Matlab机械原理第二次作业

平面机构运动分析

4-23

在图示的正弦机构中,已知l AB =100 mm,h1=120 mm,h2 =80 mm,W1 =10 rad/s(常数)，滑块2和构件3的重量分别为G2 =40 N和G3 =100 N,质心S2 和S3 的位置如图所示，加于构件3上的生产阻力Fr=400 N，构件1的重力和惯性力略去不计。试用解析法求机构在Φ1=60°、150°、220°位置时各运动副反力和需加于构件1上的平衡力偶M b 。

分别对三个构件进行受力分析如图：

构件3受力图

构件2受力图

构件1受力图（1）滑块2：V S2 =L AB W1 ①

a s2 = L AB W12②

构件3：S=L AB sinΦ1 ③

V3 =L AB W1 COSΦ1 ④

a3 =-L AB W12 sinΦ1 ⑤

(2)确定惯性力：F12=m2a s2=(G2/g)L AB W12 ⑥

F13=m3a3=(G3/g)L AB W12sinΦ1 ⑦

(3)各构件的平衡方程：

构件3：∑Fy=0,F R23 =Fr-F13

∑Fx=0,F R4’=F R4

∑M S3 =0,F R4=F R23L A cosΦ1/h2

构件2：∑Fx=0,F R12x=F12cosΦ1

∑Fy=0,F R12y=F R32-F12sinΦ1

构件1：∑Fx=0,F R41x=F R12x

∑Fy=0,F R41y=F R12y

∑M A =0,M b =F R32L AB cosΦ1

总共有八个方程，八个未知数。

归纳出一元八次方程矩阵：

1 0 0 0 0 0 0 0 F R23 Fr-F13

0 1 -1 0 0 0 0 0 F R4’ 0

-L AB COSΦ1/h2 0 1 0 0 0 0 0 F R4 0

0 0 0 1 0 0 0 0 F R12x = F12cosΦ1 -1 0 0 0 1 0 0 0 F R12y -F12 sinΦ1 0 0 0 -1 0 1 0 0 F R41x 0

0 0 0 0 -1 0 1 0 F R41y 0

-L AB COSΦ1 0 0 0 0 0 0 1 Mb 0

AX=B进而可得：X=A\B。

进行MATLAB编程分析：

1.编写函数F用于实现上述运算功能：

function y=F(x)

%

%input parameters

%

%x(1)=lAB

%x(2)=h1

%x(3)=h2

%x(4)=W1

%x(5)=G2

%x(6)=G3

%x(7)=Fr

%x(8)=theta1

%

%output parameters

%

%y(1)=FR23

%y(2)=FR4'

%y(3)=FR4

%y(4)=FR12x

%y(5)=FR12y

%y(6)=FR41x

%y(7)=FR41y

%y(8)=Mb

%

A=[1 0 0 0 0 0 0 0;

0 1 -1 0 0 0 0 0;

-x(1)*cos(x(8))/x(3) 0 1 0 0 0 0 0;

0 0 0 1 0 0 0 0;

-1 0 0 0 1 0 0 0;

0 0 0 -1 0 1 0 0;

0 0 0 0 -1 0 1 0;

-x(1)*cos(x(8)) 0 0 0 0 0 0 1];

B=[x(7)-(x(6)/10)*x(1)*x(4)^2*sin(x(8));0;0;(x(5)/10)*x(1 )*x(4)^2*cos(x(8));-(x(5)/10)*x(1)*x(4)^2*sin(x(8));0;0;0 ];

y=A\B;

2.运行程序计算Φ1=60°的各未知量值：

lAB=0.1;

h1=0.120;

h2=0.08;

W1=10;

G2=40;

G3=100;

Fr=400;

th1=60*pi/180;

x=[lAB h1 h2 W1 G2 G3 Fr th1];

y=F(x)

y =

313.3975

195.8734

195.8734

20.0000

278.7564

20.0000

278.7564

15.6699

得到：Φ1=60°时F R23=F R32=313.3975 N;F R4=F R4’=195.8734 N;F R12x=20.0000 N；

F R12y=278.7564 N；F R41x=20.0000 N；F R41y=278.7564 N；Mb=15.6699 N*m。

3.运行程序计算Φ1=150°的各未知量值：

>> th1=150*pi/180;

>> x=[lAB h1 h2 W1 G2 G3 Fr th1];

>> y=F(x)

y =

350.0000

-378.8861

-378.8861

-34.6410

330.0000

-34.6410

330.0000

-30.3109

得到：Φ1=150°时F R23=F R32=350.0000 N;F R4=F R4’=-378.8861 N;F R12x=-34.6410 N；

F R12y=330.0000 N；F R41x=-34.6410 N；F R41y=330.0000 N；Mb=-30.3109 N*m。

4.运行程序计算Φ1=220°的各未知量值：

>> th1=220*pi/180;

>> x=[lAB h1 h2 W1 G2 G3 Fr th1];

>> y=F(x)

y =

464.2788

-444.5727

-444.5727

-30.6418

489.9903

-30.6418

489.9903

-35.5658

得到：Φ1=220°时F R23=F R32=464.2788 N;F R4=F R4’=-444.5727 N;F R12x=-30.6418 N；

F R12y=489.9903 N ；F R41x=-30.6418 N；F R41y=489.9903 N；Mb=-35.5658 N*m。

4.取Φ1=0~360°范围分析其受力：

h1=0.120;

h2=0.08;

W1=10;

G2=40;

