:TOC\o"1-2"\h\z\u題目?jī)?nèi) 機(jī)構(gòu)尺度設(shè) 建立坐標(biāo) 、建立機(jī)構(gòu)的幾何方 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的計(jì)算機(jī)模擬分 結(jié)構(gòu)分 單桿及桿組的數(shù)學(xué)模 繪制計(jì)算流程 結(jié)果輸 對(duì)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和傳力特性分 運(yùn)動(dòng)特 急回運(yùn)動(dòng)特 傳力特 機(jī)構(gòu)的性能評(píng) 機(jī)構(gòu)的改 運(yùn)動(dòng)特 新結(jié)果輸 新運(yùn)動(dòng)特 新機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)據(jù)和計(jì) 新機(jī)構(gòu)傳力特性的數(shù)據(jù)和計(jì) 6、收獲與體 參考文 附 復(fù)雜機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)：六桿機(jī)構(gòu)是機(jī)器裝置中的一種常用傳構(gòu)。本文針對(duì)給定的題目，基于：Theplanesix—barmechanismisonetransmissionmechanismthathasbeenusedinmanykindsofmechanicaltransmission.Inthispaperagivensubject,basedon'sbargrouplawplanarsix-barmechanismmotionysis,writtenwiththebargroupmethodtocarryoutthekinematicysisofideasandsolvingsteps,theoutputCDandFinamotioncycleofdisplacement,andcalculatetheoutputaccordingtotheresultsoftheoriginalbodiesofworkcharacteristicsofplanarmechanismysis,againstaformeragencyproblems,yzecauses,andproposedimprovementmeasuresforimprovedorganizationandre-output:transportsector;bargroupmethod;motionysis;已知：圖示的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)中，lAB100mmlCDlEF200mm；圖示機(jī)構(gòu)位置13BCD90115rads逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。3DE段長(zhǎng)度lED（5。采用桿組法計(jì)算在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中桿件3（CD桿）的角位移、角速度和角加速度，以及滑塊上點(diǎn)F的位移、速度和加速度（7分。存在問(wèn)題，分析其原因，并提出改進(jìn)措施（3分。建立坐標(biāo)系yyOx、建立機(jī)構(gòu)的幾何方程設(shè)計(jì)BC桿l2的長(zhǎng)度為200mm.用解析法求桿件3中DE段長(zhǎng)設(shè)F達(dá)到兩極限位置時(shí)，B、C、E所達(dá)到的位置分別稱(chēng)為B1、C1、E1B2、C2、E2解析方法一利用余弦定理求得L2LED的關(guān)系，以1為步距，輸L2長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，相應(yīng)輸出一組滿足條件的LED長(zhǎng)度。開(kāi)輸入開(kāi)輸入L2長(zhǎng)度變化范圍用不等式判斷L2滿足ABCD時(shí)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的條利用余弦定理解對(duì)L2LED長(zhǎng)度YN由圖1可知需要余弦定理分別解△AC1D和△AC2D，從而得到角度和圖3兩個(gè)△ACD根據(jù)余弦定理

)2)2

22*l22*l

**

相應(yīng)的兩個(gè) 根據(jù)余弦定理，有l(wèi)EF12lED2lDF122* *lDF1*cos(1801) lEF

2

2

DF

22*lED*

DF

滑塊F的行程AD桿與地面的夾角

lDF1lDF2arctanl3

聯(lián)立上面6個(gè)式子，可以得到以下方

)2)2

2

22*l22*l

**

* *cos 2

2

22* *

*cos(1801)EF

EF

2ED

DF

22* * *cos(1802 DF

DF

l arctan 解析方法二①當(dāng)F達(dá)到左極X^2+(Y-Y)2=l2 (X-l2)+Y=l 設(shè)E1=（X11,Y11，E1位于直線C1Dy=-4/3*(x-l2)]和以F（l2+a,0）點(diǎn)為圓心l4mm為半Y-4/3*(X-l2 2(X-l2-a)+Y=l44得到 (3/4*Y11+a)2+Y2=l 4②當(dāng)F達(dá)到右極C2=（X2Y2，C2位于分別以A為圓心（l1+l2）mm為半徑的圓，和以D為圓為半徑的圓的交點(diǎn)處X2+(Y-l)2=(l

