
以上两组式子联立，求得(xc，yc)后，可求得φj：2) 速度方程将式(3-16)对时间求导，可得两杆角速度方程为式中，内运动副C的速度方程为3) 加速度方程两杆角加速度为式中，内副C的加速度为②RRP Ⅱ级杆组运动分析RRP Ⅱ级杆组是由两个构件和两个回转副及一个外移动副组成的。
机械原理大作业1
2 2 2
2al
l (1 M d d
0
)
tan M [co t
0
a sin
]
凸轮与 杆转动同向时式中 取 ,反之,则取 ，将 取绝对值 后代入压力角计算公式。由上式计算压力角，有时为正， 有时为负，正值表示轮廓接触点法线 位于此时摆杆速 度方向线的顺 一侧，否则为逆 一侧。
通过查阅相关资料后，得出结论：摆杆从动盘形凸 轮压力角 与 是非独立的关系，增大基圆半径 不一定 能减小压力角 ，有可能反而增大。所以在确定基圆 半径 ，中心距 时，先拟定摆杆 长某一定值1。基圆 r a * * r 0 半径系数 ，中心距系数a 。 l l * * 所以在此取 r 0 .7 , a 1 .4 ，由上式得 0 2 8 .0 9 8 。以 f ( ) tan ( )为函数作出凸轮转过一个周期函数 图像，如图；容易得出凸轮角位移在 处分别取得最大值。
推送机工作要求
方案一
凸轮机构：如图4－所示的凸轮机构，其结构简单，易于设计与制造，凸轮 以等角速度回转，它的轮廓驱使从动件，可使推杆实现任意的运动规律， 但行程较小。
方案二
凸轮-齿条机构：图4-2所示的凸轮-齿条机构可以将摆 动从动件的摆动转化为齿轮齿条机的往复运动。当 扇形齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时，可以加大 齿条的位移量。对于因齿轮具有良好的耐磨性和稳 定性，因而用此方案进行物品推送可以得到较好的 效果。但是此机构的缺点是中间的扇形齿比较难加 工。
m ax 1 0 .3 9 9 5 7 tan [3 5 ], m ax 2 0 .5 7 3 8 9 7 tan [7 0 ]
机械原理大作业1连杆机构27题
大作业1 连杆机构运动分析1、运动分析题目如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为280mm AB =,350mm BC =,320mm CD =,160mm AD =，175mm BE = 220mm EF =，25mm G x =，80mm G y =，构件1的角速度为110rad/s ω=，试求构件2上点F 的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。
2、建立坐标系建立以点A 为原点的固定平面直角坐标系图13、对机构进行结构分析该机构由I级杆组RR（原动件1）、II级杆组RRR（杆2、杆3）和II级杆组RPR（滑块4及杆5）组成。
I级杆组RR，如图2所示；II级杆组RRR，如图3所示；II级杆组RPR，如图4所示。
图2图 3图 44、各基本杆组运动分析的数学模型（1）同一构件上点的运动分析：图 5如图5所示的构件AB,,已知杆AB 的角速度=10/rad s ω，AB 杆长i l =280mm,可求得B 点的位置B x 、B y ，速度xB v 、yB v ，加速度xB a 、yB a 。
=cos =280cos B i x l ϕϕ;=sin =280sin B i y l ϕϕ;==-sin =-BxB i B dx v l y dt ωϕω； ==cos =;B yB i B dyv l x dt ωϕω222B 2==-cos =-BxB i d x a l x dt ωϕω；2222==-sin =-ByB i B d y a l y dtωϕω。
（2）RRRII 级杆组的运动分析：图 6如图6所示是由三个回转副和两个构件组成的II 级组。
已知两杆的杆长2l 、3l 和两个外运动副B 、D 的位置（B x 、B y 、D x 、D y ）、速度（xB yB xD yD v v v v 、、、）和加速度（xB yB xD yD a a a a 、、、）。
求内运动副C 的位置（C C x 、y ）、速度（xC yC v 、v ）、加速度（xC yC a 、a ）以及两杆的角位置（23ϕϕ、）、角速度（23ϕϕ、）和角加速度（23ϕϕ、）。
机械原理大作业1-连杆机构运动分析-30题
机械原理作业设计说明书课程名称：机械原理设计题目：连杆机构运动分析院系：班级：设计者：学号：设计时间：连杆机构运动分析题目：如图1-1所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=100mm ，BC=2.73AB ，CD=1.36AB ，CG=2.32AB ，BG=4.9AB ，AF=2.36AB ，AD=2.87AB ，DF=2AB ，GE=1.45AB ，EF=2.82AB ，GM=1.36AB ，MK=1.91AB ，KD=0.54AB ，KF=2.18AB ，HF=3.1AB ，DH=3.63AB ，o 135=β，构件1的角速度为s /rad 101=ω。
