harbin institute of technology
大作业设计说明书。
课程名称： 机械原理
设计题目： 连杆机构设计
院系： 外国语学院
班级： 1115102班
设计者： 黄永结
学号： 1101510115
指导教师： 焦映厚
设计时间： 2013.6.18
哈尔滨工业大学。
一、运动分析题目。
如图（一）所示是曲柄转动导杆机构，bc的长度为a，机架ad的长度为d。试研究当bc为主动件时，a、d的长度变化对从动件导杆的角位移、角速度和角加速度的影响规律；当导杆为主动件时，a、d的长度变化对从动件bc的角位移、角速度和角加速度的影响规律。机构运动简图如图（一）所示。
二、机构的结构分析。
当构件3为主动件时，则该机构由ｉ级杆组rr（杆3）和ⅱ级杆组rpr（杆1和滑块2）两个基本杆组构成，如图（二）所示：
当构件1为主动件时，则该机构由ｉ级杆组rr（杆1）和ⅱ级杆组rrp（滑块2和杆3）两个基本杆组构成，如图（三）所示。
三、各基本杆组的运动分析数学模型。
3.1.1 当构件3为主动件时，建立坐标系如图（四）所示：
3.1.2 原动件杆3（ｉ级杆组rr）数学分析模型。
1、位置分析。
2、速度分析。
3、加速度分析。
上式中。当d当d≥a时。
从动件滑块2和杆1（ⅱ级杆组rpr）数学分析模型。
1、 杆1角位移分析。
当时，运动副b相对于运动副a处于第ｉ象限。
当时。当时，运动副b相对于运动副a处于第ⅱ象限。
当时，运动副b相对于运动副a处于第ⅲ象限。
当时。当时，运动副b相对于运动副a处于第ⅳ象限。
2、 杆1角速度分析。
3、 杆1角加速度分析。
3.1.3计算编程。
dim f3(36000) as double '主动件转角。
dim f1(36000) as double '待求杆1转角。
dim w1(36000) as double '待求杆角速度。
dim e1(36000) as double '待求杆角加速度。
dim j as double
dim pi as double
dim pa as double
pi = 4 * atn(1)
pa = pi / 180
dim rr1 as rr
dim rpr1 as rpr
set rr1 = new rr
set rpr1 = new rpr
for j = 30 to 180 step 30
for i = 0 to 36000 step 1
f3(i) =i * pa / 100
= j '定义主动件。
= 100 '两点距离d
= f3(i)
if < then
= atn(( sqr(-(2+ 1))else
end if
f1(i) =pa
w1(i) =
e1(i) =
next i
next j
以上**中rr杆组与rpr杆组类模块程序与教材参***所给杆组类模块相同，见附件。
3.1.4计算结果。
3.1.5计算结果分析。
如图（四）所示，主动件杆3长度分别为且a、c两点间距离d=100。主动件杆3各长度条件下从动件杆1的角位移、角速度和角加速度图像分别如图（五）、图（六）和图（七）所示。不难得出：
从动件杆1随杆3匀速转动的运动规律取决于主动件杆3与a、c两点间距离d的比值。
由图（五）可以看出，当主动件杆3长度1小于d时，从动件杆1无法实现整周转动，且的值越小，从动件杆1的摆角越小，反之，从动件杆1的摆角越大；当主动件杆3长度1 大于d时，从动件杆1可以实现整周转动，且随。
值越大，从动件杆1的角位移变化越均匀，反之，则从动件杆1的位移变化波动越大；当主动件杆3转角大于150度左右时，从动件角位移与主动件角位移基本成线性关系。
由图（六）可以看出，当主动件杆3长度1小于d时与主动件杆3长度1 大于d时从动件的速度关系恰好相反，且随值与1越接近，从动件杆1的速度变化波动越大，且当主动件转角为90度时速度从动件杆1的角速度达到极值；当主动件转角为90度左右时从动件杆1的角速度变化率大；当主动件杆3转角大于150度左右时，从动件角速度基本为一定值。
由图（七）可以看出，当主动件杆3长度1小于d时与主动件杆3长度1 大于d时从动件的速度关系恰好相反，随值与1越接近，从动件杆1的加速度变化波动越大，且当主动件转角为90度时速度从动件杆1的角加速度出现突变，突变范围为极大值与极小值之间（包含极大值与极小值）；主动件转角为90度左右时从动件杆1加速度的变化率大；当主动件杆3转角大于150度左右时，从动件角加速度约为零。
3.2.1 当构件1为主动件时，建立坐标系如图（八）所示：
3.2.2 当原动件为杆1（ｉ级杆组rr）时，从动件滑块2和杆3（ⅱ级杆组rrp），此时原动件实际上就是ⅱ级杆组rrp上滑块2的导路，因此，可以把原动件ｉ级杆组rr的运动参数看做是滑块2的导路的运动参数。
把滑块2道路上的参考点k选在点a。
则从动件滑块2和杆3（ⅱ级杆组rrp）数学分析模型。
1、 杆3角位移分析。
当a>d时。令。则。
(temp/)
2、 杆3角速度分析。令 则。
3、 杆3角加速度分析。令。则。
上式中。当a>d时。
当a≤d时从动件杆3无确定运动。
3.2.3计算编程。
dim f1(36000) as double '主动件转角。
dim f3(36000) as double '构件3转角。
dim w3(36000) as double '构件3角速度。
dim e3(36000) as double '构件3角加速度。
dim j as double '定义循环变量。
dim pi as double '定义π
dim pa as double '定义转换系数。
pi = 4 * atn(1)
pa = pi / 180
dim rrp1 as rrp
set rrp1 = new rrp
for j = 101 to 200 step 20
= j '杆bc的长。
= 100 'ac距离d
for i = 0 to 36000 step 1
f1(i) =i * pa / 100
= f1(i)
f3(i) =pa
w3(i) =
e3(i) =
next i
next j
以上**中rrp杆组类模块程序与教材参***所给杆组类模块相同，见附件。
3.2.4 计算结果。
3.2.5计算结果分析。
如图（八）所示，从动件杆3长度分别为且a、c两点间距离d=99。主动件杆1各长度条件下从动件杆3的角位移、角速度和角加速度图像分别如图（九）、图（十）和图（十一）所示。不难得出：
从动件杆3随杆1匀速转动的运动规律取决于主动件杆3与a、c两点间距离d的比值。
如图（九）所示，随从从动件杆3长度l与a、c两点间距离d比值的变大，从动件杆3角位移与主动件杆1角位移的变化线性相关系数越大；当l与d相接近时，从动件杆3角位移与主动件杆1角位移的变化图线基本为两段曲线，拐点在主动件角位移180度时，左侧大致为一水平直线，右侧大致为一斜直线。
如图（十）、图（十一）所示，随从从动件杆3长度l与a、c两点间距离d比值的变大，从动件杆3角速度、角加速度波动越小，反之，波动越大。
附：rr杆组类模块。
public l as double
public f as double
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