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1、机械原理大作业（一）作业名称： 机械原理 设计题目： 连杆机构运动分析 院 系： 机电工程学院 班 级： xxxxxx 设 计 者： xxx 学 号： xxxxxx 指导教师： xxxxx 设计时间： 6.25-7.1 哈尔滨工业大学机械设计一，运动分析题目二，建立以点G为原点的固定平面直角坐标系G-x,y三，对机构进行结构分析该机构由原动件AB（级组),EFG(RRR级杆组），EHK（RRR级杆组),ECD(RRR级杆组)组成。四，各基本杆组的运动运动分析数学模型（1） 原动件AB（级组） 已知原动件AB的转角 1=02 原动件AB的角速度 1=10rad/s 原动件AB的角加速度 1=0
2、运动副A的位置坐标 XA=0YA=0 A点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。 运动副A的速度 VxA=0VyA=0 运动副A的加速度 aXA=0aYA=0 原动件AB长度 lAB=200mm 可求出运动副B的位置坐标 XA=XA+lABcos1 YB=YA+lABsin1 运动副B的速度 vXB=vXA-1lABsin1 vYB=vYA+1lABcos1 运动副B的加速度 aXB=aXA-12lABcos1-1lABsin1 aYB=aYA-12lABsin1+1lABcos1（2） ECD（RRR级杆组）由（1）知B点位置坐标、速度、加速度运动副D点位置坐标 XD=XA+lADcos2
3、YD=YA+lADsin2 D点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。运动副D的速度 vXD=0vYD=0运动副D的加速度 aXD=0aYD=0杆BC长lBC=800mm杆CD长lCD=448mm可求得BC杆相对于X轴正方向转角3=2arctan（） CD杆相对于x轴正方向转角4=arctan（YC-YD）/（XC-XD）)其中，A0=2lBC(XD-XB) B0=2lBC(YD-YB) C0=lBC+lBD-lCD lBD=(XD-XB)+(YD-YB)求导可得BC杆3、3和CD杆4、4最后求导得vXC、vYC以及aXC、aYCC的轨迹即是E的轨迹（3）EFG（RRR级杆组）运动副G点位置坐
4、标 XG=XA+lAGcos5 YG=YA+lAGsin5 G点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。运动副G的速度 vXG=0vYG=0运动副G的加速度 aXG=0aYG=0杆GF长lGF=534mm杆EF长lEF=326mm可求得EF杆相对于X轴正方向转角6=2arctan（） FG杆相对于x轴正方向转角7=arctan（YF-YG）/（XF-XG）其中，A1=2lEF(XG-XE) B1=2lEF(YG-YE) C1=lEF+lEG-lFG lEG=(XG-XE)+(YG-YE)求导可得EF杆6、6和FG杆7、7（4）EHK（RRR级杆组）运动副K点位置坐标 XK=XA+lAKcos8
5、YK=YA+lAKsin8K点与机架相连，即该点速度和加速度均为0。运动副K的速度 vXK=0vYK=0运动副K的加速度 aXK=0aYK=0杆KH长lKH=534mm杆EH长lEH=326mm可求得EH杆相对于X轴正方向转角9=2arctan（） HK杆相对于x轴正方向转角10=arctan（YH-YK）/（XH-XK）其中，A2=2lEH(XK-XE) B2=2lEH(YK-YE) C2=lEH+lEK-lHK lEK=(XK-XE)+(YK-YE)求导可得EH杆9、9和HK杆10、10五，计算编程以下程序段采用MATLAB编写（1） 用RR类模块求B点运动f1=0:pi/180:2*pi
6、; %原动件AB杆转角范围02%?w1=10;%AB杆角速度%?e1=0;%AB杆角加速度%?xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;%运动副A位置、速度、加速度%?l1=200;%杆AB长%?xB=xA+cos(f1)*l1;%运动副B位置%?yB=yA+sin(f1)*l1;vxB=vxA-w1*l1*sin(f1);%运动副B速度%?vyB=vyA+w1*l1*cos(f1);axB=axA-w12*l1*cos(f1)-e1*l1*sin(f1);%运动副B加速度%ayB=ayA-w12*l1*sin(f1)+e1*l1*cos(f1);plot(xB,yB