试求构件2上G 点的轨迹及构件4、构件6和构件8的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。
HGMECFKDBAXY图1 解：1、建立坐标系建立以点H 为原点的固定平面直角坐标系D-x ，y ，如图1所示。
1.对机构进行结构分析该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、9）、II级杆组RRR（杆5、6）、II级杆组RRR（杆7、8）和II级杆组RPR （杆4、滑块3）组成。
I级杆组RR（原动件AB）如图2所示，II 级杆组RRR（杆2、9）如图3所示，II级杆组RRR（杆5、6）如图5所示，II级杆组RRR（杆7、8）如图6所示，II级杆组RPR（杆4、滑块3）如图7所示。
图2 I级杆组RR 图3 II级杆组RRR图5 II级杆组RRR 图6 II级杆组RRR图7 II 级杆组RPR2.各基本杆组运动分析1. I 级杆组RR （原动件AB ）如图2所示，已知原动件杆1的转角 ︒︒=360-0ϕ pi =δ角速度 s rad /101==ωϕ角加速度 0==εϕ运动副A 的位置坐标为 mm y mm x A A 5.41,3.542==速度为 0,0==A A y x加速度为 0,0==A A y x原动件杆1的长度 mm l AB 100=所以，运动副B 的位置、速度和加速度分子如下： 1 位置分析)cos(δϕ++=i AB A B l x x )sin(δϕ++=i AB A B l y y2 速度分析)sin(δϕ+⨯⨯-=i AB xA xB l w v v )sin(δϕ+⨯⨯+=i AB yA yB l w v v 3 加速度分析)sin()cos(2δϕδϕ+-+-=i AB i AB xA xB el l w a a )()sin(2δϕδϕ+++-=i AB i AB yA yB coa el l w a a 求出运动副B 的yB xB yB xB B B a a v v y x ,,,,,各个运动参数。
机械原理大作业一
连杆机构的运动分析一.题目如图所示是曲柄摇杆机构，各构件长度分别为a，b，c，d，试研究各构件长度的变化对机构急回特性的影响规律。
二.机构分析四连杆机构可分为如下两个基本杆组Ⅰ级杆组RRRⅡ级杆组AB为曲柄，做周转运动；CD为摇杆，做摆动运动；BC为连杆；AB，CD均为连架杆，AB为主动件。
三.建立数学模型θ为极位夹角，φ为最大摆角必须满足条件为：1.a≤b，a≤c，a≤d（a为最短杆）；2.L min+L max≤其他两杆之和。
下面分析杆长和极位夹角的关系：在△AC2B中，=；在△AC1B中，=。
θ=-K=最后分以下四种情况讨论：1.机架长度d变化令a=5，b=30，c=29d由6开始变化至54，步长为1输出杆长a，b，c，d和K。
2.连杆长度b变化令a=5，b=29，d=30b由6开始变化至54，步长为1 输出杆长a，b，c，d和K。
3.摇杆长度c变化令a=5，b=29，d=30c由6开始变化至54，步长为1 输出杆长a，b，c，d和K。
4.曲柄长度a变化令b=29，c=28，d=30a由5开始变化至27，步长为1 输出杆长a，b，c，d和K。
四．MATLAB计算编程a=5;b=30;c=29;d=6:1:54;m=(d.^2-216)./(50.*d);n=(384+d.^2)./(70.*d);p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(d,K,'b')xlabel('机架长度d变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');———————————————————————————————————————a=5;d=30;c=29;b=6:1:54;m=((b-5).^2+59)./(60.*(b-5));n=(59+(b+5).^2)./(60.*(b+5));p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(b,K,'b')xlabel('连杆长度b变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');———————————————————————————————————————a=5;d=30;b=29;c=6:1:54;m=(1476-c.^2)./(1440);n=(2056-c.^2)./(2040);p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(c,K,'b')xlabel('摇杆长度c变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');c=28;d=30;b=29;a=5:1:27;m=(116+(29-a).^2)./(60*(29-a) );n=(116+(29+a).^2)./(60*(29+a) );p=acos(m);q=acos(n);w=p-q;o=(w.*180)/3.14;K=(180+o)./(180-o);fprintf('%.6f\n',K);plot(a,K,'b')xlabel('曲柄长度a变化时');ylabel('极位夹角/度');tilte('极位夹角变化图');五.计算结果机架长度变化连杆长度变化摇杆长度变化曲柄长度变化六.计算结果分析1.当机架d增大，其余三杆不变时，K一直减小，减小速度先快后慢。
