harbin institute of technology
作业名称:连杆机构设计
院系:机电工程学院
班级。设计者: 17号学渣抄的
学号: 1120810117
指导教师:唐德威赵永强
设计时间:2024年5月25日。
机械原理连杆传动设计。
1、设计题目。
2、机构分析。
以a为原点,ae为x轴,过a点垂直ae的直线为y轴建立坐标系。
求d点轨迹:由上图可得b点坐标的参数方程。
xb=labcosφ yb=labsinφ (0≤φ≤2π)
再由相似三角形△bb`c △dd`c即可以求出d点坐标。
lbc=[(lac-xb)^2+yb^2]^(1/2) lcd=lbc-lbd
lac-xb)/lcd`=lbc/lcd=yb/yd
又lcd`=xd-lac 联立上述关系得。
xd=lac+(lac-xb)(lbd-lbc)/lbc
yd=-[lbd-lbc)/lbc]*yb
代入已知量、自变量后可得到轨迹线图:
程序:ab=200;
ac=400;
bd=700;
w=10;t=0:pi/500:pi/5;
fi=10*t;
xb=ab*cos(fi);
yb=ab*sin(fi);
bc=sqrt((ac-xb).^2+yb.^2);
xbc=400-xb;
dc=700-bc;
n=dc./bc;
xdx=n.*xbc;
xd=400+xdx;
yd=-n.*yb;
plot(xd,yd,'k');
xlabel('x位移');
ylabel('y位移');
title('d点轨迹');
grid;杆件5的角位移、角速度、角加速度:
由三角形△dd`e可得杆件5的角位移:
考虑到反正切函数存在不可导点,所以把角位移分成4份求。
xd,yd为φ的函数,φ是t的函数,所以xd,yd是t的函数。
程序:fi1=0:(pi/100):0.58119;
w=10;t1=fi1./w;
xb1=200.*cos(fi1);
yb1=200.*sin(fi1);
lboc1=400-xb1;
lbc1=sqrt(lboc1.^2+yb1.^2);
ldc1=700-lbc1;
n1=ldc1./lbc1;
xdo1=n1.*lboc1;
xd1=400+xdo1;
yd1=-n1.*yb1;
ldoe1=sqrt((800-xd1).^2);
lddo1=yd1;
fij1=atan(lddo1./ldoe1);
p1=fij1;
fi2=0.58119:(pi/100):pi;
t2=fi2./w;
xb2=200.*cos(fi2);
yb2=200.*sin(fi2);
lboc2=400-xb2;
lbc2=sqrt(lboc2.^2+yb2.^2);
ldc2=700-lbc2;
n2=ldc2./lbc2;
xdo2=n2.*lboc2;
xd2=400+xdo2;
yd2=-n2.*yb2;
ldoe2=sqrt((800-xd2).^2);
lddo2=yd2;
fij2=atan(lddo2./ldoe2);
p2=-(fij2+pi);
fi3=pi:(pi/100):2*pi-0.58119;
t3=fi3./w;
xb3=200.*cos(fi3);
yb3=200.*sin(fi3);
lboc3=400-xb3;
lbc3=sqrt(lboc3.^2+yb3.^2);
ldc3=700-lbc3;
n3=ldc3./lbc3;
xdo3=n3.*lboc3;
xd3=400+xdo3;
yd3=-n3.*yb3;
ldoe3=sqrt((800-xd3).^2);
lddo3=yd3;
fij3=atan(lddo3./ldoe3);
p3=-(fij3+pi);
fi4=2*pi-0.58119:(pi/100):2*pi;
t4=fi4./w;
xb4=200.*cos(fi4);
yb4=200.*sin(fi4);
lboc4=400-xb4;
lbc4=sqrt(lboc4.^2+yb4.^2);
ldc4=700-lbc4;
n4=ldc4./lbc4;
xdo4=n4.*lboc4;
xd4=400+xdo4;
yd4=-n4.*yb4;
ldoe4=sqrt((800-xd4).^2);
lddo4=yd4;
fij4=atan(lddo4./ldoe4);
p4=-(2*pi-fij4);
plot(t1,p1,'k',t2,p2,'k',t3,p3,'k',t4,p4,'k');
xlabel('时间(s)')
ylabel('角度(rad)')
title('构件5角位移');
