哈工大机械原理大作业-连杆

Harbin Institute of Technology

机械原理大作业一

课程名称：机械原理

设计题目：连杆运动分析

院系：机电工程学院

班级：

设计者：

学号：

指导教师：**

设计时间： 2013年6月25日

1、运动分析题目

在图1-10中所示的干草压缩机中，已知LAB=150mm,LBC=600mm,LCE=120mm,LCD=500mm,LEF=600mm,XD=400mm,YD=500mm,YF=600mm,曲柄1作等速转动，其转速n1=50r/min。求在一个运动循环中活塞5的位移、速度和加速度的变化曲线。

图1-10

2、机构的结构分析

（1）基本杆组的划分

①AB即杆件1为原动件

②DECB即杆件2、3为RRR型II级杆组，其中CE为同一构件上点。

③ EF 和滑块即4、5为RRP 型II 级杆组

（2）、建立以点A 为原点的固定平面直角系

3、确定已知参数和求解流程

(1)原动件1（I 级杆组RR ）

如图所示，已知原动件1的转角

πϕ2~01=

原动件杆1的角速度

s rad /236.51=ω

原动件1的角加速度

01=α

运动副A 的位置坐标

0,0==A A y x

运动副A 的速度

0,0==yA xA v v 运动副A 的加速度

0,0==yA xA a a

原动件杆I 的长度

mm l 1501=

可求出B 的位置

B 的速度

B 的加速度

(2)构件2、3（II 级杆组RRR ）

D 的位置

500

400

==D D y x

D 的速度 00

==yD xD v v

D 的加速度

00

==yD xD a a

杆长mm l l CD j 500==，mm l l BC i 600==

由关系

j j D i i B C l x l x x ϕϕcos cos +=+=

j j D i i B C l y l y y ϕϕsin sin +=+=

其中

)(20

sin cos B D i i i x x l A C B A -==-+ ϕϕ

)(2B D i y y l B -=

2

22j BD i l l l C -+=

222

)()(B D B D BD y y X x l -+-=

可解得

C A C B A B i +-++=222arctan 2ϕ D

C D C j x x y y --=arctan ϕ 由上面两个式子可以得到两杆的角速度 1)

()(G y y s x x c w B D j B D j i i -+-==•ϕ

132G s G c G i

j i i +==ϕα

其中i j j i s c s c G -=1，i i i l c ϕcos =，i i i l s ϕsin =，j j j l c ϕcos =，j j j l s ϕsin =

可得E 的位置

i

B E i

B E y y x x ϕϕsin 480cos 480+=+=

E 的速度 i i yB E yE i i xB E xE v y

v v x v ωϕωϕcos 480sin 480+==-==

E 的加速度

i i i i xB E xE a x

a αϕωϕsin 480cos 4802

--== i i i i yB E yE a y

a ϕαϕωcos 480sin 4802+-== （3)、构件4、5杆组（II 级杆组RRP ）

在建立的坐标系中取一参考点K 600,0==K K y x

则速度

0,0==yK xK v v

加速度

0,0==yK xK a a

杆长mm l EF 600=,设F 位移为s

由s x l x x K i EF E F +=+='

cos ϕ K i EF E F y l y y =+='

sin ϕ

由上面两个式子可以得到 600600arcsin arcsin

'E EF E k i y l y y -=-=ϕ

所以：

F 点位移 )600

600arcsin(cos 600E E F y x x s -+== 速度

F F x

v = 加速度

F F x

a =

四、编程计算并输出结果（VB 编程）

主程序：

Private Sub Command1_Click()

Dim s5(3600) As Double

Dim v5(3600) As Double

Dim a5(3600) As Double

Dim pi As Double

Dim pa As Double

pi = 3.1415926

pa = pi / 180

Dim i As Long

Dim f1(3600) As Double Dim RR1 As RR

Dim RR2 As RR

Dim RRR1 As RRR

Dim RRP1 As RRP

Set RR1 = New RR

Set RR2 = New RR

Set RRR1 = New RRR

Set RRP1 = New RRP

For i = 0 To 3600 Step 1 f1(i) = i * pa / 10

RR1.delt = 0

RR1.f = f1(i)

RR1.w = 5.24

RR1.e = 0

RR1.L = 150

RR1.xA = 0

RR1.yA = 0

RR1.vxA = 0

RR1.vyA = 0

RR1.axA = 0

RR1.ayA = 0

RR1.cal

RRR1.Li = 600

RRR1.Lj = 500

RRR1.xB = RR1.xB

RRR1.yB = RR1.yB

RRR1.vxB = RR1.vxB

RRR1.vyB = RR1.vyB

RRR1.axB = RR1.axB

RRR1.ayB = RR1.ayB

RRR1.xD = 400

RRR1.yD = 500