G3=100;

Fr=400;

th1=linspace(0,2*pi,36);

x=zeros(length(th1),8);

for n=1:36

x(n,:)=[lAB h1 h2 W1 G2 G3 Fr th1(n)];

end

p=zeros(8,length(th1));

for k=1:36

p(:,k)=F(x(k,:));

end

>> p

p =

Columns 1 through 8

400.0000 382.1443 364.8625 348.7101 334.2061 321.8169 311.9404 304.8943 500.0000 470.0039 426.9963 374.1872 314.6014 250.8119 184.7735 117.7719 500.0000 470.0039 426.9963 374.1872 314.6014 250.8119 184.7735 117.7719 40.0000 39.3572 37.4494 34.3380 30.1229 24.9396 18.9547 12.3607 400.0000 375.0020 350.8075 328.1941 307.8886 290.5436 276.7166 266.8521 40.0000 39.3572 37.4494 34.3380 30.1229 24.9396 18.9547 12.3607 400.0000 375.0020 350.8075 328.1941 307.8886 290.5436 276.7166 266.8521 40.0000 37.6003 34.1597 29.9350 25.1681 20.0650 14.7819 9.4218

Columns 9 through 16

300.9050 300.1007 302.5072 308.0472 316.5427 327.7205 341.2215 356.6116 50.4893 -16.8300 -84.1427 -151.3378 -217.9780 -283.0943 -345.0675 -401.6200

50.4893 -16.8300 -84.1427 -151.3378 -217.9780 -283.0943 -345.0675 -401.6200

5.3693 -1.7946 -8.9008 -15.7210 -22.0359 -27.6425 -32.3607 -3

6.0388 261.2670 260.1410 263.5101 271.2661 283.1597 298.8087 31

7.7101 339.2563 5.3693 -1.7946 -

8.9008 -15.7210 -22.0359 -27.6425 -32.3607 -36.0388 261.2670 260.1410 263.5101 271.2661 283.1597 298.8087 317.7101 33

9.2563 4.0391 -1.3464 -6.7314 -12.1070 -17.4382 -22.6475 -27.6054 -32.1296

Columns 17 through 24

373.3963 391.0361 408.9639 426.6037 443.3884 458.7785 472.2795 483.4573 -449.9252 -486.8273 -509.1470 -514.0376 -499.3489 -463.9495 -407.9684 -332.9190

-449.9252 -486.8273 -509.1470 -514.0376 -499.3489 -463.9495 -407.9684 -332.9190

-38.5585 -39.8390 -39.8390 -38.5585 -36.0388 -32.3607 -27.6425 -22.0359 362.7548 387.4505 412.5495 437.2452 460.7437 482.2899 501.1913 516.8403 -38.5585 -39.8390 -39.8390 -38.5585 -36.0388 -32.3607 -27.6425 -22.0359 362.7548 387.4505 412.5495 437.2452 460.7437 482.2899 501.1913 516.8403 -35.9940 -38.9462 -40.7318 -41.1230 -39.9479 -37.1160 -32.6375 -26.6335 Columns 25 through 32

491.9528 497.4928 499.8993 499.0950 495.1057 488.0596 478.1831 465.7939 -241.6872 -138.3782 -28.0349 83.7439 191.2451 289.0952 372.6779 438.4701

-241.6872 -138.3782 -28.0349 83.7439 191.2451 289.0952 372.6779 438.4701

-15.7210 -8.9008 -1.7946 5.3693 12.3607 18.9547 24.9396 30.1229 528.7339 536.4899 539.8590 538.7330 533.1479 523.2834 509.4564 492.1114 -15.7210 -8.9008 -1.7946 5.3693 12.3607 18.9547 24.9396 30.1229 528.7339 536.4899 539.8590 538.7330 533.1479 523.2834 509.4564 492.1114

-19.3350 -11.0703 -2.2428 6.6995 15.2996 23.1276 29.8142 35.0776 Columns 33 through 36

451.2899 435.1375 417.8557 400.0000

484.2616 509.2386 513.9257 500.0000

484.2616 509.2386 513.9257 500.0000

34.3380 37.4494 39.3572 40.0000

471.8059 449.1925 424.9980 400.0000

34.3380 37.4494 39.3572 40.0000

471.8059 449.1925 424.9980 400.0000

38.7409 40.7391 41.1141 40.0000

P矩阵的每一行分别是八个未知量在Φ1等于36个分量下的值。整理表格如下：

按照上述分析结果输出图像：

输出F R23和F R32的图像，程序如下：plot(th1,p(1,:),'--')

ylabel('FR23,FR32/N');

xlabel('\theta1/rad');

输出F R4和F R4’的图像，程序如下：plot(th1,p(3,:),'--')

xlabel('\theta1/rad');

ylabel('FR4,FR4''/N');

输出F R12 x的图像，程序如下：plot(th1,p(4,:),'--')

ylabel('FR12x/N');

xlabel('\theta1/rad');

输出F R12 y的图像，程序如下：plot(th1,p(5,:),'--')

ylabel('FR12y/N');

xlabel('\theta1/rad');

输出F R41X的图像，程序如下：plot(th1,p(6,:),'--')

xlabel('\theta1/rad');

ylabel('FR41x/N');

输出F R41Y的图像，程序如下：plot(th1,p(7,:),'--')

xlabel('\theta1/rad');

ylabel('FR41y/N');

输出Mb的图像，程序如下：plot(th1,p(8,:),'--')

xlabel('\theta1/rad');

ylabel('Mb/N*m');