grid;由于φi是t的函数,故直接对四段的φi求导即可以得到四段角速度,对四段角速度求导可得四段角加速度。
角速度程序:
fi1=0:(pi/1000):0.5811955;
w=10;t1=fi1./w;
xb1=200.*cos(fi1);
yb1=200.*sin(fi1);
lboc1=400-xb1;
lbc1=sqrt(lboc1.^2+yb1.^2);
ldc1=700-lbc1;
n1=ldc1./lbc1;
xdo1=n1.*lboc1;
xd1=400+xdo1;
yd1=-n1.*yb1;
ldoe1=sqrt((800-xd1).^2);
lddo1=yd1;
fij1=atan(lddo1./ldoe1);
p1=fij1;
dp1dt=diff(p1,1);
t1(19)=[
fi2=0.5811955:(pi/1000):pi;
t2=fi2./w;
xb2=200.*cos(fi2);
yb2=200.*sin(fi2);
lboc2=400-xb2;
lbc2=sqrt(lboc2.^2+yb2.^2);
ldc2=700-lbc2;
n2=ldc2./lbc2;
xdo2=n2.*lboc2;
xd2=400+xdo2;
yd2=-n2.*yb2;
ldoe2=sqrt((800-xd2).^2);
lddo2=yd2;
fij2=atan(lddo2./ldoe2);
p2=-(fij2+pi);
dp2dt=diff(p2,1);
t2(82)=[
dp2dt(1)=[
t2(1)=[
fi3=pi:(pi/1000):2*pi-0.5811955;
t3=fi3./w;
xb3=200.*cos(fi3);
yb3=200.*sin(fi3);
lboc3=400-xb3;
lbc3=sqrt(lboc3.^2+yb3.^2);
ldc3=700-lbc3;
n3=ldc3./lbc3;
xdo3=n3.*lboc3;
xd3=400+xdo3;
yd3=-n3.*yb3;
ldoe3=sqrt((800-xd3).^2);
lddo3=yd3;
fij3=atan(lddo3./ldoe3);
p3=-(fij3+pi);
dp3dt=diff(p3,1);
t3(82)=[
fi4=2*pi-0.5811955:(pi/1000):2*pi;
t4=fi4./w;
xb4=200.*cos(fi4);
yb4=200.*sin(fi4);
lboc4=400-xb4;
lbc4=sqrt(lboc4.^2+yb4.^2);
ldc4=700-lbc4;
n4=ldc4./lbc4;
xdo4=n4.*lboc4;
xd4=400+xdo4;
yd4=-n4.*yb4;
ldoe4=sqrt((800-xd4).^2);
lddo4=yd4;
fij4=atan(lddo4./ldoe4);
p4=-(2*pi-fij4);
dp4dt=diff(p4,1);
t4(19)=[
plot(t1,dp1dt,'k',t2,dp2dt,'k',t3,dp3dt,'k',t4,dp4dt,'k');
xlabel('时间(s)')
ylabel('角速度(rad/s)')
title('构件5角速度');
grid;角加速度程序:
fi1=0:(0.0001):0.5811955;
w=10;t1=fi1./w;
xb1=200.*cos(fi1);
yb1=200.*sin(fi1);
lboc1=400-xb1;
lbc1=sqrt(lboc1.^2+yb1.^2);
ldc1=700-lbc1;
n1=ldc1./lbc1;
xdo1=n1.*lboc1;
xd1=400+xdo1;
yd1=-n1.*yb1;
ldoe1=sqrt((800-xd1).^2);
lddo1=yd1;
fij1=atan(lddo1./ldoe1);
p1=fij1;
dp1dt=diff(p1,2);
t1(59)=[
t1(1)=[
a1=dp1dt;
fi2=0.6:(0.0001):pi;
t2=fi2./w;
xb2=200.*cos(fi2);
yb2=200.*sin(fi2);
lboc2=400-xb2;
lbc2=sqrt(lboc2.^2+yb2.^2);
ldc2=700-lbc2;
n2=ldc2./lbc2;
xdo2=n2.*lboc2;
xd2=400+xdo2;
yd2=-n2.*yb2;
ldoe2=sqrt((800-xd2).^2);
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