2022年机械原理大作业一连杆机构参考例子 .pdf
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1、连杆机构运动分析机械原理大作业课程名称:机械原理设计题目:机械原理大作业院系: 汽车工程学院车辆工程班级:1101201 姓名:。 。 。 。学号:。 。 。 。 。 。 。指导教师:游斌弟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页连杆机构运动分析大作业 1 连杆机构运动分析1、运动分析题目如下图机构,已知机构各构件的尺寸为280mmAB,350mmBC,320mmCD,160mmAD,175mmBE220mmEF,25mmGx,80mmGy,构件 1 的角速度为110rad/s,试求构件2 上点 F 的轨迹及构件5 的角
2、位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。图 12、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页连杆机构运动分析图 2 图 2 图 4 3、建立坐标系建立以点A为原点的固定平面直角坐标系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
3、 - -第 3 页,共 16 页连杆机构运动分析4、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:如图 5 所示的构件AB, 已知杆AB 的角速度=10/rad s, AB 杆长il=280mm, 可求得 B 点的位置Bx、By,速度xBv、yBv,加速度xBa、yBa。= cos =280cosBixl; = sin =280sinBiyl; 图 3 =-sin=-BxBiBdxvlydt;=cos=;ByBiBdyvlxdt222B2=-cos=-BxBid xalxdt;2222=-sin=-ByBiBd yalydt。图 4 (2) RRRII级杆组的运动分析如图 6 所
4、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 Bx、By、Dx、Dy 、 速 度xByBxDyDvvvv、图 6 和加速度xByBxDyDaaaa、 。求内运动副C 的位置CCx 、y 、速度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页连杆机构运动分析xCyCv 、v 、加速度xCyCa 、a以及两杆的角位置23、 、角速度23、和角加速度23、 。1位置方程33223322=+ cos=+cos=+ sin=+sinCDBCDBxxlxlyylyl为求解上式,应先求出2或
5、3,将上式移相后分别平方相加,消去3得02020cos+sin-=0ABC式中:02=2(x -x )BDAl02=2 (-)BDBlyy222023=+-BDClll其中,22=(x -x) +(-)BDBDBDlyy。为保证机构的装配,必须同时满足23+BDlll和23-BDlll解三角方程式02020cos+sin-=0ABC可求得2220000200+B-C=2arctan+CBAA上式中,“+”表示 B、C、D 三个运动副为顺时针排列;“”表示B、C、D 为逆时针排列。将2代入33223322=+cos=+cos=+sin=+sinCDBCDBxxlxlyylyl中可求得CCxy、,
6、而后即可求得3-=arctan-CDCDyyxx2)速度方程将 式33223322=+cos=+cos=+sin=+sinCDBCDBxxlxlyylyl对 时 间 求 导 可 得 两 杆 的 角 速 度23、为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页连杆机构运动分析2313221=(x -x )+S (y -y ) /=(x -x )+S (y -y ) /BDjDBBDDBCGCG式中:12332=-GC S C S222222=cos,=sinClSl333333=cos,=sinClSl内运动副 C 点的速度Cx
7、Cyvv、为2 223 332 223 33=-sin=-sin=y +cos=+cosCxBDCyBDvxlxlvlyl3)加速度方程两杆的角加速度23、为223331322321=G+/=G+/(CGS)G(CGS)G式中:22222332232233=-+-=-+-DBDBGxxCCGyySS内运动副 C 的加速度CxCyaa、为22 2222222 22222=-sin-cos=+cos-sinCxBCyBaxllayll(3)RPRII 级杆组的运动分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页连杆机构运动分析图
8、 5 图 7 是由两个构件与两个外转动副和一个内移动副组成的RPRII级组。已 知G点 的 坐 标 yGGx 、 以 及F点 的 运 动 参 数yFFxFyFxFyFxvvaa、 , 求杆 5 的角位移5、 角速度5、 角加速度5。5-y= arctan-FGFGyxx55=ddt2552=ddt5、计算编程程序流程:1)已知杆AB 的角速度和杆AB 的长度可求出B 点的运动参数;2)已知 B、D 两点的运动参数可求出C 点的运动参数及杆2、杆 3 的运动参数, 然后再通过同一构件上点的运动分析可求出F 点的运动参数, 从而求出 F点的轨迹;3)已知 F 点和 G 点的运动参数可求出杆5 的角
9、位移、 角速度、 角加速度。4Matlab 程序yy1=yy/180*pi;% 转化为弧度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页连杆机构运动分析xb=280*cos(yy1);% 点 B 的 x 坐标yb=280*sin(yy1);% 点 B 的 y 坐标w=10;% 杆 AB 的角速度vxb=-w*yb;% 点 B 的速度在x 方向的分量vyb=w*xb;% 点 B 的速度在 y 方向的分量axb=-w*w*xb;% 点 B 的加速度在x 方向的分量ayb=-w*w*yb;% 点 B 的加速度在y 方向的分量xd=0
10、;% 点 D 的 x 坐标yd=160;% 点 D 的 y 坐标vxd=0;% 点 D 的速度在x 方向的分量vyd=0;% 点 D 的速度在y 方向的分量axd=0;% 点 D 的加速度在x 方向的分量ayd=0;% 点 D 的加速度在y 方向的分量jbcd=ones(1,3601);% 给角 BCD 赋初值fdb=ones(1,3601);%? 给角 BD 赋初值li=350;% 杆 BC 的长度lj=320;% 杆 CD 的长度lbd=ones(1,3601);% 给 BD 赋初值fi=ones(1,3601);% 给杆 BC 的角位移赋初值fj=ones(1,3601);% 给杆 CD
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