机械原理matlab作业

1．在图示的铰链四杆机构中，AB 为主动杆，以s rad /47.10=ω匀角速度逆时针旋
转，各杆长度分别为mm l mm l mm l mm l 80,100,120,404321====，连杆点F 的
位置是FE ⊥BC ，BE 长mm S 60=，EF 长mm T 10=，选取直角坐标系如图所示。

求当曲
柄1与
x 轴正向夹角为 360~01=ϕ时，连杆2和摇杆3所转过的角度2ϕ、3ϕ以及它们
的角速度和角加速度2ω、3ω、2α、3α，并求出连杆点F 的各位置坐标、速度和加速度。

规定
ϕ
角从轴
x 正向测量时，逆时针为正，反之为负。

y
机械原理作业撰写要求
机械原理电算分析是机械原理课程学习的重要环节，是检验学生综合素质与实践能力培养的手段。

1、作业内容顺序
作业内容顺序一般为：题目、数学模型、程序设计、计算结果和附件M 文件。

2、作业格式要求
作业格式要求见摸板，纸张大小一律使用A4复印纸。

3. 书写规定 3.1公式
公式号按顺序编号，如（2）表示第2个公式。

公式应采用公式编辑器输入，选择默认格式，公式号右对齐，公式调整至基本居中。

3.2 插表
每个表格均应有标题（由表序和表名组成），如第一个插表的序号为“表1”。

表格统一用三线表，表序与表名之间空一格，表名中不允许使用标点符号，表名后不加标点。

标题置于表上，要求用5号字(包括表中的内容)。

3.3 插图
插图应与文字紧密配合，文图相符，内容正确。

图题置于图的下方，要求用5号字。

插图应采用AutoCAD 绘制，然后拷贝粘贴到Word 文档，以利于以后编辑。

3.4物理量的名称、符号和计量单位
物理量的名称、符号和计量单位应统一按照机械原理教科书的规定书写，某一量的名称、符号和计量单位应与教科书的规定相一致。

4. 排版要求
4.1正文字体要求、
每部分标题左顶边、小三宋体加粗。

正文文字用宋体小四号汉字和四号“Times New Roman”英文字体，每自然段首行缩进2个字符。

4.2行间距要求
每章题目与每节题目之间的行距设置：每章题目后设1.5倍行距，段后0.5 行。

每节题目与小节题目之间的行距设置：每节题目后设1.5倍行距，段后0.5 行。

4.3正文章节序号编制
每部分编写为：1、2、…；
每部分以下层次依次为：以括号为序，如（1），（2）…。

5. 程序编写要求
程序的编写要加上必要的注视和说明以便于阅读。

程序中采用的字符变量和常量，用与机械原理教科书和作业中的字符相一致，如果是希腊字符，请参照附件。

作业格式要求摸板：
1 题目：铰链四杆机构的运动分析（小三号宋体加粗）
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距）
图1所示的四杆机构为例，设己知各构件的尺寸及原动件1的方位角和等角速度，需对其位置、速度和加速度进行分析。

为了对机构进行运动分析．先如图建立直角坐标系，并将各构件表示为杆矢，为了求解方便将各杆矢用指数形式的复数表示。

图1 铰链四杆机构 （5号宋体）
插图应与文字紧密配合，文图相符，内容正确。

选图要力求精练。

图题置于图的下方，要求用5号字。

如果有两张照片，并排放置。

如果只有1照片，居中放置。

插图应采用AutoCAD 绘制，然后拷贝粘贴到Word 文档，以利于以后编辑。

2 数学模型（小三号宋体加粗）
（1） 速度分析
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距）
（1）
其中，w 为转速，μ为摩擦系数，F 为轴肩对材料的压力。

公式号按顺序编号，如（2）表示第2个公式。

公式尽量采用公式编辑应用程序输入，选择默认格式，公式号右对齐，公式调整至基本居中。

（2） 加速度分析
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距）
（2）
其中，w 为转速，μ为摩擦系数，F 为轴肩对材料的压力。

