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机械原理大作业（一）
作业名称： 连杆机构运动分析 设计题目： 20 院 系： 英才学院 班 级： XXXXXXX 设 计 者： 邵广斌 学 号： XXXXXXXXXX 指导教师： 林琳
设计时间： 2013年05月19日
哈尔滨工业大学机械设计
1. 运动分析题目 经典文档 下载后可编辑复制
如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB?150mm，??97?，BC?400mm，CD?300mm，AD?320mm，BE?100mm，EF?230mm，FG?400mm，构件1的角速度为?1?10rad/s,试求构件2上点F的轨迹及构件5上点G的位移、速度和加速度，并对计算结果进行分析。 图1 运动机构结构图 2. 机构分析 该机构由原动件AB（Ⅰ级杆组）、BCD（RRRⅡ级杆组）和FG（RRPⅡ级杆组）组成。 图2 基本杆组的划分 3. 建立坐标系 如图3，建立以定点A为原点的平面直角坐标系A-xy。 4. 运动分析数学模型 4.1 原动件AB 原动件AB的转角： 原动件AB的角速度： 原动件AB的角加速度： 运动副A的位置坐标： 运动副A的速度： 运动副A的加速度： 原动件AB长度：
运动副B的位置坐标： 运动副B的速度： 运动副B的加速度：
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图3 平面直角坐标系A-xy 1?0~2? ?1?10rad/s 1?0 xA?0 yA?0
vxA?0 vyA?0 axA?0 ayA?0
lAB?150mm
xB?xA?lABcos?1
yB?xA?lABsin?1
vxB? vxA??1lABsin?1
vyB? vyA??1lABcos?1
axB? a2xA??1lABcos?1??1lABsin?1
ayB?ayA??21lABsin?1??1lABcos?1
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4.2 RRRⅡ级杆组BCD
运动副D的位置坐标： xD?320mm yD?0 运动副D的速度： 运动副D的加速度： 杆BC长度： 杆CD长度：
vxD?0 vyD?0 axD?0 ayD?0 lBC?400mm lCD?300mm
B0?A02?B02?C02BC相对于x轴转角： ?2?2arctan
A0?B0其中
B0?2 lBC A0?2lBC（xD?xB）（yD?yB）2 ?(xD?xB)2?(yD?yB)2C0?lBC2?lBD2?lCD2 lBD
CD相对于x轴转角： ?3?arctanyC?yD
xC?xD求导可得BC角速度?2、角加速度?2以及CD角速度?3、角加速度?3。 运动副C的位置坐标： xC?xB?lBCcos?2 xC?xB?lBCc?o2s 求导可得C的速度vXc、vyC及加速度axC、ayC。
4. 3 构件BCD上E点的运动
BE为同一构件上的两点。由4.1及4.2知B点位置坐标、速度、加速度以及构件BCD的转角、角速度和角加速度，且lBE?100mm，可求出E点的相关参数。
E点的位置坐标： E点的速度： E点的加速的：
xE?xB?lBEcos?2 yE?xB?lBEs?in2
vyE? vyB??2lBEcos?2 vxE? vxB??2lBEsin?2?
axE? axB??22lBEcos?2??2lBEsin?2
yEa?ayB??22lBEsin?2??2lBEcos?2
4.4 构件BCD上F点的运动
EF为同一构件上的两点，由4.3知E点位置坐标、速度、加速度，且lBE?100mm可
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求出F点的相关参数。如图4，由几何关系可知杆EF与y轴负方向夹角即为杆2相对于x轴正方向夹角?2。
图4 杆EF与y轴负方向夹角
运动副F的位置坐标： xF?xE?lEFsin?2 yF?xE?lEFc?o2s 运动副F的速度： 运动副F的加速度：
vxF? vxE??2lEFcos?2 vyF? vyE??2lEFsin?2
axF? axE??22lEFsin?2??2lEFcos?2
ayF?ayE??22lEFcos?2??2lEFsin?2
4.5 RRPⅡ级杆组FG 由4.4知F点的置坐标、速度、加速度，且lFG?400mm，可求得FG相关参数。
DG相对于x轴转角： ?5?180????83? 杆4相对于x轴转角： ?4?arcsin（A0/ lFG）??5
其中
A0?（xF?xD) sin(?5)??yF?yD? cos(?5)
运动副G的位置坐标： xG?xF?lFGcos(?4) yG?yF?lFGsin(?5) 滑块在导轨上的位移： s??xG?xD?/cos(?5) 求导可得G的速度vxG、vyG以及加速度axG、ayG。
5. 计算编程 （使用Matlab编写）
5.1 用RR类模块求B点运动
哈工大-机械原理大作业-连杆机构运动分析
