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1、机械原理大作业计算说明书机械原理大作业（一）连杆机构运动分析计算说明书作业名称： 连杆机构运动分析 设计题目： 第21题 院 系： 机电学院 班 级： * 设 计 者： * 学 号： * 指导教师： 陈明 丁刚 设计时间： 2015年5月 一、 运动分析题目如图1所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=170mm，=90，AC=110mm，CD=200mm，CE=320mm，EF=650mm，FG=500mm，h=380mm，构件1的角速度为1=10rad/s,试求构件7上点G的位移、速度和加速度，并对计算结果进行分析。图1二、 建立机构运动分析数学模型1、 建立以点E为原点的固定平面直角坐标系
2、E-x,y,如图2所示。图22、对机构进行结构分析该机构由级机构AB、RPR级基本杆组BCD、RPR级基本杆组DEF、RRP级基本杆组FG组成。如图3所示：图33、数学模型（1）原动件AB（级机构）已知原动件AB的转角 1=0-2原动件AB的角速度 1=10rad/s原动件AB的角加速度 1=0运动副A的位置坐标 xA=110mm yA=320mm A点与机架相连，故该点速度和加速度均为0，即：运动副A的速度 vxA=0 vyA=0运动副A的加速度 axA=0 ayA=0原动件AB长度 lAB=170mm可求出运动副B的位置坐标 xB=xA+lABcos 1 yB=xA+lABsin 1运动副
3、B的速度 vxB= vxA -1 lAB sin 1 vyB= vyA+1 lAB cos 1运动副B的加速度 axB= axA-12 lAB cos 1-1lAB sin 1 ayB=ayA-12 lAB sin 1+1lAB cos 1（2） BCD（RPR级杆组）由（1）知C点位置坐标、速度、加速度运动副C点位置坐标 xC=0 yC=320mm C点与机架相连，即该点速度和加速度均为0,即：运动副C的速度 vxC=0 vyC=0运动副C的加速度 axC=0 ayC=0杆CD长 lCD=200mm 可求得BC杆相对于x轴正方向转角 2=arctanB0s0+A0C0A0s0-B0C0式中：
4、A0=xB-xCB0=yB-yCC0=li+lk=0s0=A02+B02-C02化简得 2=arctanyB-yCxB-xCCD杆相对于x轴正方向转角 3=2+/2求导可得BC杆角速度2、角加速度2和CD杆角速度3、角加速度3。根据同一构件上点的运动分析方法，可求出运动副D的位置坐标： xD=xC+lCDcos 3 yD=yC+lCDsin 3运动副D的速度 vxD= vxC 3 lCD sin 3 vyD= vyC+3 lCD cos 3运动副D的加速度 axD= axC-32 lCD cos 3-3lCD sin 3 ayD=ayC-32 lCD sin 3+3lCD cos 3（3） D
5、EF（RPR级杆组）由（2）知D点位置坐标、速度、加速度运动副E点位置坐标 xE=0 yE=0E点与机架相连，即该点速度和加速度均为0,即：运动副E的速度 vxE=0 vyE=0运动副E的加速度 axE=0 ayE=0杆EF长 lEF=650mm 可求得EF杆相对于X轴正方向转角 4=arctanB1s1+A1C1A1s1-B1C1式中：A1=xD-xEB1=yD-yEC1=li+lk=0s1=A12+B12-C12化简得 4=arctanyD-yExD-xE求导可得EF杆角速度4、角加速度4。可求出运动副F的位置坐标 xF=xE+lEFcos 4 yF=xE+lEFsin 4运动副F的速度
6、vxF= vxE 4 lEF sin 4 vyF= vyF+4 lEF cos 4运动副F的加速度 axF= axE-42 lEF cos 4-4lEF sin 4 ayF=ayE-42 lEF sin 4+4lEF cos 4（4） FG（RRP级杆组）由（3）知F点位置坐标、速度、加速度杆EFlFG=500mm杆FG与x轴夹角5=arcsinyG-yFlFG求导可得FG杆角速度5、角加速度55=（-Q1sinj+Q2cosj）/Q35=（-Q4sinj+Q5cosj）/Q3式中：j=0lj=0Q1=vxK-vxF-5(s*sinj+ljcosj)Q2= vyK - vyF + 5(s*co
7、s5-ljsinj)Q3= lFGsin5sinj+ lFGcos5cosjQ4= 52 lFG cos5 52 s cos5- 2 vs 5 sin5Q5= 52 lFG sin5 52 s sin5 + 2 vs 5 cos5（其中K为导轨参考点，保持固定不动）化简得：5= -vyF / (lFG cos5)5= (-axF +5 2lFG sin5) / (lFG cos5)得运动副G点位置坐标 xG=xF+lFGcos5 yG=700mm运动副G点速度 vxG= vxF 5 lFG sin 5 vyG = 0运动副G的加速度 axG= axF-52 lFG cos 5-5lFG sin
8、 5 ayG=ayF-52 lFG sin 5+5lFG cos 5三、 计算流程框图四、 VB编写程序段1308102班 于洪鹏 制作学号：1130810210日期：2015/5/17Option Explicit 定义各点运动参数变量Dim xA As Double 点A的坐标，速度，加速度Dim yA As DoubleDim vxA As DoubleDim vyA As DoubleDim axA As DoubleDim ayA As DoubleDim xB As Double 点B的坐标，速度，加速度Dim yB As DoubleDim vxB As DoubleDim vy
9、B As DoubleDim axB As DoubleDim ayB As DoubleDim xC As Double 点C的坐标，速度，加速度Dim yC As DoubleDim vxC As DoubleDim vyC As DoubleDim axC As DoubleDim ayC As DoubleDim xD As Double 点D的坐标，速度，加速度Dim yD As DoubleDim vxD As DoubleDim vyD As DoubleDim axD As DoubleDim ayD As DoubleDim xE As Double 点E的坐标，速度，加速度
10、Dim yE As DoubleDim vxE As DoubleDim vyE As DoubleDim axE As DoubleDim ayE As DoubleDim xF As Double 点F的坐标，速度，加速度Dim yF As DoubleDim vxF As DoubleDim vyF As DoubleDim axF As DoubleDim ayF As DoubleDim xG As Double 点G的坐标，速度，加速度Dim yG As DoubleDim vxG As DoubleDim vyG As DoubleDim axG As DoubleDim ayG
11、 As DoubleDim lab As Double 杆AB的长度Dim lcd As Double 杆CD的长度Dim lef As Double 杆EF的长度Dim lfg As Double 杆FG的长度Dim f1 As Double 杆AB的角位移Dim f2 As Double 杆BC的角位移Dim f3 As Double 杆CD的角位移Dim f4 As Double 杆EF的角位移Dim f5 As Double 杆FG的角位移Dim fj1 As Double 循环变量Dim w1 As Double 杆AB的角速度Dim w2 As Double 杆BC的角速度Dim
12、w3 As Double 杆CD的角速度Dim w4 As Double 杆EF的角速度Dim w5 As Double 杆FG的角速度Dim e1 As Double 杆AB的角加速度Dim e2 As Double 杆BC的角加速度Dim e3 As Double 杆CD的角加速度Dim e4 As Double 杆EF的角加速度Dim e5 As Double 杆FG的角加速度Dim A0 As Double BCD中的A0Dim B0 As Double BCD中的B0Dim C0 As Double BCD中的C0Dim s0 As Double BCD中的s0Dim G1 As Double BCD中的中间变量Dim G2 As Doubl