哈工大机械原理大作业 凸轮机构设计 题

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二 课程名称： 机械原理 设计题目： 凸轮机构设计 一．设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构， 1.运动规律（等加速等减速运动） 推程 0450≤≤? 推程 009045≤≤? 2.运动规律（等加速等减速运动） 回程 00200160≤≤? 回程 00240200≤≤? 三．推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds -φ 线图 采用VB 编程，其源程序及图像如下： 1.位移： Private Sub Command1_Click() Timer1.Enabled = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single

Dim s As Single, q As Single 'i作为静态变量，控制流程；s代表位移；q代表角度 Picture1.CurrentX = 0 Picture1.CurrentY = 0 i = i + 0.1 If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then

基于matlab的GUI设计——机械原理教学演示系统

机械原理教学演示系统——基于matlab的GUI设计 xxx 指导老师： 20年月日

目录 一、功能简介 (3) 二、总界面 (3) 三、凸轮模块 (4) 四、齿轮模块 (6) 五．参考书目 (6) 六．附录（部分程序源代码） (7)

一、功能简介 本系统能实现机械原理教学过程中凸轮模块与齿轮模块的设计与运动仿真，加深对机械原理课程学习的理解。 二、总界面 总界面标题设置：set(gcf,'name','机械原理教学演示系统 made by 翟鲁鑫'); 背景图片设置：ximg=imread('机械原理课本.jpg'); imshow(ximg); 背景声音播放：Fs=44100; [ywav,Fs]=wavread('夜的钢琴曲 - 六3.wav'); sound(ywav,Fs); 到各个模块：到凸轮模块 clc close(gcf); clear all

GUItulun 到齿轮模块 clc close(gcf); clear all GUIchilun 关闭系统：clc question='真的要退出吗？'; title='确认退出？'; button=questdlg(question,title,'是','否','是'); switch button case'是' clear all close case'否' return end 三、凸轮模块 设计要点： 1.背景声音设置方法同主界面

2.推程角、远休角、回程角之和不能大于360度的判别条件；基圆半径、滚子半径、行程不能为0的判别条件 sr0=get(handles.edit2,'string'); r0=str2num(sr0); if isequal(r0,0) errordlg('基圆半径不能为0,请重新输入','出错'); return end srr=get(handles.edit3,'string'); rr=str2num(srr); if isequal(rr,0) errordlg('滚子半径不能为0,请重新输入','出错'); return end sh=get(handles.edit4,'string'); h=str2num(sh); if isequal(h,0) errordlg('行程不能为0,请重新输入','出错'); return end n3=phi01+phi02+phi03; %推程角、远休止角与回程角的总和 if n3>360 errordlg('角度之和大于360，请重新输入','出错'); end 3.仿真程序。采用for 循环以及m(j)=getframe之前要先使用moviein函数Initialize movie frame memory，否则要提示错误 4.仿真之前要先清除绘图时留下的图像，命令如下cla(handles.axes1); 5.回主界面之前要先clear all，关闭音乐、清空global定义的全局变量，以防全局变量影响下一程序 6.图像保存。绘制出的图像可以保存供以后查看。主要命令有uiputfile()、imwrite() [sfilename,sfilepath]=uiputfile({'*.jpg';'*.bmp';'*.tif';'*.*'},... '保存图像文件','unititled.jpg'); if ~isequal([sfilename,sfilepath],[0,0]) sfilefullname=[sfilepath ,sfilename]; h_tulun = getframe(handles.axes1); imwrite(h_tulun.cdata,sfilefullname); else msgbox('您按了取消，保存失败','保存失败','error'); end

机械原理大作业

机械原理大作业 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

机械原理大作业三 课程名称：机械原理 设计题目：齿轮传动设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间： 1、设计题目 机构运动简图 机械传动系统原始参数

2、传动比的分配计算 电动机转速min /745r n =，输出转速m in /1201r n =，min /1702r n =， min /2303r n ，带传动的最大传动比5.2max =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4m ax =d i 。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为5.2max =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比 令 4max 1==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 滑移齿轮传动的传动比为 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数： 35,18,39,14,43,111098765======z z z z z z ；它们的齿顶高系数1=* a h ，径向间 隙系数25.0=*c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 51'=。

机械原理大作业

Harbin Institute of Technology 机械原理大作业（一） 课程名称：机械原理 设计题目：连杆机构运动分析 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：

一、题目（13） 如图所示机构，已知各构件尺寸：Lab=150mm;Lbc=220mm;Lcd=250mm;Lad=300mm;Lef=60mm;Lbe=110mm;EF⊥BC。试研究各杆件长度变化对F点轨迹的影响。 二、机构运动分析数学模型 1.杆组拆分与坐标系选取 本机构通过杆组法拆分为： I级机构、II级杆组RRR两部分如下：

