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matlab平面连杆结构分析(机械原理课程设计)

matlab平面连杆结构分析(机械原理课程设计)
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平面连杆机构综合编程作业

平面连杆机构综合计算机编程作业 从下列题目任选一题进行设计,要求建立几何模型和数学模型,选用一种计算机语言编制程序,要求能够在动画演示时能够显示最小传动角,在输出设计参数时能够通过动画检验设计效果并将最小传动角输出。 作业要求:解题过程(包括几何模型、数学模型建立)以论文格式用word文件编写,力求完善;并在其后列出其程序清单。软件以exe文件格式。 一、某机器的工作装置需采用铰链四杆机构进行位置导引,已知工作装置上某一点在空间的位置为P1(x1,y1),θ1;P2(x2,y2),θ2 ;P3(x3,y3),θ3 ;试根据所学知识编制一计算机程序实现该装置的机构设计。 要求: 1.采用参数化方法,P1,P2,P3可任意输入,能够完成二、三位置的设计; 2.写出设计过程及程序清单汇成一设计说明书,其中还应包含一定的检验方法; 二、如图所示,设要求四杆机构两连架杆的三组对应位置分别为α1=35°,φ1 =50°;α2=80°,φ2=75°;α3=125°,φ3=105°,试以解析法设计此四杆机构。形成可执行的计算机设计程序; 写出设计说明书,并对设计中的具体考虑进行说明。 三、造型机工作台翻转的铰链四杆机构ABCD,连杆BC(长度根据需要设定)两个位置如图所示,机架AD水平布置,γi≥40°,试设计出此机构(要求扼要说明设计步骤,确定主动件及其转向)。 腹有诗书气自华

腹有诗书气自华 四. 已知三个给定刚体位置,P 1(1,1),θ1=0°;P 2(1.5,0.5),θ2=10°;P 3(2.5,1.0),θ3=45°。并要求在各个给定位置时传动角γi ≥30°(i =1,2,3)试综合一个导引曲柄滑块机构。 五. 如图所示,已知主动连架杆AB 的长度l AB =16mm ,机架AD 的长度l AD =50mm ,当AB 从图示位置顺时针转过某一角度时,连杆平面上的E 点经过E 1,E 2,E 3三点。DE 1==30mm ,E 1E 2=E 2E 3=12mm 。试综合能实现连杆E 点的铰链四杆机构ABCD 。 六. 已知固定铰链点A (0,0),D (1,4),连架杆AB 的长度为l AB =15mm ,连架杆AB 与连杆的三组对应位置如图所示。试综合该全铰链四杆机构并写出各构件的杆长。 七. 欲设计一个夹紧机构,拟采用全铰链四杆机构ABCD 。已知连杆的两个位置:x P1=0.5,y P1=0.5,θ1=20°,x P2=1.5,y P2=1.8,θ 2=38°,如图示。连杆到达第二位置时为夹紧位置, 即若以CD 为主动件,则在此位置时,机构应处于死

主成分分析报告matlab程序

Matlab编程实现主成分分析 .程序结构及函数作用 在软件Matlab中实现主成分分析可以采取两种方式实现:一是通过编程来实现;二是直接调用Matlab种自带程序实现。下面主要主要介绍利用Matlab的矩阵计算功能编程实现主成分分析。 1程序结构 2函数作用 Cwstd.m——用总和标准化法标准化矩阵 Cwfac.m——计算相关系数矩阵;计算特征值和特征向量;对主成分进行排序;计算各特征值贡献率;挑选主成分(累计贡献率大于85%),输出主成分个数;计算主成分载荷 Cwscore.m——计算各主成分得分、综合得分并排序 Cwprint.m——读入数据文件;调用以上三个函数并输出结果

3.源程序 3.1 cwstd.m总和标准化法标准化矩阵 %cwstd.m,用总和标准化法标准化矩阵 function std=cwstd(vector) cwsum=sum(vector,1); %对列求和 [a,b]=size(vector); %矩阵大小,a为行数,b为列数 for i=1:a for j=1:b std(i,j)= vector(i,j)/cwsum(j); end end 3.2 cwfac.m计算相关系数矩阵 %cwfac.m function result=cwfac(vector); fprintf('相关系数矩阵:\n') std=CORRCOEF(vector) %计算相关系数矩阵 fprintf('特征向量(vec)及特征值(val):\n') [vec,val]=eig(std) %求特征值(val)及特征向量(vec) newval=diag(val) ; [y,i]=sort(newval) ; %对特征根进行排序,y为排序结果,i为索引fprintf('特征根排序:\n') for z=1:length(y) newy(z)=y(length(y)+1-z); end fprintf('%g\n',newy) rate=y/sum(y); fprintf('\n贡献率:\n') newrate=newy/sum(newy) sumrate=0; newi=[]; for k=length(y):-1:1 sumrate=sumrate+rate(k); newi(length(y)+1-k)=i(k); if sumrate>0.85 break; end end %记下累积贡献率大85%的特征值的序号放入newi中fprintf('主成分数:%g\n\n',length(newi)); fprintf('主成分载荷:\n') for p=1:length(newi)