哈工大机械原理大作业1
1、运动分析题目
如图所示的六杆机构的位移，速度和加速度。
2、建立坐标系
建立以点 A 为原点的固定平面直角系
3、对机构进行结构分析
哈尔滨工业大学机械原理课程设计
该机构由 I 级杆组 RR（原动件 1）、II 级杆组 RRR（杆 2、杆 3）和 II 级杆组 PRP（滑块 4 及滑块 5）组成。I 级杆组 RR，如图 2 所示；II 级杆组 RRR，如图 2 所示；II 级杆组 PRP，如图 3 所示。
}
哈尔滨工业大学机械原理课程设计
//C 点坐标值函数 void Ccorner(double *a,double *b,double c)//&Xc,&Yc,o {
double i,j,x,y,z;//中间参数
i=(pow(Lcd,2)-pow(Lbc,2)+pow(Lab*sin(c),2)-pow(Yd,2)+pow(Lab*cos(c),2)-pow((Xd+Xf), 2))/(2*(Lab*cos(c)-Xd-Xf)); j=(Lab*sin(c)-Yd)/(Lab*cos(c)-Xf-Xd); x=pow(j,2)+1; y=2*(Xf+Xd)*j-2*i*j-2*Yd; z=pow(i,2)-2*(Xf+Xd)*i+pow((Xf+Xd),2)+pow(Yd,2)-pow(Lcd,2); *b=(-y+sqrt(pow(y,2)-4*x*z))/(2*x); *a=i-j*(*b); }
21
21.537112 11.635926
22
23.572877 11.689145
23
哈工大机械原理大作业1
420.636249
198
-25.780027
-7.408008
448.711622
19
17.496096
11.511568
389.280068
199
-27.066134
-7.329197
454.399338
20
19.511173
11.576658
356.588380
200
-28.338399
-6.837081
484.309157
26
31.792111
11.837106
133.586249
206
-35.672384
-6.752179
488.602299
27
33.860111
11.856813
92.240035
207
-36.843419
-6.666544
492.701606
28
35.930920
（4）利用导数的定义与其物理意义
利用上述公式，选取适当的步长h，利用F点位移就可以得出速度与加速度
5、用VC编程
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define pi 3.14159265358979323846
//定义全局变量
double Lab,Lbc,Lcd,Xf,Xd,Yd;//定义已知位置量
11.079883
-670.906136
223
-53.471235
-5.223053
533.839546
44
68.312705
10.958430
哈工大机械原理大作业(连杆机构)
建立坐标系：以C为原点，水平方向为X轴，CA所在直线为Y轴建立直角坐标系（如图4）。
取曲柄1水平且位于A点右侧为初始时刻，设曲柄1角速度为w，由题意知w= =8.5π rad/s………………（1）
设曲柄1转角为θ，则B点坐标：
xB=ιABcosθ=ιABcoswt
yB=H1+ιABsinθ=H1+ιABsinwt………………（2）
form=1:length(t)-1
ddxF(m)=(dxF(m+1)-dxF(m))/0.0001;
end
ddxF(length(t))=ddxF(length(t)-1);
figure
plot(t,ddxF)
title('¼ÓËÙ¶ÈͼÏñ');
xlabel('t /s'),ylabel('v /(m/s^2)');
输出图像：
xE(m)=yE(m)/k(m);
xF(m)=xE(m)-(-H^2+lEF^2-yE(m)^2+2*yE(m)*H)^(1/2)+0.1142;
end
form=1:length(t)-1
dxF(m)=(xF(m+1)-xF(m))/0.0001;
end
dxF(length(t))=dxF(length(t)-1);