2.平面构件运动分析的数学模型 图3 平面运动构件（单杆）的运动分析 2.1数学模型 已知构件K 上的1N 点的位置1x P ,1y P ，速度为1x v ,1Y v ，加速度为1 x a ，1y a 及过点的1N 点的线段12N N 的位置角θ，构件的角速度ω，角加速度ε，求构件上点2N 和任意指定点3N （位置参数13N N ＝2R ，213N N N ∠＝γ）的位置、 速度、加速度。 1N ，3N 点的位置为： 211cos x x P P R θ=+ 211sin y y P P R θ=+ 312cos()x x P P R θγ=++ 312sin()y y P P R θγ=++ 1N ，3N 点的速度，加速度为： 211211sin ()x x x y y v v R v P P ωθω=-=-- 211121sin (-) y y y x x v v R v P P ωθω=-=- 312131sin() () x x x y y v v R v P P ωθγω=-+=--312131cos()() y y y x x v v R v P P ωθγω=-+=-- 2 212121()()x x y y x x a a P P P P εω=---- 2 212121()() y y x x y y a a P P P P εω=+--- 2313131()()x x y y x x a a P P P P εω=---- 23133(1)(1) y y x x y y a a P P P P εω=+--- 2.2 运动分析子程序 根据上述表达式，编写用于计算构件上任意一点位置坐标、速度、加速度的子程序如下： 1>位置计算 function [s_Nx,s_Ny ] =s_crank(Ax,Ay,theta,phi,s) s_Nx=Ax+s*cos(theta+phi); s_Ny=Ay+s*sin(theta+phi); end 2>速度计算 function [ v_Nx,v_Ny ] =v_crank(s,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) v_Nx=v_Ax-s*omiga.*sin(theta+phi); v_Ny=v_Ay+s*omiga.*cos(theta+phi); end 3>加速度计算 function [ a_Nx,a_Ny ]=a_crank(s,a_Ax,a_Ay,alph,omiga,theta,phi) a_Nx=a_Ax-alph.*s.*sin(theta+phi)-omiga.^2.*s.*cos(theta+phi);

机械原理大作业3 凸轮结构设计

机械原理大作业（二） 作业名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：丁刚陈明 设计时间： 哈尔滨工业大学机械设计

1.设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。 表一：凸轮机构原始参数 序号升程 （mm) 升程运动 角（o） 升程运动 规律 升程许用 压力角 （o） 回程运动 角（o） 回程运动 规律 回程许用 压力角 （o） 远休止角 （o） 近休止角 （o） 12 80 150 正弦加速 度30 100 正弦加速 度 60 60 50 2.凸轮推杆运动规律 (1)推杆升程运动方程 S=h[φ/Φ0-sin(2πφ/Φ0)]

V=hω1/Φ0[1-cos(2πφ/Φ0)] a=2πhω12sin(2πφ/Φ0)/Φ02 式中： h=150，Φ0=5π/6，0<=φ<=Φ0，ω1=1（为方便计算） (2)推杆回程运动方程 S=h[1-T/Φ1+sin(2πT/Φ1)/2π] V= -hω1/Φ1[1-cos(2πT/Φ1)] a= -2πhω12sin(2πT/Φ1)/Φ12 式中： h=150，Φ1=5π/9，7π/6<=φ<=31π/18，T=φ-7π/6 3.运动线图及凸轮线图 运动线图： 用Matlab编程所得源程序如下： t=0:pi/500:2*pi; w1=1;h=150; leng=length(t); for m=1:leng; if t(m)<=5*pi/6 S(m) = h*(t(m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/(2*pi)); v(m)=h*w1*(1-cos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)))/(5*pi/6); a(m)=2*h*w1*w1*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/((5*pi/6)*(5*pi/6)); % 求退程位移，速度，加速度 elseif t(m)<=7*pi/6 S(m)=h; v(m)=0; a(m)=0; % 求远休止位移，速度，加速度 elseif t(m)<=31*pi/18 T(m)=t(m)-21*pi/18; S(m)=h*(1-T(m)/(5*pi/9)+sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9))/(2*pi)); v(m)=-h/(5*pi/9)*(1-cos(2*pi*T(m)/(5*pi/9))); a(m)=-2*pi*h/(5*pi/9)^2*sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9)); % 求回程位移，速度，加速度

机械原理大作业

机械原理大作业 二、题目（平面机构的力分析） 在图示的正弦机构中,已知l AB =100 mm,h1=120 mm,h2 =80 mm,W1 =10 rad/s(常数)，滑块2和构件3的重量分别为G2 =40 N和G3 =100 N,质心S2 和S3 的位置如图所示，加于构件3上的生产阻力Fr=400 N，构件1的重力和惯性力略去不计。试用解析法求机构在Φ1=60°、150°、220°位置时各运动副反力和需加于构件1上的平衡力偶M 。 b Array 二、受力分析图

三、算法 (1)运动分析 AB l l =1 滑块2 22112112/,/s m w l a s m w l v c c == 滑块3 21113113/cos ,sin s m l w v m l s ??== 212 113/sin s m w l a ?-= (2)确定惯性力 N w l g G a m F c 2 1122212)/(== N w l g G a m F 121133313sin )/(?-== (3)受力分析 i F F i F F x R D R x R C R 43434343,=-= j F j F F R R R 232323-==

j F i F j F i F F R x R y R x R R 2121121212--=+= j F F F y R x R R 414141+= 取移动副为首解副 ① 取构件3为分离体，并对C 点取矩 由0=∑y F 得 1323F F F r R -= 由0=∑x F 得 C R D R F F 4343= 由 ∑=0C M 得 2112343/cos h l F F R D R ?= ②取构件2为分离体 由0=∑x F 得 11212cos ?R x R F F = 由0 =∑y F 得 1123212sin ?F F F R y R -= ③取构件1为分离体，并对A 点取矩 由0=∑x F 得 x R x R F F 1241= 由0 =∑ y F 得 y R y R F F 1241= 由0=A M 得 1132cos ?l F M R b = 四、根据算法编写Matlab 程序如下： %--------------已知条件---------------------------------- G2=40; G3=100; g=9.8; fai=0; l1=0.1; w1=10; Fr=400; h2=0.8; %--------分布计算，也可将所有变量放在一个矩阵中求解------------------- for i=1:37 a2=l1*(w1^2); a3=-l1*(w1^2)*sin(fai); F12=(G2/g)*a2;