机械原理大作业1连杆机构27题

大作业1 连杆机构运动分析 1、运动分析题目 如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为280mm AB =,350mm BC =,320mm CD =,160mm AD =,175mm BE = 220mm EF =,25mm G x =,80mm G y =,构件1的角速度为110rad/s ω=,试求构件2上点F 的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。 2、建立坐标系 建立以点A 为原点的固定平面直角坐标系

图1 3、对机构进行结构分析 该机构由I级杆组RR(原动件1)、II级杆组RRR(杆2、杆3)和II级杆组RPR(滑块4及杆5)组成。I级杆组RR,如图2所示;II级杆组RRR,如图3所示;II级杆组RPR,如图4所示。 图2 图 3

图 4 4、各基本杆组运动分析的数学模型 (1)同一构件上点的运动分析: 图 5 如图5所示的构件AB,,已知杆AB 的角速度=10/rad s ,AB 杆长 i l =280mm,可求得B 点的位置B x 、B y ,速度xB v 、yB v ,加速度xB a 、yB a 。

=cos =280cos B i x l ??; =sin =280sin B i y l ??; = =-sin =-B xB i B dx v l y dt ω?ω; ==cos =;B yB i B dy v l x dt ω?ω 222B 2==-cos =-B xB i d x a l x dt ω?ω; 2222==-sin =-B yB i B d y a l y dt ω?ω。 (2)RRRII 级杆组的运动分析: 图 6 如图6所示是由三个回转副和两个构件组成的II 级组。已知两杆 的杆长2l 、3l 和两个外运动副B 、D 的位置(B x 、B y 、D x 、D y )、速度(xB yB xD yD v v v v 、、、)和加速度(xB yB xD yD a a a a 、、、)。求内运动副C 的位置(C C x 、y )、速度(xC yC v 、v )、加速度(xC yC a 、a )以及两杆

层次分析报告法及matlab程序

层次分析法建模 层次分析法(AHP-Analytic Hierachy process)---- 多目标决策方法 70 年代由美国运筹学家T·L·Satty提出的,是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法论。吸收利用行为科学的特点,是将决策者的经验判断给予量化,对目标(因素)结构复杂而且缺乏必要的数据情况下,採用此方法较为实用,是一种系统科学中,常用的一种系统分析方法,因而成为系统分析的数学工具之一。 传统的常用的研究自然科学和社会科学的方法有: 机理分析方法:利用经典的数学工具分析观察的因果关系; 统计分析方法:利用大量观测数据寻求统计规律,用随机数学方法描述(自然现象、 社会现象)现象的规律。 基本内容:(1)多目标决策问题举例AHP建模方法 (2)AHP建模方法基本步骤 (3)AHP建模方法基本算法 (3)AHP建模方法理论算法应用的若干问题。 参考书:1、姜启源,数学模型(第二版,第9章;第三版,第8章),高等教育出版社 2、程理民等,运筹学模型与方法教程,(第10章),清华大学出版社 3、《运筹学》编写组,运筹学(修订版),第11章,第7节,清华大学出版社 一、问题举例: A.大学毕业生就业选择问题 获得大学毕业学位的毕业生,“双向选择”时,用人单位与毕业生都有各自的选择标准和要求。就毕业生来说选择单位的标准和要求是多方面的,例如: ①能发挥自己的才干为国家作出较好贡献(即工作岗位适合发挥专长); ②工作收入较好(待遇好); ③生活环境好(大城市、气候等工作条件等); ④单位名声好(声誉-Reputation); ⑤工作环境好(人际关系和谐等) ⑥发展晋升(promote, promotion)机会多(如新单位或单位发展有后劲)等。 问题:现在有多个用人单位可供他选择,因此,他面临多种选择和决策,问题是他将如何作出决策和选择?——或者说他将用什么方法将可供选择的工作单位排序?

平面连杆机构习题及标准答案

平面连杆机构 一、填空: 1.由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。 2.铰链四杆机构按两连架杆的运动形式,分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。 3. 在铰链四杆机构中,与机架用转动副相连,且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件称为曲柄;与机架用转动副相连,但只能绕该转动副轴线摆动的构件摇杆;直接与连架杆相联接,传递运动和动力的构件称为连杆。 4.铰链四杆机构有曲柄的条件(1)连架杆和机架中必有一杆是最短杆;(2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。(用文字说明) 5. 图1-1为铰链四杆机构,设杆a最短,杆b最长。试用式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件: (1)__a+b≤c+d_____。 (2)以__b或d__为机架,则__a__为曲柄。 图1-1 6.在铰链四杆机构中,当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时,只能获得双摇杆机构。 7.如果将曲柄摇杆机构中的最短杆改作机架时,得到双曲柄机构;最短杆对面的杆作为机架时,得到双摇杆机构。 8. 当机构有极位夹角θ时,则机构有急回特性。 9.机构中传动角γ和压力角α之和等于90°。 10.通常压力角α是指力F与C点的绝对速度v c之间间所夹锐角。