)2 (X-l2)2+Y2=l3 設(shè)E2=（X22,Y22，E2位于直線C2D[y=2*(xl2)]和以F（l1+l2+a,0）點(diǎn)為圓心l4mm為半Y-4/3*(X-l2 2(X-l1-l2-a)+Y=l44得到 (1/2*Y22-l1-a)2+Y222=l 4①E點(diǎn)在CD桿上的位置，可以得到Y(jié)11和Y22Y22/Y2=Y11/ 將等式

2=l (1/2*Y-l-a)2+Y2=l 解得：Y，Y，a22 Y22/Y2=Y11/因此，已E點(diǎn)和D點(diǎn)的坐標(biāo)，可以據(jù)此求得lED的長(zhǎng)Y22*Y22*(11/K22結(jié)構(gòu)分單桿及桿組的數(shù)學(xué)模型單桿構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)分析yBAyBAOlAB100mm15rad/s，桿件的角位置118圖 角加速度，求構(gòu)件上另一點(diǎn)B的位置坐標(biāo)xB，y，速度v a 位置分構(gòu)件上點(diǎn)B的位置用矢量AB表示，則其在x軸和y軸的分量分別xBxAl1cos100 yByAl1sin100100sin速度分 xBxAl1sin500sin vByyByAl1cos500cos加速度分

BB

2

y

2500cos

aAy2yByAxBxA2500sinRRRB(100cos,100

BCBC已知速度vB，vD，加速度aB，aD，桿AlBC，lCD。求構(gòu)件BC和CD的角位2，3，角速度2，32，3，以及構(gòu)件其內(nèi)副C的位置坐 O

圖 xC，yC，速度vC和加速度aC位置分xx2 64cos設(shè)BD兩點(diǎn)之間的距離為d，該雙桿組的裝配條dl2l3和dlxx2 64cosd 100 矢量d與x軸夾的銳角為arctanyDxD矢量d與矢量l2d2l2l

arctancos1sin

3arccos(1/4由圖可知，構(gòu)件2

64cos2sin 2 式中的正負(fù)號(hào)表明2有兩個(gè)解，它們分別對(duì)應(yīng)與圖中的藍(lán)色線位置BCD和黑色線中角的方向是不變的，因此在編寫(xiě)該雙桿組運(yùn)動(dòng)分析子程序時(shí)，可將上式寫(xiě)成2 求得 xCxBl2cos2而構(gòu)件3

yCyBl2sin2

3arctanyC 3

xC

rCrBl2rD 即

xBl2cos2xDl3cos3yBl2sin2yDl3sin3 2sin 3sin3 yBl22cos2yDl33cos3

3vBxl22sin2vDxl33sin33用

2cos2

3cos l2sin2yCyBlcos2

xBl2sinyCy

Dl3cos3xCxD2yCyB3yCyDvDxvBx2xx3

x

vDxvxx yyD2 Bx D yCyDxCxByCyBxCxDvDx

x

yy

B yyxx yxx

由于B,C同為構(gòu)件2上的兩點(diǎn)，故在求得 vCxvBx2yCyB

2xx

加速度分

B2yCyB3yCyD2xCxB3xCxD

E

2 x2 xD FaDyaBy2 yB2yCyD ExCxDFyCyD xxyyxxxx B D

B Ex xxyyxxyy B由于A，B同為構(gòu)件2上的兩點(diǎn)，故在求得2后，B點(diǎn)的加速度可由式(即

2xx2yCyB

22

B

aBy2yCyB2xCxBRRP已知構(gòu)件4的長(zhǎng)度 （xE，yE）=(xD+99.682/200*(xC-xD),99.682/200*yCvE99.682/200*vC，加速度aE99.682/200*aC，及移動(dòng)副導(dǎo) 的位置坐標(biāo)（xP，yP速度vP，加速度aP和滑塊5的位置角5（矢量Sr的正方向與x軸正方向的夾角，逆時(shí)針為正，角速度5和角加速度5。求構(gòu)件4的位置角4，角速度4，角加速度4，內(nèi)副F的位置坐標(biāo)（xF，yF，速度vF，加速度aF，及滑塊5上F點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)P的位移Sr，速度vr和加速度ar。位置分由圖可知，內(nèi)副F

