2022年哈工大机械原理大作业任务书连杆机构参考模板.docx

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1、精品学习资源连杆机构设计1 设计题目9 ） 在 图 1-9所 示 的 机 构 中， 已知 lAB=60mm ， lBC=180mm ， lDE=200mm ， lCD=120mm ， lEF=300mm ， h=80mm ， h1=85mm ， h2=225mm，构件 1 以等角速度 w1=100rad/s 转动；求在一个运动循环中，滑块 5 的位移、速度和加速度曲线；2 对机构进行结构分析，找出基本杆组AB 即杆件 1 为原动件DECB即杆件 2、3 为 RRR型 II 级杆组其中 CE为同一构件上点，EF和滑块即 4、5 为 RRP型 II 级杆组欢迎下载精品学习资源3 各基本杆组的运动分

2、析数学模型 RRR杆组运动分析的数学模型欢迎下载精品学习资源1. 位置分析设两个构件长度R1 ,R2 及外运动副N1 ,N2 的位置已知，求两个构件的位置欢迎下载精品学习资源角 1 ,2 及内运动副N3 的位置；欢迎下载精品学习资源选定坐标系及相应的标号如下图, 构件的位置角i 商定从响应构件的外运欢迎下载精品学习资源动副 Ni引 x 轴的方向线，按逆时针量取；欢迎下载精品学习资源设外运动副N1，N2 的位置坐标分别为N1 P1x ,P1 y ），N2 P2x ,P2 y ）, 就欢迎下载精品学习资源22 1欢迎下载精品学习资源dP1 x- P2 x P1 y- P2 y 2欢迎下载精品学习资

3、源cosd 2R2R2 /2 R d欢迎下载精品学习资源121欢迎下载精品学习资源arctanP2yP1y /P2 xP1x 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1内运动副N3 点坐标为：欢迎下载精品学习资源P3x P3yP1 xP1yR1 cos 1R1 sin 1欢迎下载精品学习资源构件 K 2 的位置角：欢迎下载精品学习资源2arctanP3yP2y /P3xP2x 欢迎下载精品学习资源位置分析过程中应留意两个问题：欢迎下载精品学习资源R1R2 或 dR1R2 的情形；在这欢迎下载精品学习资源两种情形下实际上不行能形成RRR杆组，运算过程中应准时验算上述条件，如满意上述条件应中止运算

4、并给出相应信息；欢迎下载精品学习资源2）在给定N1 ， N 2 ， R1 ，R2 的条件下，N3 可能有两个位置如上图中的欢迎下载精品学习资源N3 和 N 3，相应的 1和 1，我们称为杆组的两种工作状态；对于欢迎下载精品学习资源实际构件而言，杆组只可能在一种工作状态下运动，而且在机构运动过程中只欢迎下载精品学习资源要不显现dR1R2的情形 这种情形下，机构处于瞬时运动不确定状态，设欢迎下载精品学习资源计时应防止）杆组就不会从一种工作状态变为另一种工作状态，所以运动分析时可预先按机构的实际工作位置，指明杆组是哪一种工作状态；商定状态参数M ： N1 N2 N3 为逆时针读取时 M =1， N1

5、 N 2N3 为顺时钟时 M = -1 ；欢迎下载精品学习资源2. 速度分析设外运动副N1 ， N2点的速度v1x ， v1y 及 v2 x ， v2 y 已知，求N3 点的速度v3x ，欢迎下载精品学习资源v3 y及构件K1 ， K 2 的角速度1 ,2 ；欢迎下载精品学习资源由于 P3xP1xR1 cos 1P2xR2 cos 2欢迎下载精品学习资源P3yP1 yR1 sin 1P2 yR sin22欢迎下载精品学习资源将上式对时间 t 微分：欢迎下载精品学习资源v3 xv3 yv1x v1 yR1 1 sin 1R1 1 cos 1v2 xv2 yR2 2 sin2R2 2 cos 2欢