二、选择题: 1.在曲柄摇杆机构中,只有当 C.摇杆为主动件时,才会出现“死点”位 置。 A.连杆 B.机架 C.摇杆 D.曲柄 2.绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和,大于其余两杆的长度之和时,机构 B.不存在曲柄。 A.有曲柄存在 B.不存在曲柄 C. 有时有曲柄,有时没曲柄 D. 以上答案均不对 3.当急回特性系数为 C. K>1 时,曲柄摇杆机构才有急回运动。 A. K<1 B. K=1 C. K>1 D. K=0 4.当曲柄的极位夹角为 D. θ﹥0 时,曲柄摇杆机构才有急回运动。 A.θ<0 B.θ=0 C. θ≦0 D. θ﹥0 5.当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对,曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是C.不确定的。 A.按原运动方向 B.反方向 C.不确定的 D. 以上答案均不对 6.曲柄滑决机构是由 A. 曲柄摇杆机构演化而来的。 A. 曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 7.平面四杆机构中,如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和,最短杆为机架,这个机构叫做 B.双曲柄机构。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 8.平面四杆机构中,如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆 的长度之和,最短杆为连杆,这个机构叫做 C.双摇杆机构。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对

哈工大机械设计大作业平面连杆机构设计说明书

机械设计基础 大作业计算说明书题目:平面连杆机构设计 学院:材料学院 班号: 学号: 姓名: 日期: 2014年9月30日 哈尔滨工业大学

机械设计基础 大作业任务书 题目:平面连杆机构设计 设计原始数据及要求: ()

目录 1设计题目 2设计原始数据 3设计计算说明书 3.1计算极位夹角 3.2设计制图 3.3验算最小传动角4参考文献

1 设计题目 平面连杆机构的图解法设计 2 设计原始数据 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度,摆角,摇杆的行程速比系数,要求摇杆靠近曲柄回转中心一侧的极限位置与机架间的夹角为,试用图解法设其余三杆的长度,并检验(测量或计算)机构的最小传动角。 () 3 设计计算说明书 3.1 计算极位夹角 极位夹角 代入数值 3.2 设计制图 3.2.1 在图纸上取一点作为点,从点垂直向上引出一条长为的 线段,终点为; 3.2.2 从点在左侧引出一条与夹角为的射线; 3.2.3 以点为圆心,以为半径画圆,与射线交于点; 3.2.4 分别从、两点向下引两条射线,射线与夹角为,两射 线交于点,点即为曲柄的回转中心; 3.2.5 以点为圆心以为半径画圆; 3.2.6 过点向左侧引出一条射线,射线与夹角,与圆交于点; 3.2.7 连接,并量取其长度,以为半径画圆,直线,与圆的 交点分别为,; 3.2.8 在图中量取,, 3.3 验算最小传动角 3.3.1 在处根据余弦定理 3.3.2 在处根据余弦定理 所以最小传动角 4 参考文献 [1]宋宝玉,王瑜,张锋主编.机械设计基础.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版,2010. [2]王瑜主编.机械设计基础大作业指导书.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2014.

平面连杆机构及其设计答案

第八章平面连杆机构及其设计 一、填空题: 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。 2.在铰链四杆机构中,运动副全部是低副。 3.在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 4.在铰链四杆机构中,只能摆动的连架杆称为摇杆。 5.在铰链四杆机构中,与连架杆相连的构件称为连杆。 6.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 7.对心曲柄滑块机构无急回特性。 8.平行四边形机构的极位夹角θ=00,行程速比系数K= 1 。 9.对于原动件作匀速定轴转动,从动件相对机架作往复直线运动的连杆机构,是否有急回 特性,取决于机构的极位夹角是否为零。 10.机构处于死点时,其传动角等于0?。 11.在摆动导杆机构中,若以曲柄为原动件,该机构的压力角α=00。 12.曲柄滑块机构,当以滑块为原动件时,可能存在死点。 13.组成平面连杆机构至少需要 4 个构件。 二、判断题: 14.平面连杆机构中,至少有一个连杆。(√) 15.在曲柄滑块机构中,只要以滑块为原动件,机构必然存在死点。(√) 16.平面连杆机构中,极位夹角θ越大,K值越大,急回运动的性质也越显著。(√) 17.有死点的机构不能产生运动。(×) 18.曲柄摇杆机构中,曲柄为最短杆。(√) 19.双曲柄机构中,曲柄一定是最短杆。(×) 20.平面连杆机构中,可利用飞轮的惯性,使机构通过死点位置。(√) 21.在摆动导杆机构中,若以曲柄为原动件,则机构的极位夹角与导杆的最大摆角相等。 (√) 22.机构运转时,压力角是变化的。(√) 三、选择题:

