平面连杆机构运动分析

大作业（一） 平面连杆机构的运动分析

班 级： 姓 名： 姓 名： 姓 名： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 一、题目及原始数据 、平面连杆机构的运动分析题目：

如图所示，为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如表 所示，又知原动件1以等角速度1= 1rad/s 沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及位移E点的位移、速度及加速度的变化情况。 表 平面六杆机构的尺寸参数 2'l=65mm,Gx=,Gy=

题 号 1l 2l 3l 4l 5l 6l  A B C 1-A 25 60° 1l= 1l=24 1

l=

要求每组（每三人为一组，每人一题）至少打印一份源程序，每个同学计 算出原动件从 0º到 360º时（计算点数 N=36）所要求各运动变量的大小，并绘出各组应的运动线图以及 E 点的轨迹曲线。

图 二、平面连杆机构运动分析方程 、位移方程： 4312l4coscosl1cos0h

43311l4sinssinl1sin0h

43l4cosl3cossc0

43l4sinl3 sinh0 343cvv

、速度方程： 34333433143

43

cosl4sinssin0sinl4cosscos0V0l4sinl3sin10l4cosl3cos0







211Vl1sinl1cos00

3343Vcvv

3VV1\V2 、加速度方程： 334433333344333331114433

4433

sin14cosvsinscos014sin?vcosssin0014cos13cos0014sin13sin0A







112343cA=v v

11111112AA A 1211Al1cosl1sin00

11112AAA 3343Aaca

321AA\A

三、计算程序框图

迭代次数IT=0IT=IT+1调用位置方程（1）子程序代入的初值θi，并计算fi

｜fi｜≤E求得θi值Y

IT>ITmaxN停止Y调系数矩阵AV

调用高斯消去法子程序求解A△θi=fi

求出△θi

θi=θi+△θi 四、计算源程序 主程序 %输入已知数据 clear l1=; l2=; l3=; l4=; l5=; l6=; l22=; xg=; yg=; omega1=1; alph1=0; hd=pi/180; du=180/pi; t1=1:10:361; theta2=1:10:361; theta3=1:10:361; theta5=1:10:361; theta6=1:10:361; omega2=1:10:361; omega3=1:10:361; omega5=1:10:361; omega6=1:10:361; alph2=1:10:361; alph3=1:10:361; alph5=1:10:361; alph6=1:10:361; xe=1:10:361; ye=1:10:361; V=1:10:361; a=1:10:361; theta1=0; options=gaoptimset('PopulationSize',100,'Generations',10000,'StallGenLimit',500,'TolFun',1e-100); theta0=ga(@(thet) weiyi_0(thet,theta1),4,options); if theta0(1)<0 theta0(1)=theta0(1)+2*pi;end if theta0(1)>2*pi theta0(1)=theta0(1)-2*pi;end if theta0(2)<0 theta0(2)=theta0(2)+2*pi;end if theta0(2)>2*pi theta0(2)=theta0(2)-2*pi;end if theta0(3)<0 theta0(3)=theta0(3)+2*pi;end if theta0(3)>2*pi theta0(3)=theta0(3)-2*pi;end if theta0(4)<0 theta0(4)=theta0(4)+2*pi;end if theta0(4)>2*pi theta0(4)=theta0(4)-2*pi; end %调用子函数Fun_jixie计算该六杆机构的各杆角位移、角速度、角加速度以及E点的角位移、角速度、角加速度 for n1=1:10:361 theta1=(n1-1)*hd; t1(n1)=theta1*du; theta=fsolve(@(thet) weiyi(thet,theta1),theta0); if theta(1)<0 theta(1)=theta(1)+2*pi;end if theta(1)>2*pi theta(1)=theta(1)-2*pi;end if theta(2)<0 theta(2)=theta(2)+2*pi;end if theta(2)>2*pi theta(2)=theta(2)-2*pi;end

if theta(3)<0 theta(3)=theta(3)+2*pi;end if theta(3)>2*pi theta(3)=theta(3)-2*pi;end if theta(4)<0 theta(4)=theta(4)+2*pi;end if theta(4)>2*pi theta(4)=theta(4)-2*pi;end [xe(n1),ye(n1)]=weiyi_E(theta1,theta,l1,l2,l22); [omega,alph] = Fun_jixie(theta1,omega1,l1,l2,l3,l5,l6,l22,theta); [V(n1),a(n1)]=sudu_jasudu_E(omega(1),alph(1),theta,theta1,omega1,l1,l2,l22,alph1); theta2(n1)=theta(1);theta3(n1)=theta(2);theta5(n1)=theta(3);theta6(n1)=theta(4);omega2(n1)=omega(1);omega3(n1)=omega(2);omega5(n1)=omega(3);omega6(n1)=omega(4); alph2(n1)=alph(1);alph3(n1)=alph(2);alph5(n1)=alph(3);alph6(n1)=alph(4); theta0=theta; end %绘制各杆件的角位移、角速度、角加速度 n2=1:10:361; n1=1:10:361; figure(1);%%%%%% subplot(2,2,1)%绘制位移线图 plot((n1-1),theta2(n2)*du,'r-',(n1-1),theta3(n2)*du,'g-',(n1-1),theta5(n2)*du,'y-',(n1-1),theta6(n2)*du,'k-','LineWidth',; title('各杆角位移线图'); xlabel('原动件1\theta_1/\circ'); ylabel('角位移/\circ'); grid on;hold on; text(200,60,'θ2'); text(200,150,'θ3'); text(200,350,'θ5'); text(200,260,'θ6'); %%%%%% subplot(2,2,2)%绘制角速度线图 plot((n1-1),omega2(n2),'r-',(n1-1),omega3(n2),'g-',(n1-1),omega5(n2),'y-',(n1-1),omega6(n2),'k-','LineWidth',; title('各杆角速度线图'); xlabel('原动件1\theta_1/\circ'); ylabel('角速度/rad\cdots^{-1}'); grid on;hold on; %%%%%% subplot(2,2,3)%绘制角加速度线图 plot((n1-1),alph2(n2),'r-',(n1-1),alph3(n2),'g-',(n1-1),alph5(n2),'y-',(n1-1),alph6(n2),'k-','LineWidth',; title('各杆角加速度线图'); xlabel('原动件1\theta_1/\circ'); ylabel('角加速度/rad\cdots^{-2}'); grid on;hold on; %%%%%%% %求E点的位移 figure(2) subplot(2,2,1) plot(xe(n1),ye(n1),'r-','LineWidth',; title('E的位移线图'); xlabel('E在x方向位移'); ylabel('E在y方向位移'); grid on;hold on; %求E点角速度与角加速度 subplot(2,2,2)%绘制E点角速度 plot((n1-1),V(n1),'r-','LineWidth',; title('E点角速度'); xlabel('原动件1\theta_1/\circ'); ylabel('E点角速度/rad\cdots^{-1}'); grid on;hold on;