7、)%绘出运动副B运动轨迹%?（2） 用RRR级杆组模块求E点运动f2=0:pi/180:2*pi; %原动件CD杆转角范围02%l2=650;%杆AD长%?xD=xA+cos(f2)*l2;yD=yA+sin(f2)*l2;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;%运动副D位 置、速度、加速度%?l3=800;%杆BC长%l4=448;%杆CD长%?LBD=realsqrt(xD-xB).2+(yD-yB).2);%BD间距离%?A0=2*l3*(xD-xB);B0=2*l3*(yD-yB);C0=l32+LBD.2-l42;f3=2*atan(B0+1*realsqrt(A0.2+B
8、0.2-C0.2)./(A0+C0);%杆BC转角%xC=xB+l3*cos(f3);yC=yB+l3*sin(f3);%运动副C位置%?f4=atan(yC-yD)./(xC-xD)+pi;%杆CD转角%C3=l3*cos(f3);S3=l3*sin(f3);C4=l4*cos(f4);S4=l4*sin(f4);G1=C3.*S4-C4.*S3;w3=(C4.*(vxD-vxB)+S4.*(vyD-vyB)./G1;%杆BC角速度%?w4=(C3.*(vxD-vxB)+S3.*(vyD-vyB)./G1;%杆CD角速度%?vxC=vxB-l3*w3.*sin(f3);%运动副C速度%?vy
9、C=vxB+l3*w3.*cos(f3);G2=axD-axB+w3.2.*C3-w4.2.*C4;G3=ayD-ayB+w3.2.*S3-w4.2.*S4;e3=(G2.*C4+G3.*S4)./G1;%杆BC角加速度%?e4=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;%杆CD角加速度%?axC=axB-l3*e3.*sin(f3)-l3*w3.2.*cos(f3);%运动副C加速度%?ayC=ayB+l3*e3.*cos(f3)-l3*w3.2.*sin(f3);xE=xC;yE=yC;%运动副C的运动轨迹即是点E的轨迹%vxE=vxC;vyE=vyC;axE=axC;ayE=ayC;plo
10、t(xE,yE)%绘出点E运动轨迹%(3) 用RRR级杆组模块求构件7角位移，角速度和角加速度f5=0:pi/180:2*pi; %原动件AG杆转角范围02%?l5=1000;%杆AG长%xG=xA+cos(f5)*l5;yG=yA+sin(f5)*l5;vxG=0;vyG=0;axG=0;ayG=0;%运动副G位 置、速度、加速度%?l6=534;%杆GF长%l7=326;%杆EF长%?LEG=realsqrt(xE-xG).2+(yE-yG).2);%EG间距离%?A1=2*l7*(xG-xE);B1=2*l7*(yG-yE);C1=l72+LEG.2-l62;f7=2*atan(B1+1
11、*realsqrt(A1.2+B1.2-C1.2)./(A1+C1);%杆EF转角%xF=xE+l7*cos(f7);yF=yE+l7*sin(f7);%运动副F位置%?f6=atan(yF-yG)./(xF-xG)+pi;%杆FG转角%C7=l7*cos(f7);S7=l7*sin(f7);C6=l6*cos(f6);S6=l6*sin(f6);G4=C7.*S6-C6.*S7;w7=(C6.*(vxG-vxE)+S6.*(vyG-vyE)./G4;%杆EF角速度%?w6=(C7.*(vxG-vxE)+S7.*(vyG-vyE)./G4;%杆GF角速度%?vxF=vxE-l7*w7.*sin
12、(f7);%运动副F速度%?vyF=vxE+l7*w7.*cos(f7);G5=axG-axE+w7.2.*C7-w6.2.*C6;G6=ayG-ayE+w7.2.*S7-w6.2.*S6;e7=(G5.*C6+G6.*S6)./G4;%杆EF角加速度%?e6=(G5.*C7+G6.*S7)./G4;%杆FG角加速度%?plot(f1,f6);%绘出构件7的角位移%plot(f1,w6);%绘出构件7的角速度%plot(f1,e6);%绘出构件7的角加速度%（4） 用RRR级杆组模块求构件6角位移，角速度和角加速度f8=0:pi/180:2*pi; %原动件AK杆转角范围02%l8=826;%杆AK长%xK=xA+cos(f8)*l8;yK=yA+sin(f8)*l8;vxK=0;vyK=0;axK=0;ayK=0;%运动副K位置、速度、加速度%?l9=534;%杆KH长%l10=326;%杆EH长%?LEK=realsqrt(xE-xK).2+(yE-yK).2);%EK间距离%?A2=2*l10*(xK-xE);B2=2*l10(yK-yE);C2=l102+LEK.2-l9