23.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A ≤ B ≥ C > 24.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和,而 充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边 B 最长杆 C 最短杆的对边。 25.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 B 为机架时, 有两个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 26.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 A 为机架时, 有一个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 27.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 C 为机架时, 无曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 28.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和,就一定是双摇杆 机构。 A < B > C = 29.对曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置,当 C 为原动件时,此时机构处在死点位 置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 30.对曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置,当 A 为原动件时,此时为机构的极限 位置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 31.对曲柄摇杆机构,当以曲柄为原动件且极位夹角θ B 时,机构就具有急回特性。 A <0 B >0 C =0 32.对曲柄摇杆机构,当以曲柄为原动件且行程速度变化系数K B 时,机构就具有急 回特性。 A <1 B >1 C =1 33.在死点位置时,机构的压力角α= C 。 A 0 o B 45o C 90o 34.若以 B 为目的,死点位置是一个缺陷,应设法通过。 A 夹紧和增力B传动 35.若以 A 为目的,则机构的死点位置可以加以利用。 A 夹紧和增力;B传动。

认识平面连杆机构作业1

认识平面连杆机构(1) 一、填空题 1、在铰链四杆机构中,固定不动的构件称为,能作整周转动的称为,与机架不相连的构件称为,只能在小于360°的某一角度内摆动的构件称为。 2、铰链四杆机构的三种基本形式是、、。 3、四杆机构中若对杆两两平行且相等,则构成机构。 4、铰链四杆机构中的两个连架杆,一个作匀速转动,另一个作非匀速摆动,则构成机构;若一个连架杆作匀速回转时,另一个作周期性非匀速回转,则构成机构;若两个连架杆都在某一角度内作摆动,则构成机构。 5、平面四杆机构的两个连架杆,可以有一个是,另一个是,也可以两个都是或都是。 6、飞机起落架属于机构,汽车的雨刮器属于机构。 7、草地洒水器机构属于机构,雷达天线角度调整机构属于机构;缝纫机踏板属于机构,惯性筛机构属于机构,汽车自卸翻斗装置属于机构,鹤式起重机属于机构,颚式破碎机属于机构,公共汽车车门启闭机构属于机构。 二、选择题 1、铰链四杆机构中不予机架相连的构件称为() A. 曲柄 B.连杆 C.连架杆 D.摇杆 2、以下不属于双曲柄机构的是() A. 公共汽车车门启闭机构 B.惯性筛 C.铲斗车 D.鹤式起重机 3、平面四杆机构中各构件以()相连接。 A. 转动副 B.移动副 C.螺旋副 D.不确定 4、曲柄摇杆机构中() A.曲柄作等速回转运动,摇杆作等速往复摆动 B.可将连续转动变成往复摆动,也可将往复摆动变成连续转动 C.曲柄和连杆作整周回转,摇杆作直线往复运动 D.工作时一定会有死点位置产生 5、()等能把转动运动转变成往复摆动运动。 A.曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构` C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构6、()等能把等速转动运动转变成旋转方向相同的变速转动运动。A.曲柄摇杆机构 B.不等长双曲柄机构` C.双摇杆机构 D.平行四边形机构

matlab动力学分析程序详解

1 1.微分方程的定义 对于duffing 方程03 2 =++x x x ω ,先将方程写作??? --==3 1122 21x x x x x ω function dy=duffing(t,x) omega=1;%定义参数 f1=x(2); f2=-omega^2*x(1)-x(1)^3; dy=[f1;f2]; 2.微分方程的求解 function solve (tstop) tstop=500;%定义时间长度 y0=[0.01;0];%定义初始条件 [t,y]=ode45('duffing',tstop,y0,[]); function solve (tstop) step=0.01;%定义步长 y0=rand(1,2);%随机初始条件 tspan=[0:step:500];%定义时间范围 [t,y]=ode45('duffing',tspan,y0); 3.时间历程的绘制 时间历程横轴为t ,纵轴为y ,绘制时只取稳态部分。 plot(t,y(:,1));%绘制y 的时间历程 xlabel('t')%横轴为t ylabel('y')%纵轴为y grid;%显示网格线

2 axis([460 500 -Inf Inf])%图形显示范围设置 4.相图的绘制 相图的横轴为y ,纵轴为dy/dt ,绘制时也只取稳态部分。红色部分表示只取最后1000个点。 plot(y(end-1000:end ,1),y(end-1000:end ,2));%绘制y 的时间历程 xlabel('y')%横轴为y ylabel('dy/dt')%纵轴为dy/dt grid;%显示网格线 5.Poincare 映射的绘制 对于不同的系统,Poincare 截面的选取方法也不同 对于自治系统一般每过其对应线性系统的固有周期,截取一次 对于非自治系统,一般每过其激励的周期,截取一次 例程:duffing 方程03 2=++x x x ω 的poincare 映射 function poincare(tstop) global omega; omega=1; T=2*pi/omega;%线性系统的周期或激励的周期 step=T/100;%定义步长为T/100 y0=[0.01;0];%初始条件 tspan=[0:step:100*T];%定义时间范围 [t,y]=ode45('duffing',tspan,y0); for i=5000:100:10000%稳态过程每个周期取一个点 plot(y(i,1),y(i,2),'b.'); hold on;% 保留上一次的图形 end xlabel('y');ylabel('dy/dt');

平面连杆机构及其设计(参考答案)