机械原理作业集第2版参考答案(最新)

机械原理作业集（第2版） 参考答案 （注：由于作图误差，图解法的答案仅供参考） 第一章绪论 1-1~1-2略 第二章平面机构的结构分析 2-1 2-2 2-3 F=1 2-4 F=1 2-5 F=1 2-6 F=1 2-7 F=0机构不能运动。 2-8 F=1 2-9 F=1 2-10 F=1 2-11 F=2 2-12 F=1 2-13 F=1 2为原动件，为II级机构。 8为原动件，为III级机构。 2-14 F=1，III级机构。 2-15 F=1，II级机构。 2-16 F=1，II级机构。F=1，II级机构。 第三章平面机构的运动分析 3-1 3-2（1）转动中心、垂直导路方向的无穷远处、通过接触点的公法线上（2）P ad

（3）铰链，矢量方程可解；作组成组成移动副的两活动构件上重合点的运动分析时，如果铰链点不在导路上 （4） 、 （5）相等 （6） 同一构件上任意三点构成的图形与速度图（或加速度图）中代表该三点绝对速度（或加速度）的矢量端点构成的图形， 一致 ；已知某构件上两点的速度，可方便求出第三点的速度。 （7）由于牵连构件的运动为转动，使得相对速度的方向不断变化。 3-3 16 1336133 1P P P P =ωω 3-4 略 3-5（1）080m /s C v .=（2）0.72m /s E v = （3） ?=26°、227° 3-6~3-9 略 3-10（a ）、（b ）存在， （c ）、（d ）不存在。 3-11~3-16 略 3-17 第四章 平面机构的力分析、摩擦及机械的效率 4-1 4-2 4-3 )sin )(( 2 11212 l l l l l l f f V ++ +=θ 4-4 F =1430N 4-5~4-9略 2 32/95.110 s m v -==ωB v JI v

哈工大机械原理大作业_凸轮机构设计(第3题)

机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮设计 院系：机电学院 班级： 1208103 完成者： xxxxxxx 学号： 11208103xx 指导教师：林琳 设计时间： 2014.5.2

工业大学 凸轮设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮。 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤ ≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，6 50π =Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得： ??? ?? ???? ??-=512sin 215650?ππ?S ；

?? ? ?????? ??-= 512cos 1601ππωv ； ?? ? ??= 512sin 1442 1?π ωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（ π?π ≤≤6 5） mm h s 50==； 0==a v ； 3、凸轮推杆回程运动方程（9 14π ?π≤≤） 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，9 5'0π= Φ，6 s π = Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得： ?? ? ???-+=)(59cos 125π?s ； ()π?ω--=59 sin 451v ； ()π?ω-=59 cos 81-a 21； 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（π?π 29 14≤≤） 0===a v s ； 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下： %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));

机械原理大作业

机械原理大作业三 课程名称: 机械原理 级: 者: 号: 指导教师: 设计时间: 1.2机械传动系统原始参数 设计题目： 系: 齿轮传动设计 1、设计题 目 1.1机构运动简图 - 11 7/7777777^77 3 UtH TH7T 8 'T "r 9 7TTTT 10 12 - 77777" 13 ///// u 2

电动机转速n 745r/min ,输出转速n01 12r/mi n , n02 17r /mi n , n°323r/min，带传动的最大传动比i pmax 2.5 ,滑移齿轮传动的最大传动比 i vmax 4，定轴齿轮传动的最大传动比i d max 4。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实 现。设带传动的传动比为i pmax 2.5，滑移齿轮的传动比为9、心、「3，定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比 i vi i vmax 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 滑移齿轮传动的传动比为 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、 7、8 9和10为角度变位齿轮，其齿数: Z5 11,Z6 43,Z7 14,Z8 39,Z9 18,乙。35 ；它们的齿顶高系数0 1，径向间隙

系数c 0.25，分度圆压力角200，实际中心距a' 51mm。 根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：Z11 z13 13，乙 2 z14 24。它们的齿顶高系数d 1，径向间隙系数c 0.25，分度圆压力角200,实际中心距 a' 46mm。圆锥齿轮15和16选择为标准齿轮令13,乙 6 24，齿顶高系数 h a 1，径向间隙系数c 0.20，分度圆压力角为200（等于啮合角’）。 4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算 4.1滑移齿轮5和齿轮6

