机械原理大作业
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大作业(二)凸轮机构设计题号: 6班级:姓名:学号:同组者:成绩:完成时间:目录一凸轮机构题目要求 (1)二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (2)三计算程序 (3)四运算结果及凸轮机构图 (9)4.1 第一组(A组)机构图及计算结果 (9)4.2 第二组(B组)机构图及计算结果 (14)4.3 第三组(C组)机构图及计算结果 (19)五心得体会 (24)第一组(A组) (24)第二组(B组) (24)第三组(C组) (24)六参考资料 (25)附录程序框图 (26)一凸轮机构题目要求(摆动滚子推杆盘形凸轮机构)题目要求:试用计算机辅助设计完成下列偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构或摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计,已知数据如下各表所示。
凸轮沿逆时针方向作匀速转动。
表一摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数题号初选的基圆半径R0/mm机架长度Loa/mm摆杆长度Lab/mm滚子半径Rr/mm推杆摆角φ许用压力角许用最小曲率半径[ρamin][α1] [α2]A 15 60 55 10 24°35°70°0.3RrB 20 70 65 14 26°40°70°0.3RrC 22 72 68 18 28°45°65°0.35Rr 要求:1)凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值2)推程和回程的最大压力角,及凸轮对应的转角3)凸轮实际轮廓曲线的最小曲率4)半径及相应凸轮转角5)基圆半径6)绘制凸轮理论廓线和实际廓线7)计算点数:N:72~120推杆运动规律:1)推程运动规律:等加速等减速运动2)回程运动规律:余弦加速度运动二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程1)推程:1,运动规律:等加速等减速运动;2,轮廓线方程:A:等加速推程段设定推程加速段边界条件为: 在始点处 δ=0,s=0,v=0。
在终点处 h /2 s ,2/==δοδ。
整理得:⎪⎩⎪⎨⎧===^2^2/*h *4a ^2/**h *4v ^2^2/*h *2s δοωδοδωδοδ( 注意:δ的变化范围为0~δ0/2。
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:机电学院班级: 1208105分析者:殷琪学号:指导教师:丁刚设计时间:哈尔滨工业大学设计说明书1 、题目如图所示机构,一只机构各构件的尺寸为AB=100mm,BC=4.28AB,CE=4.86AB,BE=8.4AB,CD=2.14AB,AD=4.55AB,AF=7AB,DF=3.32AB,∠BCE=139?。
构件1的角速度为ω1=10rad/s,试求构件2上点E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、机构结构分析该机构由6个构件组成,4和5之间通过移动副连接,其他各构件之间通过转动副连接,主动件为杆1,杆2、3、4、5为从动件,2和3组成Ⅱ级RRR基本杆组,4和5组成Ⅱ级RPR 基本杆组。
如图建立坐标系3、各基本杆组的运动分析数学模型1) 位置分析2) 速度和加速度分析 将上式对时间t 求导,可得速度方程:将上式对时间t 求导,可得加速度方程:RRR Ⅱ级杆组的运动分析如下图所示 当已知RRR 杆组中两杆长L BC 、L CD 和两外副B 、D 的位置和运动时,求内副C的位置、两杆的角位置、角运动以及E 点的运动。
1) 位置方程由移项消去j ϕ后可求得i ϕ:式中,可求得j ϕ:E 点坐标方程:其中2) 速度方程两杆角速度方程为式中,点E 速度方程为3) 加速度方程两杆角加速度为式中,点E 加速度方程为RPR Ⅱ级杆组的运动分析(1) 位移方程(2)速度方程其中(3)加速度方程4、 计算编程利用MATLAB 软件进行编程,程序如下:% 点B 和AB 杆运动状态分析>>r=pi/180;w 1=10;e 1=0;l 1=100;Xa=0;Ya=0;Vax=0;Vay=0;aax=0;aay=0;f1=0:1: 360;% B 点位置Xb=Xa+l1*cos(r*f1);Yb=Ya+l1*sin(r*f1);% B点速度Vbx=Vax-w1*l1*sin(r*f1);Vby=Vay+w1*l1*cos(r*f1);% B点加速度abx=aax-l1*w1.^2.*cos(r*f1);aby=aay-l1*w1.^2.