一、填空题: 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连接组成的。 2.由四个构件通过低副联接而成的机构成为四杆机构。 3.在铰链四杆机构中,运动副全部是转动副。 4.在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5.在铰链四杆机构中,只能摆动的连架杆称为摇杆。 6.在铰链四杆机构中,与连架杆相连的构件称为连杆。 7.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 8.对心曲柄滑快机构无急回特性。9.偏置曲柄滑快机构有急回特性。 10.对于原动件作匀速定轴转动,从动件相对机架作往复运动的连杆机构,是否有急回特性,取决于机构的极位夹角是否大于零。 11.机构处于死点时,其传动角等于0。12.机构的压力角越小对传动越有利。 13.曲柄滑快机构,当取滑块为原动件时,可能有死点。 14.机构处在死点时,其压力角等于90o。 15.平面连杆机构,至少需要4个构件。 二、判断题: 1.平面连杆机构中,至少有一个连杆。(√) 2.平面连杆机构中,最少需要三个构件。(×) 3.平面连杆机构可利用急回特性,缩短非生产时间,提高生产率。(√) 4.平面连杆机构中,极位夹角θ越大,K值越大,急回运动的性质也越显著。(√) 5.有死点的机构不能产生运动。(×) 6.机构的压力角越大,传力越费劲,传动效率越低。(√) 7.曲柄摇杆机构中,曲柄为最短杆。(√) 8.双曲柄机构中,曲柄一定是最短杆。(×) 9.平面连杆机构中,可利用飞轮的惯性,使机构通过死点位置。(√) 10.平面连杆机构中,压力角的余角称为传动角。(√) 11.机构运转时,压力角是变化的。(√) 三、选择题: 1.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A <=; B >=; C > 。 2.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和,而充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边; B 最长杆; C 最短杆的对边。3.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 B 为机架时,有两

机械原理大作业平面连杆机构

机械原理课程作业(一) 平面连杆机构的运动分析 (题号:1-A ) 班级 03021101 学号 姓名 成绩 同组者 完成日期 2014年1月1日

目录 一.题目及原始数据 (3) 二.平面连杆机构运动分析方程 (4) 三.计算程序框图 (6) 四.计算源程序 (7) 五.计算结果 (13) 六.运动线图分析 (17) 七.运动线图分析 (19) 八.体会及建议 (20) 九.参考书目 (20)

一. 题目及原始数据 1.如图1所示平面六杆机构,试用计算机完成其运动分析。 图1 设已知各构件的尺寸如表1所示,又已知原动件1以等角速度沿逆时针方向回转,试求各从动件的角位移、角速度、角加速度以及E 点的位移、速度、加速度的变化情况。已知其尺寸参数如下表所示: 表1 平面六杆机构尺寸参数 () mm 2、题目要求与成员组成及分工: (1)题目要求: 三人一组计算出原动件从0到360时(计算点数N=37)所要求的各运动变量的大小,并绘出运动曲线图及轨迹曲线,本组选取题号为:1—A ,1—B,1-C 组。 (2)分工比例: 学号 姓名 分工 2011300652 张正栋 报告书写,制图、程序 2011300620 肖川 制图 2011300622 尹志成 方程推导 组号 1l l 2 l 3 l 4 l 5 l 6 α A B C 2-A 2-B 3-C 26.5 67.5 87.5 52.4 43 600 l 2=116.6 l 2=111.6 l 2=126.6

二. 平面连杆机构运动分析方程 1. 位置方程 在图1的直角坐标系中,建立该六杆机构的封闭矢量方程: 将上式写成在两坐标轴上的投影式,并改写成方程左边尽含未知量的形式,即得 1122334112233' 1122226655'1122226655 cos cos cos sin sin sin cos cos cos()cos cos sin sin sin()sin sin G G L L L L L L L L L L x L L L L L y L L θθθθθθθθπαθθθθθπαθθθ??+?=?+? ?+?=?? ??+?-?-+=-?-????+?-?-+=-?-??将上式化简可得: 2233411223311' 222255664'22225566cos cos cos sin sin sin cos cos()cos cos sin sin()sin sin G G L L L L L L L L L L L x L L L L L y θθθθθθθθαθθθθαθθ??-?=-?? ?-?=-?? ??+?-+?+?=-???+?-+?+?=? 由以上各式即可得。 2. 速度方程 根据A ω=ω1B ,可得 222333111222333111'2222 22555666'222222555666sin sin sin cos cos cos sin sin()sin sin 0cos cos()cos cos 0L L L L L L L L L L L L L L θωθωθωθωθωθωθωθαωθωθωθωθαωθωθω?-??+??=??? ??-??=-??? ?-??-?-?-??-??=????+?-?+??+??=?化为矩阵形式为: 2233 22233 3'2 22255 665'2222 55 666111111111sin sin 00 cos cos 00sin()sin 0sin sin cos()cos 0 cos cos sin cos sin cos L L L L L L L L L L L L L L L L θθωθθωθαθ θθωθαθθθωθθωθθ?? ?? -??? ????-?? ????????-?--?-?-??????????-+????? ?????-??=????-????? ?? ??? 3. 加速度方程

