哈工大机械原理大作业——连杆——24号.pdf

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1、哈工大机械原理大作业哈工大机械原理大作业Harbin Institute of TechnologyHarbin Institute of Technology机械原理设计说明书机械原理设计说明书课程名称：机械原理设计题目：连杆机构运动分析指导老师：陈明 丁刚班级：设 计 者：学号：指导教师：设计时间：哈工大机械原理大作业一、运动分析题目一、运动分析题目如图 1-6 所示是曲柄滑块机构，各构件长度分别为 a、b，偏距为 e，连杆 BC 上一点到铰链 B 的距离为 lm，试研究各构件长度 a、b、lm及偏距 e 的变化对点 m的轨迹的影响规律。二、机构结构分析及基本杆组划分二、机构结构分析及基本

2、杆组划分1.除去虚约束力和局部自由度，计算机构的自由度并确定原动件本机构中无虚约束或局部自由度。机构各杆件都在同一平面运动，活动构件数n=3，PL=4，PH=0，则机构的自由度为：F=3n-2PL-PH=33-24-10=1。原动件为曲柄 AB。2.拆分杆组从远离原动件（即杆 AB，如图 1）进行拆分，可得到由杆 BC 和 C 点处滑块组成的 RRP级杆组（如图 2），剩下的就是级机构杆 AB。3.确定机构的级别由上可知，机构为级机构哈工大机械原理大作业三、各基本杆组的运动分析数学模型三、各基本杆组的运动分析数学模型（1）原动件 AB（级杆组）i=02；原动件 AB 的转角为：角速度为：110

3、rad/s角加速度为：1 0假定运动副 A 的位置坐标为：xA=0,yA=0 A 点与机架相连，即该点的速度和加速度都为 0。原动件 AB 长度为 li，从而可求得运动副 B 点的位置坐标：xB xAlicosiyB yAlisini，（2）杆 BC 和 C 点的滑块（RRP级杆组）RRP级杆组是由两个构件两个转动副及一个外移动副组成的。已知两杆长为 li和 lj（lj杆垂直于滑块导路），外回转副 B 的参数，滑块导路方向角和计算位移时的参考点 K 的位置和导路的运动参数，求内运动副 C 的运动参数。位置方程：内回转副 C 的位置方程为：xC xBlicosi xKscosjljsinjyC

4、yBlisini yKssinjljcosjj其 中消 去s可 得：i arcsinA0ljliA0(xB xK)sinj(yB yK)cosj为保证机构的存在，应满足装配条件A0ljli，求得i后，可求得xC和 yC，而后求得滑块的位移s：s (xC xKljsinj)/cosj(yC yKljcosj)/sinj滑块 D 点的位移方程为：xD xKscosjyD yKssinj（3）求 M 点位置坐标要画出点 m 的轨迹图，需要求出点 m的位置坐标。假定以 A 点为原点，则点 B 的位置坐标为：xB acos1yB asin1点 C哈工大机械原理大作业的位置坐标为：xC acos1bcos

5、2yC e而点 m 是杆 BC 上的一点，且到 B 点的距lx xByB ym离为 lm，则 B,C,m 三点满足关系：mm从而求得 m 点的位置坐bxC xByB yCxm acos1lmcos2标为：lmeym(1)asin1lmbb四、建立坐标系四、建立坐标系五、计算编程五、计算编程利用 matlab 编程，代码如下f1=0:pi/180:2*pi;%原动件 AB 杆转角范围 02*piw1=1;%AB 杆的角速度e1=0;%AB 杆的角加速度xA=0;yA=0;%运动副 A 的位置e=200;%偏距 e，改变 e 的大小可以观察偏距 e 对 m 点轨迹的影响l1=50;%杆 AB 的长

6、，可通过修改 l1 来观察长度 a 对 m 点轨迹的影响l2=100;%杆 BC 的长，可通过修改 l2 来观察长度 b 对 m 点轨迹的影响lm=30;%BC 杆上的 m 点到 B 点的距离，可通过修改 lm 来观察长度 lm对 m 点轨迹的影响r1=w1*f1;%AB 杆与 x 轴正方向的夹角r2=asin(e-l1*sin(r1)/l2);%360。-BC 杆与 x 轴正方向所夹锐角xm=lm*cos(r2)+l1*cos(r1);%m 点的横坐标ym=(1-lm/l2)*l1*sin(r1)+e*lm/l2;%m 点的纵坐标plot(xm,ym);hold offgrid ontitl

7、e(点 m 的轨迹图,FontSize,20);六、计算结果六、计算结果哈工大机械原理大作业（1）构件 a 长度对 m 运动轨迹的影响（b=100,e=20,lm=30）a=50a=80a=100a=20(2)构件 B 长度对 m 运动轨迹的影响（a=20,e=20,lm=100）b=20b=50b=80b=100(3)lm长度对 m 点运动轨迹的影响（a=50,b=100,e=20）l=20l=50l=80l=90（3）e 的大小对 m 点运动轨迹的影响（a=50,b=100,lm=30e=20e=50e=40e=50哈工大机械原理大作业七、计算结果分析a 的长度对 m 运动轨迹的影响当构件

8、长度 a 增大时，m 点轨迹图的横向的左右两端会变长，纵向的上下两端也会变宽，并且左端的凸起会略微向下移动，右端凸起会略微向右移，而上端和下端凸起都会向左移。图形整体上下左右都变大。b 的长度对 m 运动轨迹的影响当构件长度 b 增大时，m 点轨迹图的横向的左右两端长度基本保持不变，纵向的上下两端会变宽，并且左端的凸起会略微向右和向下移动，右端凸起会略微向右和向下移，而上端和下端凸起都向右移。图形整体上下变宽，向右移。Lm的长度对 m 运动轨迹的影响长度 lm增大时，m 点轨迹图的横向的左右两端会略微增长，纵向的上下两端会变窄，并且左端和右端的凸起都会向上和向右移动，而上端的凸起会向右移和向下移，下端的凸起会向右和向上移。图形整体上下变窄，向右移动。e 的长度对 m 运动轨迹的影响e 增大时，m 点轨迹图的横向的左右两端会略微变长，纵向的上下两端不变，并且左端和右端的凸起都会向左和向上移动，而上端的凸起会向右移和向上移，下端的凸起会向左和向上移。图形整体向上移动。