rFrEl4rP

xEl4cos4xPSrcos5yEl4sin4yPSrsin5

S2ESF E2xPxEcos5yPyEsin5Fxx2yy2l2d2l

EE E2

2

EE E2Sr 式中，M是位置模式系數(shù)。在調(diào)用該子程序時(shí)，應(yīng)事先根據(jù)機(jī)構(gòu)的初始位置確定雙桿組的裝配形式，給M賦值，1或－1。求得Sr后，點(diǎn)F的位置坐標(biāo)（xF，yF）和構(gòu)件4的位置角4xFxPSrcos5yFyPSrsin5yFyE

4

xFxE速度分l44sin4vrcos5E1lcosvsin

E1vPxvExSr5sinF1vPyvEySr5解式（2.28）

E1sin5F1 lsin4sin5lcos4cos

54 5v E1cos4F1sin4 sin4sin5cos4 求出4以后，可進(jìn)一步求得FvFxvExl44sin4

加速度分

vEyl44cos4l44sin4arcos5E2lcosasin

l2 2vsinSsin2S 4 5 5 5 l2sin2vcosS 2Ssin 4 5 5 5 解式（1） E2sin5F2 lsin4sin5cos4cos5

a E2cos4F2sin sin4sin5cos4 求出4以后，可進(jìn)一步求得F

244244

sin

4l4sin44lcos4

4繪制計(jì)算流程圖開(kāi)開(kāi)YY調(diào)用RRRC點(diǎn)的位移、速度和加速度l2l2N塊F是否能滿足行程要求輸入BCRRP雙桿組運(yùn)DE的長(zhǎng)度調(diào)用調(diào)用RRP雙桿組運(yùn)動(dòng)分析子程序滑塊5的位置、速度和加速結(jié)結(jié)結(jié)果輸取L2=150mm進(jìn)行該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性的計(jì)算機(jī)模擬分析B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特性C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特性CD桿的運(yùn)動(dòng)特性F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特性主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖其中（0，0表C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，綠色軌跡線代表E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，紫色軌跡線代表F點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。運(yùn)動(dòng)特圖分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性主要分析搬運(yùn)處的運(yùn)動(dòng)特性，由上圖可以看出滑塊F的運(yùn)動(dòng)特性，其中紅色點(diǎn)和綠色點(diǎn)處分別標(biāo)出了滑塊F在主動(dòng)曲柄運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，F(xiàn)點(diǎn)在x方向的坐標(biāo)、速度、加速度的極大值和極小值。急回運(yùn)動(dòng)特性滑塊F位于左右極限位置時(shí)，利用求輸出數(shù)據(jù)的極值和最值，可以找到t0.6730s，192.8000，左極限xF1t0.0110s，3.1510，右極限xF2FBCE（-由于由l2得到的led是采FBCE（- yB1100rtn rtan((78.325100)/(97.624))1 x 100arctan arctan((104.9979100)/99.8750) xB 極位夾角180o行程速度變化系數(shù)K 180o1大一些的形成速度變化系數(shù)，來(lái)說(shuō)明機(jī)構(gòu)具有良好的急回運(yùn)動(dòng)特性。從對(duì)該機(jī)構(gòu)F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特性的分析，和該機(jī)構(gòu)的形成速度變化系數(shù)K來(lái)看，該機(jī)構(gòu)具有一傳力特根據(jù)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的工作特性，滑塊F是此機(jī)構(gòu)的工作部件，通過(guò)對(duì)桿EF的傳動(dòng)角EF最小傳動(dòng)角為了保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)通常應(yīng)使min40o功率的 械，應(yīng)使min50o，考慮搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的工作特性，故應(yīng)使

Ft0.6730s，192.8000，滑塊達(dá)到左極限時(shí)，yE1t0.0110s，3.1510，滑塊達(dá)到右極限時(shí)，yE2cos(l -(ll)2-l2)/(-2*(ll)*l)max290o