第2章 平面连杆机构

第2章平面连杆机构 题2-1 试根据图2.14 中标注尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构,还是双摇杆机构。 a ) b ) c ) d ) 图2.14 题2-2 试运用铰链四杆机构有整转副的结论,推导图2.15 所示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件(提示:转动导杆机构可视为双曲柄机构)。 图2.15 题2-3 画出图2.16 所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 图2.16 题2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动,极位夹角为,摇杆工作行程须时7s 。试问:

(1 )摇杆空回行程需几秒?(2 )曲柄每分钟转速是多少? 题2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构,要求踏板在水平位置上下各摆,且 ,。(1 )试用图解法求曲柄和连杆的长度;(2 )用公式(2-3 )和(2-3 )′ 计算此机构的最小传动角。 图2.17 题2-5 解图 题2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度,摆角,摇杆的行程速度变化系数。(1 )用图解法确定其余三杆的尺寸;( 2 )用公式( 2 — 3 )和(2-3 )′确定机构 最小传动角(若,则应另选铰链A 的位置,重新设计)。 题2-7 设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程,偏距,行程速度变化系数。求曲柄和连杆的长度。 图2.19 题2-8 设计一导杆机构。已知机架长度,行程速度变化系数,求曲柄长度。

图2.20 题2-9 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度,摆角,摇杆的行程速度变化系数 ,且要求摇杆的一个极限位置与机架间的夹角,试用图解法确定其余三杆的长度。 图2.21 题2-10 设计一铰链四杆机构作为加热炉门的启闭机构。已知炉门上的两活动铰链中心距为,炉门打开后成水平位置时,要求炉门温度较低的一面朝上(如虚线所示),设固定铰链 安装在轴线上,其相关尺寸如图所示,求此铰链四杆机构其余三杆的长度。 图2.22 题2-11 设计一铰链四杆机构。已知其两连架杆的四组对应位置间的夹角为,

第二章平面连杆机构和设计与分析报告

第二章平面连杆机构及其设计与分析 §2-1 概述 平面连杆机构(全低副机构):若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。 优点: (1)低副,面接触,压强小,磨损少。 (2)结构简单,易加工制造。 (3)运动多样性,应用广泛。 曲柄滑块机构:转动-移动 曲柄摇杆机构:转动-摆动 双曲柄机构:转动-转动 双摇杆机构:摆动-摆动 (4)杆状构件可延伸到较远的地方工作(机械手) (5)能起增力作用(压力机) 缺点: (1)主动件匀速,从动件速度变化大,加速度大,惯性力大,运动副动反力增加,机械振动,宜于低速。 (2)在某些条件下,设计困难。 §2-2平面连杆机构的基本结构与分类 一、平面连杆机构的基本运动学结构 铰链四杆机构的基本结构 1.铰链四杆机构 所有运动副全为回转副的四杆机构。Array AD-机架 BC-连杆 AB、CD-连架杆 连架杆:整周回转-曲柄 往复摆动-摇杆

2.三种基本型式 (1)曲柄摇杆机构 定义:两连架杆一为曲柄,另一为摇杆的铰链四杆机构。 特点:?、β0~360°, δ、ψ<360° 应用:鳄式破碎机缝纫机踏板机构揉面机(2)双曲柄机构 定义:两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。 由来:将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。 应用特例:双平行四边形机构(P35),天平 反平行四边形机构(P45) 绘图机构 (3)双摇杆机构 定义:两连架杆均作往复摆动的铰链四杆机构。 由来:将曲柄摇杆机构中摇杆固定为机架而得。 应用:翻台机构,夹具,手动冲床 飞机起落架,鹤式起重机 二.铰链四杆机构具有整转副和曲柄存在的条件 上述机构中,有些机构有曲柄,有些没有曲柄。机构有无曲柄,不是唯一地由取哪个构件为机架决定,机构有曲柄的首要条件是:机构中各构件长度间应满足一定的尺寸关系,该条件是首要条件。 然后,再看以哪个构件作为机架。 下面讨论机构中各构件长度间应满足的尺寸关系。铰链四杆机构曲柄存在的条件

(完整版)平面连杆机构

机械基础一轮复习资料 (平面连杆机构) 【复习要求】 1.了解铰链四杆机构的三种基本类型、特点及应用; 2.掌握三种基本形式的判别条件; 3.了解四杆机构的演化形式及应用; 4.了解“死点”位置产生的原因、克服方法及应用; 5.了解急回运动特性及其应用。 【知识网络】 【知识精讲】 一、平面连杆机构 由一些刚性构件用转动副和移动副相互联接而组成的在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。注当平面四杆机构中的运动副都是转动副时称为铰链器杆机构。 二、铰链四杆机构的类型、特点及应用(见表)

三、铰链四杆机构三种基本形式的组成条件(见表) 四、铰链四杆机构的演化和应用(见表) 注:四杆机构的演化形式都可以看作是改变四杆机构某些构件的形状、相对长度或选择不同构件作 为机架而获得的。 五、铰链四杆机构的特性 1.“死点”位置(以曲柄摇杆机构为例) (1)“死点”位置的产生:摇杆为主动件曲柄为从动件时,当摇杆处于两极限位置时,连杆与曲柄出现