机械原理课程设计Matlab编程

/*Matlab程序*/ l1 = 59.1000; l2 = 263.9000; l3=120; l4=266.83; l5=180; l6=45; x2=170; y2=132.7289; w1=9.4248; N=42:10:402; ay=119:10:479 a=2*l1*l3*sin(N/180*pi); b=2*l3*(l1*cos(N/180*pi)-l4); c=l2^2-l1^2-l3^2-l4^2+2*l1*l4*cos(N/180*pi); jiao3=2*atan((a- sqrt(a.^2+b.^2-c.^2))./ (b-c))/pi*180+77 g=2*l1*l2*sin(N/180*pi); h=2*l2*(l1*cos(N/180*pi)-l4); m=l1^2+l2^2+l4^2-l3^2-2*l1*l4*cos(N/180*pi); jiao2=2*atan((g- sqrt(g.^2+h.^2-m.^2))./ (h-m))/pi*180+77 lof=-sqrt(l6^2-x2^2-l5^2+2*l5*x2*cos((180+jiao3)/180*pi)+l5^2*sin(j iao3/180*pi).^2)+y2-l5* sin((180+jiao3)/180*pi)

j12=N-(jiao2-77); j32=jiao3-jiao2; j13=(N-(jiao3-77)); j23=(jiao2-jiao3); w3=(w1*l1*sin(j12/180*pi))./ (l3*sin(j32/180*pi)) w2=(-1*w1*l1*sin(j13/180*pi))./(l2*sin(j23/180*pi)) a3=(w1^2*l1*cos(j12/180*pi)+w2.^2*l2-(w3.^2).*(l3*cos(j32/180*pi)) )./ (l3*sin(j32/180*pi)) a2=(-w1^2*l1*cos(j13/180*pi)-(w2.^2).*(l2*cos(j23/180*pi))+l3*w3.^ 2)./ (l3*sin(j23/180*pi)) jiao4=acos((x2-l5*cos((180+jiao3)/180*pi))/l6)/pi*180 w4=((-l5*sin((pi+jiao3)/180*pi)).*w3)./ (l6*sin(jiao4/180*pi)) vof=((l5*sin((180+jiao3-jiao4)/180*pi)).*w3).* sin(jiao4/180*pi) aof=(l6*w4.^2+(l5*w3.^2).*(cos((180+jiao3-jiao4)/180*pi))+l5*a3.*si n((180+jiao3-jiao4)/180*pi))./sin(jiao4/180*pi) 作图程序： /*F点的位移*/ plot(N+77,lof,'-xk') xlabel('AB杆的角度'),ylabel('F点的位移/(mm)') title('F点的位移曲线图') text(100, 171.3339,'初始值= 171.3339')

机械原理第一次作业

1、在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角γmin可能出现在曲柄与机架两个共线位 置之一处。对 2、摆动导杆机构不存在急回特性。错 3、凡曲柄摇杆机构，极位夹角θ必不等于0，故它总具有急回特征。错 4、在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。错 5、图示铰链四杆机构ABCD中，可变长度的a杆在某种合适的长度下，它能获得曲柄摇杆机构。错 6、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。对 7、任何平面四杆机构出现死点时，都是不利的，因此应设法避免。错 8、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。对 9、在铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长关系必须满足：最短杆与最长杆杆长之和大于其它 两杆杆长之和。错 10、铰链四杆机构是由平面低副组成的四杆机构。对 11、平面连杆机构中，从动件同连杆两次共线的位置，出现最小传动角。错 12、任何一种曲柄滑块机构，当曲柄为原动件时，它的行程速比系数K=1。错 13、在单缸内燃机中若不计运动副的摩擦，则活塞在任何位置均可驱动曲柄。错 14、曲柄摇杆机构只能将回转运动转换为往复摆动。错 15、转动导杆机构中不论取曲柄或导杆为原动件,机构均无死点位置。对 16、增大构件的惯性，是机构通过死点位置的唯一办法。错 17、当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点” 位置。对 18、在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构无死点位置；而取导杆为原动件时，则机构有两 个死点位置。对 19、平面四杆机构的传动角在机构运动过程中是时刻变化的，为保证机构的动力性能，应限制其最小 值γmin不小于某一许用值[γ ]。对 20、偏置曲柄滑块机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角γmin能出现在曲柄与滑块的导路相平 行的位置。错 21、当机构的自由度F>0，且原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。b. 等于 22、铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄是最短构件。b. 不一定 23、当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角_______。c. 为90o 24、连杆机构行程速比系数是指从动杆反、正行程。 C. 平均速度的比值 25、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件，且共线时，其传动角为最小值。 c. 曲柄与机架 26、对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角为。b. 90° 27、设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使。正确答案是：传动角大一些，压力角小一些

机械原理课程设计matlab程序及成果图

Wjr_main.m %1.输入已知数据 clear; l2=0.1605;%AB的长度单位m l4=0.6914;%CD的长度单位m l5=0.2074;%DE的长度单位m l1=0.370;%AC的长度单位m l1p=0.6572;%CF的长度单位m omg2=8.378; af2=0; hd=pi/180; du=180/pi; %2.调用子函数abc.m计算牛头刨机构位移，角速度，角加速度for n1=1:689; tt2(n1)=-0.4488+(n1-1)*hd; ll=[l2,l4,l5,l1,l1p]; [tt,omg,af]=abc(tt2(n1),omg2,af2,ll); s4(n1)=tt(1); tt4(n1)=tt(2); tt5(n1)=tt(3); sE(n1)=tt(4);

v34(n1)=omg(1); omg4(n1)=omg(2); omg5(n1)=omg(3); vE(n1)=omg(4); a3(n1)=af(1); af4(n1)=af(2); af5(n1)=af(3); aE(n1)=af(4); end %3.位移，角速度，角加速度 figure(1); n1=1:689; t=(n1-1)*pi/180; subplot(2,2,1); %绘角位移及位移线图plot(t,tt4*du,'r-.'); grid on; hold on; axis auto; [haxes,hline1,hine2]=plotyy(t,tt5*du,t,sE);

grid on; hold on; xlabel('时间/份'); axes(haxes(1)); ylabel('角位移/\circ'); axes(haxes(2)); ylabel('位移/m'); hold on; grid on; text(1.15,-0.65,'tt_4'); text(3.4,0.27,'tt_5'); text(2.25,-0.15,'s_E'); subplot(2,2,2); %绘角速度及速度线图plot(t,omg4,'r-.'); grid on; hold on; axis auto; [haxes,hline1,hline2]=plotyy(t,omg5,t,vE); grid on; hold on; xlabel('时间/份') axes(haxes(1));