∵ιEF+ιCE>H且ιCE<H
∴E点始终在F点的右下方
∴xF<xE,所以x2舍去，只取xF=x1……………（8）
∴点F坐标为（xF，H）
当t=0时，可得F点初始位置坐标，不妨设为（xo,H）。
则F点位移（通过计算，t=0时，得xo=-0.1142）
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机械原理大作业（一）作业名称：连杆机构运动分析设计题目：第八题院系：班级：设计者：学号：指导教师：陈明设计时间： 2013年06月20日哈尔滨工业大学机械设计一、题目图1—8所示是曲柄转动导杆机构，BC的长度为a，机架AC的长度为d。
试研究当BC 为主动件时，a、d的长度变化对从动件的角位移、角速度和角加速度的影响规律；当导杆为主动件时，a、d的长度变化对从动件BC的角位移、角速度和角加速度的影响规律。
C二、机构的结构分析机构可分为两部分（1）、RPR杆组（2）、刚性杆三、各基本杆组的运动分析数学模型并建立直角坐标系1、当AB为主动件时设角BAC为wt，w为角速度、t为时间、n为角BCA。
由正弦定理可得a/sin(wt)=b/sin(n+wt) 可推出从动件的角位移n=arcsin(d*sin(w*t)/a)-w*t,，对其求导可得从动件的角速度v=(d*t*cos(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2)) – t，再对v求导得从动件的角加速a1=(d^3*t^2*cos(t*w)^2*sin(t*w))/(a^3*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(3/2)) - (d*t^2*sin(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2))。
2、当BC为主动件时设角BCA为w`t`，w`为角速度、t`为时间、n`为角BAC。
由正弦定理可得从动件的角位移n`=arctan(asin(w`*t`)/(d-a*cosw`*t`))，从动件的角速度v`= (t`/((d - a*cos(t`*w`))*(1 –t`^2*w`^2)^(1/2)) - (a*t`*asin(t`*w`)*sin(t`*w`))/(d - a*cos(t`*w`))^2)/(asin(t`*w`)^2/(d - a*cos(t`*w`))^2 + 1)。
从动件的角加速度a1`= ((t^3*w)/((d - a*cos(t*w))*(1 - t^2*w^2)^(3/2)) + (2*a^2*t^2*asin(t*w)*sin(t*w)^2)/(d - a*cos(t*w))^3 - (a*t^2*asin(t*w)*cos(t*w))/(d - a*cos(t*w))^2 - (2*a*t^2*sin(t*w))/((d - a*cos(t*w))^2*(1 - t^2*w^2)^(1/2)))/(asin(t*w)^2/(d - a*cos(t*w))^2 + 1) - ((t/((d - a*cos(t*w))*(1 - t^2*w^2)^(1/2)) - (a*t*asin(t*w)*sin(t*w))/(d - a*cos(t*w))^2)*((2*t*asin(t*w))/((d - a*cos(t*w))^2*(1 - t^2*w^2)^(1/2)) - (2*a*t*asin(t*w)^2*sin(t*w))/(d - a*cos(t*w))^3))/(asin(t*w)^2/(d - a*cos(t*w))^2 + 1)^2。
五、计算编程1、AB为主动件假设w=10rad/s、d=100mm、a=0+1*p，p从1到1000，步长为10，即d/a的取值范围为0.1—100。
1.1、求从动件的角位移程序为for p=0.1:10:100syms t;syms w;syms d;syms a;w=10;d=100;a=0+1*p;n=asin(sin(w*t)*d/a)-w*t;v=diff(n);a1=diff(v);t=0:pi/100:pi/5;y1=asin(sin(w*t)*d/a)-w*t;for i=1:length(t)y2(i)=subs(v,t(i));y3(i)=subs(a1,t(i));endfigure(p)plot(t,y1)end可得出10个图形去除有代表性的3张d/a比例分别为100、2、1同理修改程序将比例变为0.95、0.8、0.5接着将其比例减小为0.2、0.1结果分析：由此可得，随着d/a比例的不断减小，但是通过常识可知当a<d即d/a>1时AB为主动件其角度不可能为0到2pi所以大于1的图不存在，从小于1可以看出d/a不断减小从动件BC 的角位移趋近于一次函数，即变化减缓。
