机械原理课程大作业.pdf

《机械原理课程大作业.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理课程大作业.pdf（28页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、机械原理课程大作业机械原理课程大作业基于基于MATLABMATLAB平面平面 连连杆杆机构机构 运运动动学学和动和动 力力学分学分 析析指指导导老老师师：王王玉玉丹丹-0-目目录录作作业业一一：平面连杆机构运动学分析第 2页作作业业二二：平面连杆机构动力学分析-1-第15页作业一作业一L(AE)=70mm,L(AB)=40mm,L(EF)=60mm,L(DE)=35mm,L(CD)=75mm,L(BC)=50mm,原动件以等角速度W1=10rad/s 回转。试以图解法求在 1=50 时 C 点的速度和加速度.对机构进行运动分析，写出C点的位置、速度及加速度方程。解题过程：解题过程：令AB=r1

2、,BC=r2,CD=r3,DE=r4，AE=r6，EF=r8,AF=r7，角 EAF=1。分析：对机构进行位置分析由封闭形ABCDEA可得：r1+r2=r6+r3+r4（1）由封闭图形AEFA可得：r7=r6+r8（2）将（1）（2）两式整理可得：r2-r3-r4=-r1+r6-r8+r7=r6-2-【一】（1）位置方程：【二】速度方程：-3-【三】加速度方程：【四】根据位置方程式编制如下函数：-4-5-【五】进行数据输入，运行程序进行运算。根据上面分析的1 的极限位置取1 的范围为40-55 并 均分成15个元素：-6-输出的P、矩阵的第二列到第四列分别是2、3、44 的值，第一列是AF杆的

3、长度r1。-7-【六】【六】第二步根据速度方程式编写如下函数：根据第一步得到的数据进行数据输入，运行程序计算各速度值。程序如下：-8-程序运行得到q矩阵，第一行到第三行分别是a2、a3、a4 的值，第四行是杆AF上滑块运动的速度，即F点的速度。【七】第三步编写加速度计算函数：-9-10-【八】根据第一步和第二步输入数据，运行程序得到各加速度的值：【1】计算C点在1=55，w1=10rad/s 时的速度，加速度：-11-总结数据绘出各构件的位置、速度和加速度的表格如下：【2】输出图像1）角位置程序及输出的图像：-12-2）F F 点速度程序及输出的图像：3）角加速度程序及输出的图像：-13-4）

4、F点的加速度程序及输出图像：-14-作业二作业二在图示的正弦机构中，已知：L(AB)=100mm,h1=120mm,h2=80mm,W1=10rad/s(常数)，滑块2和构件3的重量分别为，G2=40 N和 G3=100N,质心S2 和S3 的位置如图所示，加于构件3上的生产阻力Fr=400 N，构件1的重力和惯性力略去不计。试用解析法求机构在1=60、150、220 位置时各运动副反力和需加于构件1上的平衡力偶Mb。解解题题过过程程：-15-【一】分别对1、2和3这三个构件进行受力分析如下图示：构构 件件 3 3构构 件件 2 2构件构件1 1-16-【二】运动学分析：对滑块2：VS2=LA

5、BW1（1）as2=LABW12（2）对构件3：S=LABsin1（3）V3=LABW1COS1（4）a3=-LABW12sin1（5）【三】确定惯性力：F12=m2as2=(G2/g)LABW（6）F13=m3a3=(G3/g)LABW12sin1（7）【四】列平衡方程：依此对 1、2 和 3 列平衡方程：21【五】列方程矩阵：根据步骤三可归纳出一元八次方程矩阵如下：-17-由AX=B=X=A/B【六】MATLAB 的应用（1）编程分析：编写上述方程的函数进行运算功能：-18-（2）运行程序计算1=60 时 个未知量的值：得到：1=60 时，FR23=FR32=313.3975N;FR4=F

6、R4=195.8734N;FR12x=20.0000N；FR12y=278.7564N；FR41x=20.0000N；FR41y=278.7564N；Mb=15.6699N*m。（3）运 行程序计算1=150 的各未知量值：得 到：1=150 时，FR23=FR32=350.00000N;FR4=FR4=-378.8861N;FR12x=-34.6410 N；FR12y=330.0000 N；FR41x=-34.6410 N；FR41y=330.0000 N；Mb=-30.3109 N*m。（4）运 行程序计算1=220 的各未知量值：-19-得到：1=220 时，FR23=FR32=464.