石油大学“2020.12机械原理第一次在线作业

第1题机械是机器和( )的总称 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：绪论 第2题将其他形式的能量转换为机械能的机器称为（） 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：绪论 第3题构件和零件是两个不同的概念：构件是运动单元；零件是制造单元；机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由几个零件装配成的（）结构。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：绪论 第4题设计新机构时，首先应判断所设计机构运动的可能性及其具有（）运动的条件。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第5题由两个构件直接接触而组成的（）的联接称为运动副。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第6题空间两构件在未构成运动副之前，共有（）个相对运动的自由度。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析

第7题当构成运动副之后，空间两构件之间的相对运动将受到约束，其数目最少为1，而最多为（）。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第8题复合铰链即两个以上的构件在同一处构成的多个转动副。若复合铰链由m个构件组成，则其运动副的数目为（）个。 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第9题局部自由度是指有些机构中某些构件所产生的（）其他构件的局部运动的自由度。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第10题虚约束是指机构中某些运动副带入的对机构运动起（）作用的约束。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第11题虚约束虽对机构的运动并（）约束作用，但会导致机构自由度的计算结果与机构的实际自由度不相符。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第12题为了便于对含有高副的平面机构进行分析研究，可以将机构中的高副根据一定的条件虚拟的以低副加以代替，这种代替的方法就叫做（）。

哈工大机械原理大作业

连杆的运动的分析 一．连杆运动分析题目 图1-13 连杆机构简图 二．机构的结构分析及基本杆组划分 1.。结构分析与自由度计算 机构各构件都在同一平面内活动，活动构件数n=5, PL=7,分布在A、B、C、E、F。没有高副，则机构的自由度为 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1 2．基本杆组划分 图1-13中1为原动件，先移除，之后按拆杆组法进行拆分，即可得到由杆3和滑块2组成的RPR II级杆组，杆4和滑块5组成的RRP II级杆组。机构分解图如下：

图二 图一 图三 三．各基本杆组的运动分析数学模型 图一为一级杆组， ? c o s l A B x B =， ? sin lAB y B = 图二为RPR II 杆组， C B C B j j B E j B E y y B x x A A B S l C E y x S l C E x x -=-==-+=-+=0000 )/a r c t a n (s i n )(c o s )(?? ? 由此可求得E 点坐标，进而求得F 点坐标。 图三为RRP II 级杆组， B i i E F i E F y H H A l E F A l E F y y l E F x x --==+=+=111)/a r c s i n (s i n c o s ??? 对其求一阶导数为速度，求二阶导数为加速度。

lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0; yC=-350; A0=xB-xC; B0=yB-yC; S=sqrt(A0.^2+B0.^2); zj=atan(B0/A0); xE=xB+(lCE-S)*cos(zj); yE=yB+(lCE-S)*sin(zj); a=0:0.0001:20/255; Xe=subs(xE,t,a); Ye=subs(yE,t,a); A1=H-H1-yB; zi=asin(A1/lEF); xF=xE+lEF*cos(zi); vF=diff(xF,t); aF=diff(xF,t,2); m=0:0.001:120/255; xF=subs(xF,t,m); vF=subs(vF,t,m); aF=subs(aF,t,m); plot(m,xF) title('位移随时间变化图像') xlabel('t(s)'),ylabel(' x') lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0;

哈工大机械原理大作业二凸轮机构设计(29)

设计说明书 1 设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见下表，据此设计该凸轮机构。 2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图 2.1凸轮运动理论分析 推程运动方程： 01cos 2h s π?????=-?? ?Φ???? 1 00sin 2h v πωπ??? = ?ΦΦ?? 22 12 00cos 2h a πωπ???= ?ΦΦ?? 回程运动方程： ()0' 1s s h ?-Φ+Φ?? =- ??Φ ? ? 1'0 h v ω=- Φ 0a = 2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB 程序 pi= 3.1415926; c=pi/180; h=140; f0=120; fs=45; f01=90; fs1=105; %升程 f=0:1:360; for n=0:f0

s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1))); v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1)); a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1)); end %远休程 for n=f0:f0+fs s(n+1)=140; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end %回程 for n=f0+fs:f0+fs+f01 s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01); v(n+1)=-h/(f01*c); a(n+1)=0; end %近休程 for n=f0+fs+f01:360; s(n+1)=0; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end figure(1);plot(f,s,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图') figure(2);plot(f,v,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/(mm/s)');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/(mm/s2');grid on;title('推杆加速度线图') 2.3位移、速度、加速度线图

西南交通大学机械原理B基础作业及答案

机械原理B线下作业 第一次作业 一、判断题(判断正误，共2道小题) 1. 机构是具有确定运动的运动链 正确答案：说法正确 2. 平面四杆机构的曲柄存在条件为最长杆与最短杆的杆长之和不大于其余两杆长之和 正确答案：说法错误 二、主观题(共7道小题) 3. 齿轮的定传动比传动条件是什么？ 答：不论两齿廓在何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线必须与两齿轮的连心线相交于一固定点。 4. 计算图7－2所示大减速比减速器的传动比。 答：将轮系分为两个周转轮系 ①齿轮A、B、E和系杆C组成的行星轮系；②齿轮A、E、F、G和系杆C组成的差动轮系。 因为，所以 将代入上式，最后得 5. 图7－4中，，为轮系的输入运动，C为轮系的运动输出构件。已知确定转速的大小和转向。 答：该轮系是由定轴轮系（１-２）和周转轮系（2-3-4-4’-5）组成的混合轮系。

