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1、Harbin Institute of Technology连杆机构设计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： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 哈尔滨工业大学大作业1 连杆机构运动分析25题：如图1-25所示机构，已知机构各构件的尺寸为齿轮1，齿轮2，齿轮5的齿数分为z1=17，z2=z5=40，BC=70mm，CD=270mm，EF=80mm，DE=240mm,DG=500mm,h=160mm,齿轮1的角速度为w1=10rad/s,试求点D的轨迹及构件7上点G的位移，速度和加速度，并对计算结果进行分析。一 机构分析:考虑到BC杆和EF杆的长及齿轮间的
2、传动，取齿轮模数为6，BF间的距离为300mm，由此可确定AB上述机构可简化为下图中所示机构，其中BC和EF杆的角速度相等（大小相同，方向相同），所以该机构只有一个自由度。建立如图所示的坐标系：该机构可划分为以下几个基本杆组：RR RRRRRP二.各杆组的运动分析数学模型：（1）RR:已知A点的坐标，速度，加速度和AB杆的距离li，求B点的运动量。位置： xB=xA+licosi ; yB=xA+licosi 速度和加速度： dxBdt=xA-ilisini; dxBdt=xA-ilisini; d2xBdt2=xA-i2licosi-ilisini; d2xBdt2=yA-i2lisini+
3、ilicosi （2）RRR：已知两杆杆长和两个外运动副B，D的位置，速度和加速度。求运动副C的运动量和两杆的角位置，角速度和角加速度。 由xc=xB+licosi=xD+ljcosj ; （1） yc=yB+lisini=yD+ljsinj ; （2）可得i=2arctanB0A20+B20-C20A0+C0(B0=2liyD-yB，C0=li2+lBD2-lj2) （B，C，D逆时针排列时取负号，反之取正号）由此可求得xc，yc，之后可以得到j。分别对xc，yc，j，i进行求一阶导，二阶导，可以得到运动副C的速度，加速度和两杆的角位置，角速度和角加速度。（3）RRP已知两杆长分别为li，l
4、j，外回转副B的参数（xB，yB，xB，yB，xB，yB），滑块导路方向角和计算位移时的参考点K的位置，导路静止。位置方程：xc=xB+licosi=xk+scosj-ljsinj ; yc=yB+lisini=yk+ssinj+ljcosj ;消去s可得i=arcsinA0+ljli+j (A0=xB-xksinj-(yB-yk)cosj),然后可得xc，yc， 位移s=xc+xk-ljsinj/ cosj=yc+yk-ljcosj/ sinj;点D的位置： xD=xK+scosj; yD=yK+ssinj;利用以上所得的位置，再进行求导运算，即可得到所求量。二 计算编程：（1）求已知参数：
5、该连杆机构的BC杆和EF杆的角速度:wBC=wEF=w1z1/z2=10rad/s1740=4.25rad/s意图是位置为起点，设此时theta2=0，theta5=190，BF=300mm。（2）编程：将这些条件带入到所编好的程序中（源代码见附录），可以得到相关的数据。将这些数据绘图得：（I）.D点的轨迹图(单位mm)（II）.G点的位移图(III).G点的速度图(IV).G点的加速度图以1等间隔从0增长2增长，得到以下G的运动量的41组数据：次数 项目1（弧度）G点的横坐标xG(mm)G点的速度（mm/s）G点的加速度（mm/s2）10914.47944882302.398566-2761
6、7.33420.157079633946.54672821748.711428-62928.4322330.314159265969.10738381131.391718-41872.4940.471238898982.623871611.3466722-28955.7029550.628318531989.0032234221.400251-21880.1529160.785398163990.1449013-60.6346552-17725.550870.942477796987.5084999-264.0486857-14887.4841881.099557429982.1439268-
7、410.9793893-12660.4249191.256637061974.8165386-515.8446819-5550.538581101.413716694966.110271-587.7427875-3665.445379111.570796327956.4932276-632.6245849-2093.343048121.727875959946.3548148-654.7477996-759.6222971131.884955592936.0247234-657.5733682366.0283552142.042035225925.7807144-644.32813631284
8、.782895152.199114858915.8490397-618.40246921975.258602162.35619449906.3992138-583.68238952396.121696172.513274123897.5339061-544.8326672491.008041182.670353756889.2753575-507.42679352204.732701192.827433388881.552489-477.67913051518.270447202.984513021874.1971961-461.5122518495.0375969213.1415926548
9、66.9605376-463.0142623-695.0166471223.298672286859.5539414-482.9531532-1810.335436233.455751919851.7070183-518.2772559-2621.145242243.612831552843.2227291-562.9207402-2981.305202253.769911184834.0131145-609.3257401-2845.052808263.926990817824.1112078-649.8341856-2238.746888274.08407045813.6653785-67
10、7.5020326-1220.619701284.241150082802.9256243-686.332726151.2479671294.398229715792.2296665-671.09780421839.948031304.555309348781.9941429-626.88348113844.582407314.71238898772.7146683-548.41733966214.149227324.869468613764.9782501-429.16342089063.313106335.026548246759.4919063-260.165547212587.4595
11、8345.183627878757.1308491-28.7608354317058.6383355.340707511759.0039627282.119158422736.89367365.497787144766.5110081691.500408929512.17246375.654866776781.29533721207.83313335906.29607385.811946409804.84127231794.21927137326.46192395.969026042837.33295782313.55161126102.82373406.126105675875.936080
12、22532.236098-116.0955601416.283185307914.47944882302.398566-27617.334由上面的图表可知在设定的参数下：（1） 位移50.628318531989.0032234221.400251-21880.1529160.785398163990.1449013-60.6346552-17725.5508G点的位移在1=0.628318531，1=0.785398163之间时，G点的位移达到最大，此时的速度v=0，加速度在-21880.15291 mm/s2和-27617.334 mm/s2之间，综合图的分析G点的最大位移=990.144
13、9mm，在及靠近6点的位置，加速度=-21880.1529 mm/s2。345.183627878757.1308491-28.7608354317058.6383355.340707511759.0039627282.119158422736.89367G点在1=5.183627878，1=5.340707511之间时，速度达到0，综合图的分析，在及靠近34点位置处，有最小位移x=757.1308mm，此时加速度=-28.7608 mm/s2。综合得到G点的位移在10，0.785398163之间呈递增趋势，在0.785398163，5.183627878递减,在5.340707511，6.283185307递增。（2）速度395.969026042837.33295782313.55161126102.82373406.126105675875.93608022532.236098-116.0955601 G点的速度在1=0.
