哈工大机械原理大作业连杆.doc
Harbin Institute of Technology机械原理大作业一课程名称： 机械原理 设计题目： 平面连杆机构设计 院 系： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计时间： 哈尔滨工业大学一、连杆机构运动分析题目如图1-2所示是曲柄摇杆机构，各构件长度分别为a、b、c、d，连杆BC与机架AD的夹角为，试研究各构件长度的变化对夹角的影响规律。 二、机构的结构分析，组成机构的基本杆组划分该机构由机架、一个原动件AB和一个个II级杆组组成。原动件 II级杆组RRR三、 建立坐标系 四、各基本杆组的运动分析数学模型1、原动件AB的数学模型以点A为原点则2、II级杆组RRR的数学模型 （1）将式（1）移项后分别平方相加，消去得： （2）式中： 其中：为保证机构的装配，必须同时满足 和解三角方程（2）可求得由题目可知夹角即为，所以可得夹角的变化公式为 五、计算编程利用MATLAB软件进行编程，程序如下：1、当d=100,b=70,c=80时a的变化对夹角的影响fi=linspace(0,2*pi,100);d=100 100 100 100 100 100 100 100;b=70 70 70 70 70 70 70 70;c=80 80 80 80 80 80 80 80;a=10 15 20 25 30 35 40 45;for i=1:100 xd(i)=100;endyd=zeros(1,100);for i=1:length(d) xb=a(i).*cos(fi);yb=a(i).*sin(fi);A=2*c(i).*(xd-xb);B=2*b(i).*(yd-yb);C=b(i).2+(xd-xb).2+(yd-yb).2-c(i).2;delta=2*atan(B+(A.2+B.2-C.2).(1/2)./(A+C);plot(fi,delta);hold on;axis equal;end随着a杆长度的减小，的变化趋于平缓。2、当a=40,d=100,c=80时b的变化对的影响fi=linspace(0,2*pi,100);d=100 100 100 100 100 100 100 100;b=60 70 75 80 85 90 95 100;c=80 80 80 80 80 80 80 80;a=40 40 40 40 40 40 40 40;for i=1:100 xd(i)=100;endyd=zeros(1,100);for i=1:length(d) xb=a(i).*cos(fi);yb=a(i).*sin(fi);A=2*c(i).*(xd-xb);B=2*b(i).*(yd-yb);C=b(i).2+(xd-xb).2+(yd-yb).2-c(i).2;delta=2*atan(B+(A.2+B.2-C.2).(1/2)./(A+C);plot(fi,delta);hold on;axis equal;end随着b杆长度的变化，角度的变化不明显，只是随着b杆长度的增大而最大最小值减小。3、当d=100，a=40, b=70时c的变化对的影响fi=linspace(0,2*pi,100);d=100 100 100 100 100 100 100 100;b=70 70 70 70 70 70 70 70;c=70 80 85 90 95 100 105 110;a=40 40 40 40 40 40 40 40;for i=1:100 xd(i)=100;endyd=zeros(1,100);for i=1:length(d) xb=a(i).*cos(fi);yb=a(i).*sin(fi);A=2*c(i).*(xd-xb);B=2*b(i).*(yd-yb);C=b(i).2+(xd-xb).2+(yd-yb).2-c(i).2;delta=2*atan(B+(A.2+B.2-C.2).(1/2)./(A+C);plot(fi,delta);hold on;axis equal;endC杆长度的变化对角的影响与b杆类似，随着c杆长度增加而最大值最小值在减小。4、当a=40, b=70,c=80时d的变化对的影响fi=linspace(0,2*pi,100);d=60 65 70 80 90 95 100 110;b=70 70 70 70 70 70 70 70;c=80 80 80 80 80 80 80 80;a=40 40 40 40 40 40 40 40;for i=1:100 xd(i)=100;end待添加的隐藏文字内容2yd=zeros(1,100);for i=1:length(d) xb=a(i).*cos(fi);yb=a(i).*sin(fi);A=2*c(i).*(xd-xb);B=2*b(i).*(yd-yb);C=b(i).2+(xd-xb).2+(yd-yb).2-c(i).2;delta=2*atan(B+(A.2+B.2-C.2).(1/2)./(A+C);plot(fi,delta);hold on;axis equal;endD杆长度的变化对角没有影响。5、 a, d, b ,c都变化时fi=linspace(0,2*pi,100);d=60 65 70 80 90 95 100 110;b=60 70 75 80 85 90 95 100;c=70 80 85 90 95 100 105 110;a=10 15 20 25 30 35 40 45;for i=1:100 xd(i)=100;endyd=zeros(1,100);for i=1:length(d) xb=a(i).*cos(fi);yb=a(i).*sin(fi);A=2*c(i).*(xd-xb);B=2*b(i).*(yd-yb);C=b(i).2+(xd-xb).2+(yd-yb).2-c(i).2;delta=2*atan(B+(A.2+B.2-C.2).(1/2)./(A+C);plot(fi,delta);hold on;axis equal;enda、b、c、d四根杆长变化时角的变化曲线如图。六、结果分析从matlab图像我们可以看出机架杆d对角是没有影响的，连杆b和摇杆c的长度变化对角的影响类似，而且角的最大值最小值都随这两杆的长度的增大儿减小。曲柄a的长度变化对角有较大影响，随着a杆长度的减小，的变化趋于平缓。通过这次大作业让我对平面四连杆机构有了更深的体会，对用解析法对机构的运动分析有了更熟练的掌握。