6、迎下载精品学习资源留意到：欢迎下载精品学习资源R1 cos 1R2 cos 2P3 xP3 xP 1x ,P2x ,R1 sin 1R2 sin 2P3 yP3 yP1yP2 y1）欢迎下载精品学习资源式1）可写为欢迎下载精品学习资源 P3yP1y P3 yP2y 1v2 x=v1x欢迎下载精品学习资源P3xP 1x P3xP2 x 2v2 yv1y欢迎下载精品学习资源令：Q= P3yP1y P3 xP2 x P3 yP2y P3xP 1x 欢迎下载精品学习资源就：1v2xv1x P3 xP2x v2yv1 y P3yP2y / Q欢迎下载精品学习资源2 v2yv1y P3 yP1y v2xv

7、1x P3xP1x / Q欢迎下载精品学习资源将 1 ， 2 值代入式 对时间 t 微分得：欢迎下载精品学习资源P3yP1 y P3yP2 y EA1=欢迎下载精品学习资源P3xP 1xP3xP2x 2EB欢迎下载精品学习资源式中： EAa2xa1xv3yv1 y 1v3yv2 y 2欢迎下载精品学习资源EBa2 ya1 yv3xv1x 1v3xv2 x 2欢迎下载精品学习资源1 EA 2EA P3 xP3 xP2x P1x EB EB P3 yP3 yP2 y / Q P1y / Q欢迎下载精品学习资源内运动副N3 点的加速度a3x , a3y 可由微分式 1）求得；欢迎下载精品学习资源 平

8、面运动构件 单杆）的运动分析欢迎下载精品学习资源已知构件 K 上的N1 点的位置P1x , P1 y ，速度为v1x , v1Y ，加速度为a1x， a1 y 及欢迎下载精品学习资源过点的N1 点的线段N1 N2 的位置角 ，构件的角速度 ，角加速度 ，求构件上欢迎下载精品学习资源点 N2 和任意指定点N3 位置参数N1N3 R2 ，N2 N1 N3 ）的位置、速度、欢迎下载精品学习资源加速度；欢迎下载精品学习资源N1 ， N3 点的位置为：欢迎下载精品学习资源P2x P2 y P3x P3 yP1x P1 y P1x P1 yR1 cos R1 sinR2 cosR2sin欢迎下载精品学习资

9、源N1 ， N3 点的速度，加速度为：欢迎下载精品学习资源v2xv1 xR1sinv1 x P2 yP1y 欢迎下载精品学习资源v2 yv1 yR1sinv1 y P2x - P1x 欢迎下载精品学习资源v3 xv3 yv1x v1 yR2sinR2cosv1x v1yP3y P3xP1y P1x欢迎下载精品学习资源aa PP 2 PP 欢迎下载精品学习资源2 x1 x2 y1 y2 x1x欢迎下载精品学习资源aa PP 2 PP 欢迎下载精品学习资源2 y1y2 x1 x2 y1y欢迎下载精品学习资源aa PP 2 PP 欢迎下载精品学习资源3x1 x3 y1y3x1x欢迎下载精品学习资源欢

10、迎下载精品学习资源aaPP1 2 PP1 欢迎下载精品学习资源3 y1 y3xx3 yy欢迎下载精品学习资源 RRP杆组运动分析的数学模型欢迎下载精品学习资源1. 位置分析设已知外运动副点N1 及移动副导路上任意欢迎下载精品学习资源一选定参考点N2 的位置，构件K1 的长度R1 及欢迎下载精品学习资源导路的位置角，求构件K1 的位置角 1 及内运欢迎下载精品学习资源动副N2N3N3 点的位置 ud sin-1f R2 - u2 2欢迎下载精品学习资源1N3 点相对于导路上参考点N2 的滑移距离：欢迎下载精品学习资源R2ef欢迎下载精品学习资源明显，当R1|u | 时无解；欢迎下载精品学习资源当

11、 R1|u |N N N时有两个解，对应于杆组的不同位置状态；如1232 , 就欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源R2ef ，商定状态参数 M =1；如N1N2 N3 2 , 就 R2ef ，就商定状态欢迎下载精品学习资源参数 M =-1 ；内运动副N3 的位置坐标：欢迎下载精品学习资源P3xP2 xR2 cos,P3yP2 yR2 sin欢迎下载精品学习资源构件 K1 的位置角：1arctanP3y - P1y / P3x - P1x 2. 速度分析欢迎下载精品学习资源N1 ,N2 点的速度为v1x ， v1 y 及 v2 x ， v2 y 已知，导路的角速度，求构件 K1欢迎下载精品

