连杆机构运动分析。
1、机构运动分析。
分析过程如下：
由题目可知：ab=100，bc=200，bd=100， ab以a为中心做角速度w=10rad/s的匀速转动。
以a为原点建立坐标系，则a点坐标为（0，0）
设ab与x轴正向夹角为u=w*t，其中t为时间变量。
则b点坐标用t表示为：xb=ab*cos(u)，yb=ab*sin(u)
则c点纵坐标表示为：yc=yb-sqrt(bc^2-xb^2)，又c点横坐标xc=0，即获得c点坐标。
再由三角形相似可得：xd/xb=3/2，（yd-yb）/（yb-yc）=1/2，可得d点坐标轨迹。
最后由plot函数即可获得d点轨迹图像，完成分析要求（2）；
构件3：位移图可直接由plot函数与c点坐标画出。
速度、加速度线图，分别由yc关于t求一阶、二阶导数，用plot函数画出。
构件5：运动即为e点运动，e点横坐标xb恒为0，纵坐标可用d点横坐标与ed长度表示为：ye=yd+sqrt(ed^2-xd^2)， 位移线图可由e点坐标与plot函数画出。
速度、加速度线图可由ye关于t求一阶、二阶导数后画出。
完成分析要求（3）。
2、计算流程框图。
创建坐标系，确定已知点坐标。
根据几何关系及已知线段尺寸，计算并用t表示未知点坐标。
做出机构动画，验证编程正确性。
用plot函数，画出d点轨迹。
对c、e点纵坐标表达式求一阶、二阶导。
通过c、e点纵坐标、一阶导、二阶导，分别画出构件的位移、速度、加速度线图。
3、程序编写。
1、机构动画。
ab=100;
bc=200;
ed=200;
bd=100;
w=10;t=0:0.001:0.630;
for i=1:631
u(i)=w*t(i);
xa(i)=0;
ya(i)=0;
xb(i)=ab*cos(u(i));
yb(i)=ab*sin(u(i));
xc(i)=0;
yc(i)=yb(i)-sqrt(bc^2-xb(i)^2);
xd(i)=1.5*xb(i);
yd(i)=0.5*(yb(i)-yc(i))+yb(i);
xe(i)=0;
ye(i)=yd(i)+sqrt(ed^2-xd(i)^2);
endj=1
for i2=1:10:1260
hold off
plot(xd,yd,'-k')
hold on
plot([xa(j) xb(j)],ya(j) yb(j)])
plot([xc(j) xd(j)],yc(j) yd(j)])
plot([xd(j) xe(j)],yd(j) ye(j)])
plot(xa(j),ya(j),'or')
plot(xb(j),yb(j),'or')
plot(xc(j),yc(j),'or')
plot(xd(j),yd(j),'or')
plot(xe(j),ye(j),'or')
plot([xc(j)-20 xc(j)+20 xc(j)+20 xc(j)-20 xc(j)-20],[yc(j)+30 yc(j)+30 yc(j)-30 yc(j)-30 yc(j)+30])
plot([xe(j)-170 xe(j)-170 xe(j)+170 xe(j)+170],[ye(j)-440 ye(j) ye(j) ye(j)-440])
axis([-500 500 -500 500])
j=j+10;
if j>630
j=1;end
pause(0.1);
end2、d点轨迹。
ab=100;
bc=200;
ed=200;
bd=100;
w=10;for t=0:0.001:0.630
u=w*t;
xa=0;ya=0;
xb=ab*cos(u);
yb=ab*sin(u);
xc=0;yc=yb-sqrt(bc^2-xb^2);
xd=1.5*xb;
yd=0.5*(yb-yc)+yb;
xe=0;ye=yd+sqrt(ed^2-xd^2);
plot(xd,yd,'k')
hold on
endaxis([-300 300 -100 300])
3、构件3、构件5位移线图。
ab=100;
bc=200;
ed=200;
bd=100;
w=10;for t=0:0.001:0.630
u=w*t;
xa=0;ya=0;
xb=ab*cos(u);
yb=ab*sin(u);
xc=0;yc=yb-sqrt(bc^2-xb^2);
xd=1.5*xb;
yd=0.5*(yb-yc)+yb;
xe=0;ye=yd+sqrt(ed^2-xd^2);
plot(u,yc,'r')
hold on
plot(u,ye-450)
endaxis ([0 2*pi -345 45])
grid on
4、构件3、构件5速度线图。
ab=100;
bc=200;
ed=200;
bd=100;
w=10;syms t
u=w*t;
xa=0;ya=0;
xb=ab*cos(u);
yb=ab*sin(u);
xc=0;yc=yb-sqrt(bc^2-xb^2);
xd=1.5*xb;
yd=0.5*(yb-yc)+yb;
xe=0;ye=yd+sqrt(ed^2-xd^2);
vc=diff(yc);
vc1=subs(vc,t,0:0.001:0.630)
ve=diff(ye);
ve1=subs(ve,t,0:0.001:0.630)
t1=0:0.01:6.30;
plot(t1,vc1)
hold on
plot(t1,ve1,'r')
hold on
axis([0 2*pi -2500 2500])
grid on
5、构件3、构件5加速度线图。
ab=100;
bc=200;
ed=200;
bd=100;
w=10;
syms t
u=w*t;
xa=0;ya=0;
xb=ab*cos(u);
yb=ab*sin(u);
xc=0;yc=yb-sqrt(bc^2-xb^2);
xd=1.5*xb;
yd=0.5*(yb-yc)+yb;
xe=0;ye=yd+sqrt(ed^2-xd^2);
vc=diff(yc);
ve=diff(ye);
ac=diff(vc);
ac1=subs(ac,t,0:0.001:0.630);
ae=diff(ve);
ae1=subs(ae,t,0:0.001:0.630);
t1=0:0.01:6.30;
plot(t1i,ac1,'r')
hold on
plot(t1,ae1)
hold on
axis([0 2*pi -40000 40000])
grid on
4、计算结果
1、机构动画。
2、d点轨迹。
3、构件位移线图。
4、构件速度线图。
5、构件加速度线图。
5、结果分析。
由matlab程序编写得到的图像与参考图大致相同，只有构件3的加速度线图与参考图不同，经分析应该是答案错误。
由程序分析连杆运动可知：在主动件1（ab）的带动下，构件大致做循环的上下移动，且速度、加速度均随主动件转过角度变化而变化。
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