1.2、求从动件的角速度程序为for p=1syms t;syms w;syms d;syms a;w=10;d=100;a=0+1*p;n=asin(sin(w*t)*d/a)-w*t;v=diff(n);a1=diff(v);t=0:pi/100:pi/5;y1=asin(sin(w*t)*d/a)-w*t;for i=1:length(t)y2(i)=subs(v,t(i));y3(i)=subs(a1,t(i));endfigure(p)plot(t,y2)end可得出10个图形去除有代表性的3张d/a比例分别为1、0.95、0.8、0.5、0.2，结果分析：由角速度曲线可知当d/a的比例不断减小时角速度趋向平稳即最大值与最小值的差值减小，这也符合角位移趋向于一次曲线，峰值处的变化变的尖锐。
另外通过角速度曲线可知0度时速度最大、180度时速度最小。
1.3、求从动件的角速度程序为for p=500syms t;syms w;syms d;syms a;w=10;d=100;a=0+1*p;n=asin(sin(w*t)*d/a)-w*t;v=diff(n);a1=diff(v);t=0:pi/100:pi/5;y1=asin(sin(w*t)*d/a)-w*t;for i=1:length(t)y2(i)=subs(v,t(i));y3(i)=subs(a1,t(i));endfigure(p)plot(t,y3)end可得出10个图形去除有代表性的3张d/a比例分别为1、0.95、0.8、0.5、0.2结果分析：有图可分析知随着d/a的减小角加速度的幅值减小、在峰值处变化变得光滑，另外角加速度的最大值和最小值分别处于90、270度，和0、180度。
2、ＢＣ为主动件假设w=10rad/s、d=100mm、a=0+1*p，p从50到200，步长为10，即d/a的取值范围为0.5--2。
另外可取有特点的几个数值如d/a=0.1、1、10.2-1、测从动件的角位移程序为for p=1000syms t;syms w;syms d;syms a;w=10;d=100;a=1*p;n=atan(asin(w*t)/(d-a*cos(w*t)));v=diff(n);a1=diff(v);t=0:pi/100:pi/5;for i=1:length(t)y1(i)=subs(n,t(i));y2(i)=subs(v,t(i));y3(i)=subs(a1,t(i));endfigure(p)plot(t,y1)end分别得d/a=0.1、0.5、1、10、100时的几个图为结果分析：由这几个图像课分析得在d/a<1时随着d/a的增大角位移的突变减小，d/a=1无法运动，d/a>1时随着d/a的增大角位移，角位移的变化幅度减小。
2-2、测从动件的角速度程序为for p=1syms t;syms w;syms d;syms a;w=10;d=100;a=1*p;n=atan(asin(w*t)/(d-a*cos(w*t)));v=diff(n);a1=diff(v);t=0:pi/100:pi/5;for i=1:length(t)y1(i)=subs(n,t(i));y2(i)=subs(v,t(i));y3(i)=subs(a1,t(i));endfigure(p)plot(t,y2)end分别得d/a=0.1、0.5、1、10、100时的几个图为结果分析：由这几张图可以看出在d/a<1时随着d/a的增加，速度的幅值减小，d/a>1时随着d/a的增加速度的幅值变化减小即从动杆件的运动变得平稳2-3、测从动件的角加速度的变化程序为for p=100syms t;syms w;syms d;syms a;w=10;d=100;a=1*p;n=atan(asin(w*t)/(d-a*cos(w*t)));v=diff(n);a1=diff(v);t=0:pi/100:pi/5;for i=1:length(t)y1(i)=subs(n,t(i));y2(i)=subs(v,t(i));y3(i)=subs(a1,t(i));endfigure(p)plot(t,y3)end分别得d/a=0.1、0.5、1、10、100时的几个图为结果分析：由角加速度的随d/a的变化图可知在d/a<1时角加速度的幅值在一定范围内变化减小，在d/a>1是时速度几乎无变化六、综合结果分析A.AB为主动件，BC为从动件。
d/a不断减小从动件BC的角位移趋近于一次函数，即变化减缓。
角速度变化曲线近似于三角函数cos且趋向平稳，即最大值与最小值的差值减小，峰值处的变化变的尖锐，且0度时速度最大、180度时速度最小。
角加速度的变化曲线近似于三角函数sin且幅值减小、页眉内容在峰值处变化变得光滑，角加速度的最大值和最小值分别处于90、270度。
B.BC为主动件，AB为从动件d/a<1时随着d/a的增大角位移的突变减小。
角速度的幅值减小。
角加速度的幅值在一定范围内变化减小。
d/a>1时随着d/a的增大角位移，角位移的变化幅度减小。
角速度的幅值变化减小即从动杆件的运动变得平稳。
角加速度几乎无变化。
（具体变化可通过图形看出）页脚内容11。