7、2788N;FR4=FR4=-444.5727N;FR12x=-30.6418N；FR12y=489.9903N；FR41x=-30.6418 N；FR41y=489.9903 N；Mb=-35.5658 N*m。（5）接下来取1=0-360范围分析其受力：p=Columns 1 through 8-20-Columns 9 through 16Columns 17 through 24Columns 25 through 32Columns 33 through 365）P矩阵的每一行分别是八个未知量在1等于36个分量下的值。整理表格如下：-21-1Ra d00.17950.35900.53

8、860.71810.89761.07711.25661.43621.61571.79521.97472.15422.33382.51332.69282.87233.05183.23143.41093.59043.76993.94944.12904.30854.48804.66754.84705.02655.20615.38565.56515.74465.92416.10376.2832FR23/FR32N400.0000382.1443364.8625348.7101334.2061321.8169311.9404304.8943300.9050300.1007302.5072308.0472

9、316.5427327.7205341.2215356.6116373.3963391.0361408.9639426.6037443.3884458.7785472.2795483.4573491.9528497.4928499.8993499.0950495.1057488.0596478.1831465.7939451.2899435.1375417.8557400.0000FR4N500.0000470.0039426.9963374.1872314.6014250.8119184.7735117.771950.4893-16.8300-84.1427-151.3378-217.978

10、0-283.0943-345.0675-401.6200-449.9252-486.8273-509.1470-514.0376-499.3489-463.9495-407.9684-332.9190-241.6872-138.3782-28.034983.7439191.2451289.0952372.6779438.4701484.2616509.2386513.9257500.0000FR4N500.0000470.0039426.9963374.1872314.6014250.8119184.7735117.771950.4893-16.8300-84.1427-151.3378-21

11、7.9780-283.0943-345.0675-401.6200-449.9252-486.8273-509.1470-514.0376-499.3489-463.9495-407.9684-332.9190-241.6872-138.3782-28.034983.7439191.2451289.0952372.6779438.4701484.2616509.2386513.9257500.0000FR12XN40.000039.357237.449434.338030.122924.939618.954712.36075.3693-1.7946-8.9008-15.7210-22.0359

12、-27.6425-32.3607-36.0388-38.5585-39.8390-39.8390-38.5585-36.0388-32.3607-27.6425-22.0359-15.7210-8.9008-1.79465.369312.360718.954724.939630.122934.338037.449439.357240.0000FR12YN400.0000375.0020350.8075328.1941307.8886290.5436276.7166266.8521261.2670260.1410263.5101271.2661283.1597298.8087317.710133

13、9.2563362.7548387.4505412.5495437.2452460.7437482.2899501.1913516.8403528.7339536.4899539.8590538.7330533.1479523.2834509.4564492.1114471.8059449.1925424.9980400.0000FR41XN40.000039.357237.449434.338030.122924.939618.954712.36075.3693-1.7946-8.9008-15.7210-22.0359-27.6425-32.3607-36.0388-38.5585-39.

14、8390-39.8390-38.5585-36.0388-32.3607-27.6425-22.0359-15.7210-8.9008-1.79465.369312.360718.954724.939630.122934.338037.449439.357240.0000FR41YN400.0000375.0020350.8075328.1941307.8886290.5436276.7166266.8521261.2670260.1410263.5101271.2661283.1597298.8087317.7101339.2563362.7548387.4505412.5495437.24

15、52460.7437482.2899501.1913516.8403528.7339536.4899539.8590538.7330533.1479523.2834509.4564492.1114471.8059449.1925424.9980400.0000MbN*m40.000037.600334.159729.935025.168120.065014.78199.42184.0391-1.3464-6.7314-12.1070-17.4382-22.6475-27.6054-32.1296-35.9940-38.9462-40.7318-41.1230-39.9479-37.1160-3

16、2.6375-26.6335-19.3350-11.0703-2.24286.699515.299623.127629.814235.077638.740940.739141.114140.00006）分析输出图像：输出 FR23和FR32的图像，程序如下：-22-输出FR4和FR4 的图像，程序如下：输出FR12x的图像，程序如下：-23-输出FR12y的图像，程序如下：输出FR41X的图像，程序如下：-24-输出FR41Y的图像，程序如下：输出Mb的图像，程序如下：-25-附附：参考文献【1 1】雷培，刘云霞.基于MATLAB 的四连杆机构运动分析.机械工程与自动化.2009 年4月，第2期【2 2】曲秀全.基于MATLAB 平面连杆机构的动态仿真.黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，2007【3 3】孙恒，陈作模.机械原理【M】.7版.北京：高等教育出版社，2006【4】同济大学数学系.线性代数.北京：高等教育出版社，2009【5】高会生，李新叶，胡志奇译.MA TLAB 原理与工程应用.2版.北京：电子工业出版社，2006【6】张建民，白景岭.理论力学.武汉：中国地质大学出版社，2006【7】贺超英.MA TLAB 应用与实验教程.北京：电子工业出版社，2010【8】叶修梓，陈超强.COSMOS 高级教程：COSMOSMotion.北京-26-27-