90o

2由計(jì)算結(jié)果可知，該L2=150mm的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)角滿足min40o的條件，可以機(jī)構(gòu)的性能評(píng)價(jià)輸出一組L2值對(duì)應(yīng)的衡量機(jī)構(gòu)特性的參數(shù)由‘test.mL2=100：5：300，運(yùn)行該程序，在‘draw.m’程序中會(huì)得到對(duì)應(yīng)這一組L2Led長(zhǎng)度、行程速比系K和傳動(dòng)角γ。行程速比系數(shù)衡量機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的參數(shù)隨L2長(zhǎng)度變化的趨led長(zhǎng)度、行程速比系數(shù)K、一級(jí)傳動(dòng)角gama1、二級(jí)傳動(dòng)角gama2隨L2長(zhǎng)度的變化趨ledl2由圖aled隨l2leddra.m’程序中求led的長(zhǎng)度是通過(guò)對(duì)兩極限角的無(wú)限近來(lái)取得合適的led。而近的精度不同時(shí)，得到的led長(zhǎng)度不同，由于精度問(wèn)題可能造成ed隨l2的增大呈‘局部波動(dòng)，整體增加’的趨勢(shì)。Kl2l2=135~150mm的變化過(guò)程總中，行程速比系數(shù)k迅速增大，在l2=200~225mm階段達(dá)到最大值k=1.2739，隨著l2的繼續(xù)增大k值緩慢減小，但仍處于比較理想的值域狀態(tài)。機(jī)構(gòu)一級(jí)傳動(dòng)角gama1l2l2<133.333mml2=135mm21.7868°，l2=140mm時(shí)，傳動(dòng)角41.4096°，是傳動(dòng)角迅速增加的過(guò)程，l2=140~300mm過(guò)程l2的增大一級(jí)傳動(dòng)角gama1呈比較穩(wěn)定的線性增加。機(jī)構(gòu)最小二級(jí)傳動(dòng)角gama2l2該機(jī)構(gòu)的最小二級(jí)傳動(dòng)角隨l2的增大呈先小幅減小，再小幅增大，然后大幅減小的趨勢(shì)，在l2=165~200mm之間的gama2值都比較理想，l2再增大gama2隨之減小。機(jī)構(gòu)的整體運(yùn)動(dòng)特性分析（以l2=150mm的機(jī)構(gòu)為例由機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖可知，該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的功能（即滑塊F可以①分析傳力桿節(jié)點(diǎn)C和滑塊F間速度和加速度的突然增加或減少，這種速度和加速度的突然變化盡量快速，以保證效率。用計(jì)算出該機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)為的傳械，應(yīng)使，考慮該機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，故應(yīng)使傳動(dòng)角至少大于40°。用計(jì)算出該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為15.6019°，傳動(dòng)角過(guò)小，壓力角過(guò)大，導(dǎo)致主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，傳動(dòng)件受到很大的內(nèi)力，同時(shí)較大運(yùn)動(dòng)特考慮因②搬運(yùn)機(jī)構(gòu)時(shí)間效率選擇機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)盡量大的l2值，這樣使去程（即搬運(yùn)貨物的過(guò)程）慢和穩(wěn)，回程（即③滑F(xiàn)處的運(yùn)l2桿長(zhǎng)的增長(zhǎng)，F(xiàn)處的最大速度和加速度都在提高，不利④機(jī)構(gòu)的緊湊型：在滿足條件的情況下使l2新結(jié)果輸出BC點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特性CD的運(yùn)動(dòng)特性F運(yùn)動(dòng)特性主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖：新運(yùn)動(dòng)特性新機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)據(jù)和計(jì)算滑塊F位于左右極限位置時(shí)，利用求輸出數(shù)據(jù)的極值和最值，可以找到兩t0.7571s，216.8930，左極限xF1t0.0533s，15.2690，右極限xF2FBCE（-160. yB1100 arctan(59,9925/80.0056) arctan arctan(26.2874/96.4830) xB 極位夾角180o行程速度變化系數(shù)K 180o新機(jī)構(gòu)傳力特性的數(shù)據(jù)和計(jì)算EF最小傳動(dòng)角由二力桿特性，以及Ft0.0533s，15.2690

