第6章--Matlab平面连杆机构的动力学分析PPT课件

对构件BC受力分析得
R xBF xiR xCm iR esi
R y B F y i R y C m ig m iIm si
M iR xBrcisiniR yBrcicosi R xCrirci siniR yCrirci cosiJi i
对构件CD受力分析得
R xDF xjR xCm jR esj
y(2)=mi*ImddA+mi*rci*x(3)*sin(x(1)+pi/2)+mi*rci*x(2)^2*sin(x(1)+pi)-Fyi+x(5)+mi*g;
y(3)=Ji*x(3)-y(1)*rci*sin(x(1))+y(2)*ric*cos(x(1))-x(4)*(ri-rci)*sin(x(1))+x(5)*(ri-rci)*cos(x(1))-Mi;
R yBri rci co siJi i
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§6-1 曲柄的动力学仿真模块
由运动学知识可推得：
R e s i R e A r c iic o s i 2 r c ii 2 c o s i I m s i I m A r c iis i n i 2 r c ii 2 s i n i
mi
rci
2 i
function y=crankdy(x) %Function for Dyanmic analysis of crank %%Input parameters %x(1)=theta-i %x(2)=dtheta-i %x(3)=ddtheta-i %x(4)=RxB %x(5)=RyB %%0utput parameters %y(1)=RxA %y(2)=RyA %y(3)=M1
合并整理得
R R x y A A
m iR e A m ir c iic o si2 m ir c ii2 c o si F x i R x B m iIm A m ir c i is in i2 m ir c i i2 s in i F y i R y B m ig
rci
sin 0
i
0
0
0 1 rci cosi 0 0
0
1 0
ri rci sin i
1 0
rj rcj sin j
0 1
ri rci cosi
0 1
rj rcj cos j
0 0 0 1 0 rcj sin j
mi Re B mircii cos i
2
作用于质心上的外力为 F x i 和 F y i
、外力矩为M
，曲柄与机架联接，
i
转动副A的约束反力为R x A 和 R y A ，
驱动力矩为 M 1 。
由理论力学可得：
R xAR xBF xim iR esi
R y A R y B F y i m ig m iIm si
M 1M iR xA rcisiniR yA rcico siR xBri rci sini
R y D F y j R y C m jg m iIm s i
M jR xD rcjsinjR yD rcjcosj
R xCrjrcj sinjR yCrjrcj cosjJj j
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§6-2 RRR II级杆组的动力学仿真模块
由运动学可推得
I m s i I m B r c iis i n i 2 r c ii 2 s i n i R e s i R e B r c iic o s i 2 r c ii 2 c o s i
g=9.8; %重力加速度 ri=0.4; %曲柄长度 rci=0.2;%质心离铰链A的距离 mi=1.2;%曲柄质量 Ji=0.016; %绕质心转动惯量 Fxi=0; Fyi=0; Mi=0; %作用于质心的外力 和外力矩
ReddA=0; ImddA=0; %铰链A的加速度
y(1)=mi*ReddA+mi*rci*x(3)*cos(x(1)+pi/2)+mi*rci*x(2)^2*cos(x(1)+pi)-Fxi+x(4);
R e s j R e D r c jjc o sj 2 r c jj 2 c o sj I m s j I m D r c jjs i n j 2 r c jj 2 s i n j
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§6-2 RRR II级杆组的动力学仿真模块
代入、化简、合并写成矩阵为
1
0
• 在Matlab／simulink仿真平台，可以搭建所有平面连杆I I级机构的动力学仿真模型并进行动力学仿真．。
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§6-1 曲柄的动力学仿真模块
1．曲柄的动力学矩阵表达式
曲柄AB复向量的模r i 为常数、幅角 i 为变量。
质心到转动副A的距离为r c i ，质量为 m i ，绕质心的转动惯量为 J i ，
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§6-2 RRR II级杆组的动力学仿真模块
1．RRR II级杆组动力学矩阵表达式
如图3．2所示，RRR II级杆组，分别以2个构件BC(长度为 r i )和CD(长度为r j ）
为受力分析对象进行受力分析，其受力情况同曲柄 ，只是不受驱动力矩， 则转动副B，C，D的约束反力推导如下。
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§6-2 RRR II级杆组的动力学仿真模块
M 1 J ii R x A r百度文库c is ini R y A r c ic o si R x Br i r c i s ini R y Br i r c i c o si M i
根据上式编写曲柄原动件MATLAB的M函数如下：
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§6-1 曲柄的动力学仿真模块
2．曲柄的动力学分析M函数
第6章 平面连杆机构的动力 学分析
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1
概述
• 机构的动力分析，主要是在运动学分析的基础上，由已 知工作阻力，求出运动副的约束反力和驱动力(或力矩)， 为选择和设计轴承、零部件强度的计算及选择原动机提 供理论依据。
• 本章以机构的组成原理为出发点，主要以应用最为广泛 的平面连杆II级机构为分析对象，用复数向量推导出曲 柄原动件、RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组、PRP杆组和 RPP杆组的动力学矩阵数学模型，并编制相应仿真M函 数。