对定轴轮系（１-２），有即 对周转轮系（2-3-4-4’-5），有 将，，代入上式，最后得，其中“-”表示齿轮5的转向与相同，方向“↓”，如下图所示。 6. 在图8－3中凸轮为半径为R的圆盘，凸轮为主动件。 （1）写出机构的压力角α与凸轮从图示位置转过的角度δ之间的关系； （2）讨论如果a ≥[a]，应采用什么改进设计的措施？ 答：当凸轮转动任意角时，其压力角a如下图所示。由图中几何关系有 所以机构的压力角 a与凸轮转角之间的关系为 （1）如果，则应减小偏距e，增大圆盘半径R和滚子半径r r。

（2） 7. 机械系统的等效驱动力矩和等效阻力矩的变化如图9-2所示。等效构件的平均角速度为。求该系统的最大盈亏功。 答：由下图中的几何关系可以求出各个盈、亏功的值如下其中“+”表示盈功，“—”表示亏功。 画出示功图，如下图(b)，先画出一条水平线，从点a开始，盈功向上画,亏功向下画。示功图中的最低点对应， 最高点对应。图 (b)可以看出，点b最高，则在该点系统的角速度最大；点c最低，系统的角速度最小。则 的积分下限和上限应为下图(a)中的点b和点c。 8. 在下列情况下选择机构的传动方案

机械原理大作业

机械原理大作业 课程名称：机械原理 设计题目：连杆机构运动分析 院系：机械工程院 班级： xxxx 学号： xxxxx 设计者： xx 设计时间：2016年6月

一、题目 1-12：所示的六连杆机构中，各构件尺寸分别为：lAB =200mm，lBC=500mm，lCD=800mm，xF=400mm，xD=350mm，yD=350mm，w1=100rad/s，求构件5上的F点的位移、速度和加速度。 二、数学模型 1.建立直角坐标系 以F点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y,如下图所示。

2.机构结构分析 该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、3）、II级杆组PRP （杆5、滑块4）组成。 3.各基本杆组运动分析 1.I级杆组RR（原动件AB） 已知原动件AB的转角

φ＝0－2Π 原动件AB的角速度 w=10rad/s 原动件AB的角加速度 α=0 运动副A的位置 xA=-400,yA=0 运动副A的速度 vA=0,vA=0 运动副A的加速度 aA=0,aA=0 可得： xB=xA+lAB*cos(φ) yB=yA+lAB*sin(φ) 速度和加速度分析： vxB=vxA-wl*AB*sin(Φ) vyB=vyA+w*lAB*sin(φ) axB=axA-w2*lAB*cos(φ)-e*lAB*sin(φ) ayB=ayA-w2*lAB*sin(φ)+e*lAB*cos(φ)

2.II级杆组RRR（杆2、3） 杆2的角位置、角速度、角加速度 lBC=500mm，lCD=800mm，xD=350mm，yD=350mm， ψ2=arctan﹛[Bo+﹙Ao2+Bo2-Co2﹚?]／﹙Ao+Bo﹚﹜ ψ3=arctan[﹙yC-yD)／(xC-xD)] Ao=2*LBC(xD-xB) Bo=2*LBC(yD-yB) lBD2=(xD-xB)2+(yD-yB)2 Co=lBC2+lBD2-lCD2 xC=xB+lBC*cos(ψ2) yC=xB+lBC*sin(ψ2) 求导可得C点的角速度和角加速度。

机械原理matlab分析大作业3-28

机械原理 第一题： 求C点的位移、速度及加速度。 由封闭形ABCDEA与AEFA得： L6+L4+L3 =L1+L2 L1’=L6+L4’ （1）位置分析 机构的封闭矢量方程式写成在两坐标上的投影表达式： 由以上方程求出θ2 、θ3 、θ4 、L1’ 1.主程序：

%输入已知数据 l2=60; l3=35; l4=75; l5=50; l6=40; l7=70; hd=pi/180; du=180/pi; omega1=10; alpha1=0; %调用子函数计算角位移,角速度及角加速度 for n1=1:66 %曲柄转角范围 theta1(n1)=(n1-1)*hd; ll=[l2,l3,l4,l5,l6,l7]; [theta,omega,alpha]=six_bar(theta1(n1),omega1,ll); l1(n1)=theta(1); theta2(n1)=theta(2); theta4(n1)=theta(3); theta3(n1)=theta(4); v1(n1)=omega(1); omega2(n1)=omega(2); omega3(n1)=omega(3); omega4(n1)=omega(4); a1(n1)=alpha(1); alpha2(n1)=alpha(2); alpha3(n1)=alpha(3); alpha4(n1)=alpha(4); e nd %图像输出 figure(1); n1=1:66; t=(n1-1)*2*pi/360; subplot(2,2,1); %滑块F线位移L1图像输出 plot(theta1*du,l1,'k'); title('L1线位移图'); xlabel('角位移\theta_1/\circ') ylabel('线位移/mm') grid on;