*sin(r*f1);% RRR2级杆组运动分析% 输入D点参数l2=428;l3=214;Xd=455;Yd=0;Vdx=0;Vdy=0;adx=0;ady=0;% 计算E点、2杆、3杆运动参数lbe=840;lce=486;a0=2*l2*(Xd-Xb);b0=2*l2*(Yd-Yb);c0=l2^2+(Xb-Xd).^2+(Yb-Yd).^2-l3^2;f2=2*atan((b0+sqrt(a0.^2+b0.^2-c0.^2))./(a0+c0)); % C点位置Xc=Xb+l2*cos(f2);Yc=Yb+l2*sin(f2);% 2杆、3杆运动参数计算dX=Xc-Xd;dY=Yc-Yd;for n=1:length(dX)if dX(n)>0&dY(n)>=0f3(n)=atan(dY(n)/dX(n));elseif dX(n)==0&dY(n)>0f3(n)=pi/2;elseif dX(n)<0&dY(n)>=0f3(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n));elseif dX(n)<0&dY(n)<0f3(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n));elseif dX(n)==0&dY(n)<0f3(n)=1.5*pi;elseif dX(n)>0&dY(n)<0f3(n)=2*pi+atan(dY(n)/dX(n));endendC2=l2*cos(f2);C3=l3*cos(f3);S2=l2*sin(f2);S3=l3*sin(f3);G1=C2.*S3-C3.*S2;w2=(C3.*(Vdx-Vbx)+S3.*(Vdy-Vby))./G1;w3=(C2.*(Vdx-Vbx)+S2.*(Vdy-Vby))./G1;G2=adx-abx+(w2.^2).*C2-(w3.^2).*C3;G3=ady-aby+(w2.^2).*S2-(w3.^2).*S3;e2=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;% E点位置w=acos((l2^2+lbe^2-lce^2)/(2*l2*lbe));Xe=Xb+lbe*cos(f2-w);Ye=Yb+lbe*sin(f2-w);Vex=Vbx-lbe*w2.*sin(f2-w);Vey=Vby+lbe*w2.*cos(f2-w);aex=abx-lbe*(e2.*sin(f2-w)+w2.^2.*cos(f2-w));aey=aby+lbe*(e2.*cos(f2-w)-w2.^2.*sin(f2-w));% 计算杆5运动参数Xf=646.2912088;Yf=-268.9008617;l5=sqrt((Xe-Xf).^2+(Ye-Yf).^2);dX=Xe-Xf;dY=Ye-Yf;for n=1:length(dX)if dX(n)>0&dY(n)>=0f5(n)=atan(dY(n)/dX(n));elseif dX(n)==0&dY(n)>0f5(n)=pi/2;elseif dX(n)<0&dY(n)>=0f5(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n));elseif dX(n)<0&dY(n)<0f5(n)=pi+atan(dY(n)/dX(n));elseif dX(n)==0&dY(n)<0f5(n)=1.5*pi;elseif dX(n)>0&dY(n)<0f5(n)=2*pi+atan(dY(n)/dX(n));endendw5=(-Vex.*sin(f5)+Vey.*cos(f5))./l5;a5=(-aex.*sin(f5)+aey.*cos(f5))./l5;% 画出各参数曲线figure(1);plot(Xe,Ye,'k');xlabel('Xe/\mm');ylabel('Ye/mm');grid on;title('E点位置');figure(2);plot(f1,f5,'k');xlabel('f/\circ');ylabel('f5/\circ');grid on;title('5杆角位移');figure(3);plot(f1,w5,'k');xlabel('f/\circ');ylabel('w5/rad/s');grid on;title('5杆角速度');figure(4);plot(f1,a5,'k');xlabel('f/\circ');ylabel('a5/rad/s2');gridon;title('5杆角加速度');Warning: Unable to interpret TeX string "Xe/\mm"5、计算结果图一:E点的运动轨迹图二:5杆角位移图三:5杆角速度图四:5杆角加速度6、计算结果分析由E点位置图像可看出,构件4做周期往复运动,由图二、三、四可看出,构件5的角位移、角速度、角加速度均成周期性变化。