两次共线,此时曲柄上所受的力通过曲柄转动的中心,转动力矩为零,从动件不动,机构停顿。 (2)机构在“死点”位置时,将出现从动件转向不确定或卡死不动。 (3)克服“死点”位置的措施:利用自重、加飞轮、增设辅助机构或机构错列。 (4)“死点”位置出现的利与弊:对传动机构来说,“死点”位置的出现是不利的,应设法予以避免,而工程中某些工作要求(如连杆式夹具的夹紧)就是利用“死点”位置来实现的。 2.急回运动特性 (1)定义:机构空回行程的平均速度大于工作行程平均速度的性质。 (2)意义:利用急回运动特性可缩短空回行程时间,提高生产效率。 (3)行程速比系数(K)和极位夹角(θ)行程速比系数是从动件空回行程平均速度与从动件工作行程平均速度的比值,其大小反应急回特性;极位夹角是主动曲柄与连杆两次共线位置时的夹角。 K=(180°+θ)/(180°-θ) 或θ=180°(K-1)/(K+1) 注 K>1或θ>0°时机构具有急回特性;摆角(ψ)是指摇杆两极限位置的夹角。 (4)具有急回运动特性的常见机构曲柄摇杆机构(曲柄主动件)、摆动导杆(曲柄主动件)、双曲柄机构( 平行双曲柄机构除外)、曲柄滑块机构(曲柄为主动件)等。 【边缘知识】 压力角、传动角及其对机构传力性能的影响: 1.压力角:从动件C点所受力F的方向与C点的绝对速度υc方向间所夹的锐角(α)(见图)。 传动角:压力角的余角(γ)(见图)。 2.压力角(或传动角)是判别机构传力性能的重要参数。 F可分解为两个力; F t=F cosα,推动从动件作有效功,称为“有效分力”; F n=Fsinα,引起摩擦阻力,产生有害的摩擦功,称为“有害分力”。

基于Matlab的相关频谱分析程序教程

Matlab 信号处理工具箱 谱估计专题 频谱分析 Spectral estimation (谱估计)的目标是基于一个有限的数据集合描述一个信号的功率(在频率上的)分布。功率谱估计在很多场合下都是有用的,包括对宽带噪声湮没下的信号的检测。 从数学上看,一个平稳随机过程n x 的power spectrum (功率谱)和correlation sequence (相关序列)通过discrete-time Fourier transform (离散时间傅立叶变换)构成联系。从normalized frequency (归一化角频率)角度看,有下式 ()()j m xx xx m S R m e ωω∞ -=-∞ = ∑ 注:()() 2 xx S X ωω=,其中()/2 /2 1 lim N j n n N n N X x e N ωω→∞=-=∑ πωπ-<≤。其matlab 近似为X=fft(x,N)/sqrt(N),在下文中()L X f 就是指matlab fft 函数的计算结果了 使用关系2/s f f ωπ=可以写成物理频率f 的函数,其中s f 是采样频率 ()()2/s jfm f xx xx m S f R m e π∞ -=-∞ = ∑ 相关序列可以从功率谱用IDFT 变换求得: ()()()/2 2//2 2s s s f jfm f j m xx xx xx s f S e S f e R m d df f πωπ π ωωπ--= =? ? 序列n x 在整个Nyquist 间隔上的平均功率可以表示为 ()()() /2 /2 02s s f xx xx xx s f S S f R d df f π π ωωπ- -= =?? 上式中的

平面连杆机构作业与练习

平面连杆机构作业与练习 一.选择题 1.在下列平面四杆机构中,无论以哪一构件为主动件,都不存在死点位置【C 】 a)A、曲柄摇杆机构B、双摇杆机构C、双曲柄机构 2.当凸轮机构的从动件选用摆线运动规律时,其从动件的运动【C 】 A、将产生刚性冲击 B、将产生柔性冲击 C、没有冲击 3.渐开线标准齿轮的根切现象发生在【C 】 A. 模数较大时 B. 模数较小时 C. 齿数较少时 D. 齿数较多时 4.在一般工作条件下,齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动,通常的主要失效形式为 【 B 】 A.轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C.齿面胶合 D. 齿面塑性变形 5.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于【C 】 A.包角α太小 B. 初拉力F0太小 C.紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 6.下列四种螺纹中,自锁性能最好的是 【D 】 A.粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 7.V带在减速传动过程中,带的最大应力发生在【D 】 A.V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C.V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 8.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为 【C 】 A.减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C.增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 9.带传动的主要失效形式是带的【A 】 A、疲劳断裂和打滑 B、磨损和打滑 C、磨损和疲劳断裂 二.填空题 1.轴如按受载性质区分,主要受弯矩的轴为心轴,主要受转矩的 轴为传动轴,既承受弯矩有承受转矩的轴为转轴。 2.普通平键的剖面尺寸(b×h),一般应根据轴的直径按标准选择。 3.为保证带传动的工作能力,一般规定小带轮的包角α≥___120°__。 4.机构具有确定相对运动的条件是:机构的自由度数等于原动件的个数。