sinyEyFyE

4

arcsin(79.7456/200)190o

66.501

90o

由計(jì)算結(jié)果可知，該L2我在心里感受方面最大的收獲和得編程的一點(diǎn)皮毛，也不會(huì)用來(lái)計(jì)算，但是在這個(gè)大作業(yè)中，這個(gè)環(huán)節(jié)是最重要的，所有數(shù)據(jù)都要通過(guò)來(lái)解決，于是我花了很長(zhǎng)時(shí)間和編程，在解題的5分鐘就可以解決一個(gè)小問(wèn)題，我卻需要用一兩個(gè)小時(shí)來(lái)查閱書(shū)上的語(yǔ)我在對(duì)機(jī)械原理理解方面最大的收獲和體會(huì)difdif的默認(rèn)計(jì)算時(shí)向量中后一個(gè)元素與前一個(gè)元素相D桿的角速度特性時(shí)需要兩個(gè)維數(shù)的向量進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果出錯(cuò)。后來(lái)改換了法計(jì)算CD的，花多和精申永勝.機(jī)械原理輔導(dǎo)與習(xí)題（第2版：申永勝.機(jī)械（第2版 ：值，并直接運(yùn)行‘test.m’程序（drawm’被調(diào)用），可以輸出單獨(dú)的l2和所需的其他數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)定義向量的形式同時(shí)輸出一組l2和其他所需的數(shù)據(jù)。%以l2的長(zhǎng)度為變量，可以輸入如下一組數(shù)值，也可以輸入單獨(dú)的l2數(shù)值，都可以得到想要forl2=%給l2一個(gè)范圍，通 不等式的限制，來(lái)輸出合適范圍內(nèi)的l2長(zhǎng) (m3+m6)>=(l1+l2+l3+lad-m3-display('****您輸入l2桿長(zhǎng)不滿足長(zhǎng)度范圍，請(qǐng)重新輸入*****');

%以dt為步長(zhǎng)，主動(dòng)件轉(zhuǎn)一周w=dt=t=0:dt:2*pi/phi=w.*xa=zeros(1,numel(t))+0;ya=zeros(1,numel(t))+100;xb=xa+100.*cos(phi);yb=ya+100.*sin(phi);xd=zeros(1,numel(t))+l2;yd=zeros(1,numel(t))+%求B點(diǎn)的位置、速度和加速度vbx=(xb(2:numel(xb))-xb(1:numel(xb)-1))./vby=(yb(2:numel(yb))-yb(1:numel(yb)-1))./abx=(vbx(2:numel(vbx))-vbx(1:numel(vbx)-1))./aby=(vby(2:numel(vby))-vby(1:numel(vby)-1))./%輸出B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特性圖plot(t(1:numel(vbx)),vbx);plot(t(1:numel(vby)),vby);plot(t(1:numel(abx)),abx);plot(t(1:numel(aby)),aby);%C點(diǎn)的位置、速度和加速%此處是用附件中所附的另一個(gè)‘equation.m’的程序解了xc和yc的方程的 -2.*xb.^4.*yd.^2-xb.^2.*yd.^4-2.*xd.^4.*yd.^2-xd.^2.*yd.^4-15.*xd.^2.*xb.^4-.*xd.*xb.*yd-4.*yb.^2.*yd+4.*xb.^2.*yd+4.*yb.^3+4.*xd.^2.*yd-4.*yb.*yd.^2-*l2.^2.*xd.^2-8.*yb.^2.*l2.^2.*xb.*xd-^4.*yd.^2-xb.^2.*yd.^4-2.*xd.^4.*yd.^2-xd.^2.*yd.^4-15.*xd.^2.*xb.^4-*xb.^5+6.*xd.^5.*xb+20.*xd.^3.*xb.^3+4.*xb.^4.*l2.^2+4.*xd.^4.*l2.^2+8.*xb.^3.*yb.^2.*xd- 1./2./(-8.*xd.*xb-b-8.*xd.*xb.*yd-4.*yb.^2.*yd+4.*xb.^2.*yd+4.*yb.^3+4.*xd.^2.*yd-4.*yb.*yd.^2-vxc=(xc(2:numel(xc))-xc(1:numel(xc)-1))./vyc=(yc(2:numel(yc))-yc(1:numel(yc)-1))./axc=(vxc(2:numel(vxc))-vxc(1:numel(vxc)-1))./ayc=(vyc(2:numel(vyc))-vyc(1:numel(vyc)-1))./%輸出C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特性plot(xc,yc);axis'equal';subplot(2,3,plot(t(1:numel(vx