12、学习资源的角速度1 ，点的速度v3 x ， v3 y 及 N3 点相对于导路上重合点的相对速度构件vr 2欢迎下载精品学习资源2）P3x P3yP1 xP1 yR1 cos 1R1 sin 1P2 xP2 yR2 cos R2 sin欢迎下载精品学习资源上式对时间 t 微分，可解出：欢迎下载精品学习资源1 =1 =Ev sinFv cos / Q欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源R2vr 2 Ev P3xP1x Fv P3yP1y / Q欢迎下载精品学习资源式中：欢迎下载精品学习资源Evv2 xFvv2 yv1x v1yR2sinR2cos欢迎下载精品学习资源Q P3yP1y sin P

13、3xP1x cos欢迎下载精品学习资源N3 点的速度为：欢迎下载精品学习资源v3 xv3 yv1xv1 yR1 1 sin 1 ,R1 1 cos 1欢迎下载精品学习资源3. 加速度分析欢迎下载精品学习资源N1 ，N2 点的加速度a1x , a1 y , a2x , a2 y 及移动副导路的角加速度已知，求构欢迎下载精品学习资源件 K1 的角加速度 1 ，N3 点的加速度a3x , a3y , 及N3 点相对于移动副导路上重合点欢迎下载精品学习资源的相对角速度ar 2 ；欢迎下载精品学习资源对式2）进行两次微分可得：1EA sinFA cos / Q欢迎下载精品学习资源ar 2EA P3xP1

14、x FA P3 yP1y / Q欢迎下载精品学习资源式中：22欢迎下载精品学习资源EAa2 xa1 x1 P3xP1x R2 cos2vr 2 sinP3yP2 y 欢迎下载精品学习资源Faa2 PP 2R sin2vcosPP 欢迎下载精品学习资源A2 y1 y13y1 y12r 23x2 x欢迎下载精品学习资源Q P3yP1y sin P3xP1x cosN3 点的加速度：a3xa21xR11cossin1R11sincos1a23ya1 yR111R1 114 建立坐标系，程序设计及画图以 D 点为坐标原点，自然方向为坐标xy 轴1）滑块 5 的位移曲线 使用 matlab 编程画图，详

15、见附录 1）2）滑块 5 的速度曲线 使用 matlab 编程画图，详见附录 2）欢迎下载精品学习资源3）滑块 5 的加速度曲线 ；yd=80+60.*sin100.*t；A0=2.*120.*xd；B0=2.*120.*yd；C0=120.2+xd.2+yd.2-180.2；ai=2.*atanB0+sqrtA0.2+B0.2-C0.2./A0+C0；xe=200.*cosai；ye=200.*sinaixf=xe-sqrt300.2-165-ye.2 plott,xf附录 2；t=0:0.0002.*pi:0.04.*pi；xd=225+60.*cos100.*t；yd=80+60.*si

16、n100.*t；A0=2.*120.*xd；B0=2.*120.*yd；C0=120.2+xd.2+yd.2-180.2；ai=2.*atanB0+sqrtA0.2+B0.2-C0.2./A0+C0；xe=200.*cosai；ye=200.*sinai；xf=xe-sqrt300.2-165-ye.2；vf=diffxf；t=0:0.0002.*pi:0.04-0.0002.*pi；plott,vf；附录 3t=0:0.0002.*pi:0.04.*pi；xd=225+60.*cos100.*t；yd=80+60.*sin100.*t；A0=2.*120.*xd；B0=2.*120.*yd；C0=120.2+xd.2+yd.2-180.2；ai=2.*atanB0+sqrtA0.2+B0.2-C0.2./A0+C0；xe=200.*cosai；ye=200.*sinai；xf=xe-sqrt300.2-165-ye.2；af=diffdiffxf；t=0:0.0002.*pi:0.04-0.0004.*pi；plott,af欢迎下载精品学习资源欢迎下载