平面连杆机构大作业

大作业(一) 平面连杆机构的运动分析 (题号:5-C) 班级:机制114 学号:2011012789 姓名:陈莎 同组其他人员:许龙飞张海洋 完成日期:2012.10.31

一.题目及原始数据; 二、牛头刨床机构的运动分析方程三.计算程序框图; 四.计算源程序; 五.计算结果; 六.运动线图及运动分析 七.参考书;

一、题目及原始数据; 图b 所示的为一牛头刨床(Ⅲ级机构)。假设已知各构件的尺寸如表2所示,原动件1以等角速度ω1=1rad/s 沿着逆时针方向回转,试求各从动件的角位移、角速度和角加速度以及刨头C 点的位移、速度和加速度的变化情况。 G b ) 表2 牛头刨床机构的尺寸参数(单位:mm ) 题 号 l AB l CD l DE h h 1 h 2 A B C 5-c 200 180 900 460 120 l CD =950 l CD =1020 l CD =980 要求:每三人一组,每人一个题目,每组中至少打印出一份源程序,每人计算出原动件从0゜~360゜时(N=36) 各运动变量的大小,并绘出各组对应的运动线图以 及E 点的轨迹曲线。 二、牛头刨床机构的运动分析方程 1)位置分析 建立封闭矢量多边形 由图可知 =3θ,故未知量有3θ、4θ、3S 、5S 。利用两个封闭图形ABDEA 和EDCGE , 建立两个封闭矢量方程,由此可得: A B C D E 2 1 3 4 5 6 h h 1 h 2 x y F F'

把(式Ⅰ)写成投影方程得:??? ? ??????????=+=-++=++=+h l l s l l l h s l l h s l 33445334411133441123344sin sin 0cos cos sin sin sin cos cos cos θθθθθθθθθθ(式Ⅱ) 由以上各式用型转化法可求得5343 s s θθ, 23θθ= 解: 211111 *cos *sin b b x h l y h l θθ=+?? =+? 44 44 *cos *sin d d x l y l θθ=?? =? 223()()d b d b s x x y y =-++ 3 sin b d x x s α-= 333 33)*sin *()/*cos *(/c d d b d c d d b d s x x l x l x x s y y l y l y y s αα=+=+-??? =+=+-?? 3tan c d c d y y x x θ-= - 5c s x = ()2212ae AE h h =+ 444 () tan *cos d c y h y l θθ+-= 高斯消去法求解 2.速度分析 对(式Ⅱ)求一次导数得: 44433333111444333331114443335444333*sin *s '*cos *sin **sin **cos *'*sin *cos **cos **sin **sin *'0*cos **cos *0l s l l s s l l l s l l θωθθωθωθωθθωθωθωθωθωθω-+-=-??++=? ? ---=? ?+=? (式Ⅲ) 矩阵式:

平面连杆机构练习题

平面连杆机构1 一、单项选择题 1、具有急回特性的四杆机构,其行程速度变化系数K的值(C )。 A. 1 = > D. 1 ≤ B. 1 < C. 1 2、在曲柄摇杆机构中,当摇杆为从动件时,最小传动角出现在(B)共线的位置。 A. 曲柄与连杆 B. 曲柄与机架 C. 摇杆与机架 D. 摇杆与连杆 3、铰链四杆机构有整转副的条件是:最短杆与最长杆长度之和(C)其余两杆长度之和。 A. < B. = C. ≤ D. ≥ 4、四杆机构的急回特性是针对主动件作(A)而言的。 A. 等速转动 B. 等速移动 C. 变速转动 D. 变速移动 5、对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时,其最小传动角γ min出现在曲柄(A)的位置。 A. 垂直于滑块导路 B. 垂直于连杆 C. 与连杆共线 D. 与机架共线 6、如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和(A)其余两杆长度之和,则该 机构中不存在整转副。 A. > B. ≥ C. < D. ≤ 7、四杆机构的急回特性是针对从动件作(D)而言的。 A. 等速转动 B. 等速移动 C. 变速转动 D.往复运动 8、对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时,其最大传动角γ max为(C)。 A. ? 90 D. ? <90 45 C. ? 30 B. ? 9、对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和(B)大于其它两构件长度之和。 A. 一定 B. 不一定 C. 一定不 D. 在最短构件为机架 10、对于曲柄滑块机构,当曲柄作等速转动时,从动件滑块(B)具有急回特性。 A. 一定 B. 不一定 C. 一定不 D. 在极限位置 11、当连杆机构位置一定时,取不同构件为原动件,机构压力角的数值(B)。 A. 相同 B. 不同 C. 与原动件转向有关 D. 与原动件转速大小有关 12、铰链四杆机构中若最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和,则机构中(C)。 A. 一定有曲柄存在 B. 是否有曲柄存在取决于机架是否为最短构件 C. 一定无曲柄存在 D. 是否有曲柄存在取决于机架是否为最长构件 二、填空题 1、平面连杆机构是若干构件用低副连接组成的平面机构。 α时,该机构处于死点位置。 2、当四杆机构的压力角? =90

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