公式号按顺序编号，如（2）表示第2个公式。

公式尽量采用公式编辑应用程序输入，选择默认格式，公式号右对齐，公式调整至基本居中。

)
(45)
(02020i i i r r r r r r F w Q +++=
μπ)
(45)
(02020i i i r r r r r r F w Q +++=
μπ
3 程序设计（小三号宋体加粗）
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距）
4 计算结果（小三号宋体加粗）
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距）
表1 熔化焊参数（5号宋体居中）
编号
道次
电流 （A ）
电压 （V ） 气体流量 （L/min ）
焊接速度 (cm/min)
1
一道
191
22.9
12
40
二道 211 24 12 43 2
一道
191
22.9
12
40
二道 211 24 12 40 3
一道
191
22.9
12
40
二道
211
24
12
40
每个表格均应有标题（由表序和表名组成）。

表序一般顺序编排。

表格统一用三线表，表序与表名之间空一格，表名中不允许使用标点符号，表名后不加标点。

标题置于表上，要求用5号字(包括表中的内容)。

全表如铰链四杆机构的运动分析
1 题目：铰链四杆机构的运动分析（小三号宋体加粗）
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距） 如图1所示，已知铰链四杆机构各构件的尺寸为： 6.1011=l mm ，
2542=l mm ，8.1773=l mm ，8.3044=l mm ，及原动件1以角速度2501=ωrad/s 逆时针转动，计算连杆2和摇杆3的角位移、角速度及角加速度，并绘制出运动线图。

图1 铰链四杆机构运动简图
插图应与文字紧密配合，文图相符，内容正确。

选图要力求精练。

图题置于图的下方，要求用5号字。

如果有两张照片，并排放置。

如果只有1照片，居中放置。

插图应采用AutoCAD 绘制，然后拷贝粘贴到Word 文档，以利于以
后编辑。

2 数学模型（小三号宋体加粗）
（1） 位置分析
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距） 如图可写出机构各杆矢所构成的矢量封闭方程
4
321l l l l +=+ （1）
其复数形式表示为
3213421θθθi i i e l l e l e l +=+ （2）
将上式的实部和虚部分离，得
⎭
⎬⎫
=++=+3322113342211sin sin sin cos cos cos θθθθθθl l l l l l l （3） 联解上式即可求得二个未知方向角2θ和3θ。

（2）速度分析
将式(2)对时间t 求一次导数, 得速度关系
3
21332211θθθωωωi i i e l e l e l =+ （4）
将上式的实部和虚部分开，有
⎭
⎬⎫
=+=+333222111333222111sin sin sin cos cos cos θωθωθωθωθωθωl l l l l l （5） 联解上式即可求得二个角速度2ω、3ω。

若用矩阵形式来表示，则上式可写为
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢
⎣⎡--1111132332
2332
2cos sin cos cos sin sin θθωωωθθθθl l l l l l （6） （3）加速度分析
将式(2)对时间t 求二次导数，可得加速度关系
3
32212333322222211θθθθθωαωαωi i i i i e il e l e il e l e il +=++ （7）
将上式的实部和虚部分开，有
3
2333332222222121132
3333322222221211sin cos sin cos sin cos sin cos sin cos θωθαθωθαθωθωθαθωθαθωl l l l l l l l l l -=-+-+=++ （8）
联解上式即可求得二个角加速度2α、3α。

上式用矩阵得形式可表示为
⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢
⎣⎡--32332
2332
2cos cos sin sin ααθθθθl l l l
⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=111111132333222333222sin cos sin sin cos cos θωθωωωωθωθωθωθωl l l l l l （9）
公式号按顺序编号，如（2）表示第2个公式。

公式尽量采用公式编辑应用程序输入，选择默认格式，公式号右对齐，公式调整至基本居中。

3 程序设计（小三号宋体加粗）
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距）
4 计算结果（小三号宋体加粗）
使用方法（首行缩进2字符，小4号宋体，1.5单倍行距） 图2为运算结果和四杆机构的运动线图
图2。