机原大作业题3-23班级:学号:姓名:指导老师:题目3-23 在图示机构中,已知原动件1以等角速度w1=10rad/s 逆时针转动,l AB =100mm , l BC =300mm ,e=30mm 。
试用复数矢量法求构件2的转角θ2、角速度w2和角加速度α2,构件3的速度v 3和加速度a 3。
(1)建立封闭矢量多边形L1+L2=L4+e (a) L1e iθ1+L2e iθ2=L4 (b)=>{L1cosθ1+L2cosθ2=L4L1sinθ1+L2sinθ2=e(c)联立可得L4=[l 22−(e −l 1sinθ1)2]1/2+l 1cosθ1 (d )θ2=arctan [e−l 1cosθ1l4−l 1cosθ1] (e)(2)速度分析将试(b)对时间t 求导,可得il 1w 1e iθ1+il 2w 2e iθ2=l 4(f) 将上式虚部和实部分开,并联解可得 l 4=v 3=−[w 1l 1sin (θ1−θ2)]/cosθ2 w 2=−l 1cosθ1l 2sinθ2w 1(3)加速度分析将式(f)对时间进行求导,可得-l1w12e iθ1+il2w2e iθ1−l2w22e iθ2=l4将上式虚部和实部分开,并联解可得w2=α2=−(w12l1sinθ1+w22l2sinθ2)/(l2cosθ2)l4=a3=[−w12l1cos(θ1−θ2)+w22l2]/ cosθ2(4)程序代码(c语言)#include<stdio.h>#include<math.h>#define pi 0.1745329#define pai 3.1415926int main(){double w1=10,l1=0.1,l2=0.3,e=0.03,j1=0,j2,w2,a2,v3,a3,l4;double j2hudu;FILE *fp;fp=fopen("d:\\jiyuandazuoye.txt","w");int i;for(i=0;i<=180;i++){l4=sqrt(fabs(l2*l2-((e-l1*sin(j1*pi))*(e-l1*sin(j1*pi)))))+l1*cos(j1*pi);j2hudu=atan((e-l1*cos(j1*pi))/(l4-l1*cos(j1*pi)));j2=pai*j2hudu;v3=-(w1*l1*sin((j1*pi-j2hudu))/cos(j2hudu));w2=-(l1*w1*cos(j1*pi))/(l2*sin(j2hudu));a2=-(w1*w1*l1*sin(j1*pi)+w2*w2*l2*sin(j2hudu))/(l2*cos(j2hudu));a3=(-w1*w1*l1*cos(pi*j1-j2hudu)+w2*w2*l2)/cos(j2hudu);fprintf(fp,"j1=%.3f l4=%.3f j2=%.3f w2=%.3f a2=%.3f v3=%.3f a3=%.3f\n",j1,l4,j2,w2,a2,v3,a3);j1+=2;}fclose(fp);return 0;}(5)图像。
Harbin Institute of Technology机械原理大作业3课程名称:机械原理设计题目:齿轮传动设计哈尔滨工业大学一、设计题目:如下图一个机械传动系统,运动运动由电动机1输入,经过机械传动系变速后由圆锥齿轮16输出三种不同转速。
选择一组传动系统的原始参数,据此设计该传动系统。
序号电机转速〔r/min〕输出轴转速〔r/min〕带传动最大传动比滑移齿轮传动定轴齿轮传动最大传动比模数圆柱齿轮圆锥齿轮一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比模数7 1450 17 23 30 ≤2.8 ≤4.5 2 ≤4.5 3 ≤4 3二、传动比的分配计算:电动机转速n=1450r/min,输出转速n1=17r/min,n2=23 r/min,n3=30 r/min,带传动的最大传动比=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比=4.5,圆柱齿轮传动的最大传动比=4.5,圆锥齿轮最大传动比=4。
根据传动系统的原始参数可知,传动系统的总传动比为:i1=1450/30=48.333i2=1450/23=63.043i3=1450/17=85.294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局部实现。
设带传动的传动比为ipmax =2.8,滑移齿轮的传动比为iv1,iv2和iv3,令iv3=ivmax=4.5,那么定轴的传动比为if =85.294/(4.5*2.8)=6.769,从而iv1=48.333/〔6.769*2.8〕=2.550,iv2=3.326。
定轴齿轮每对的传动比为id==1.89。
三、滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度:经过计算、比拟,确定出三对滑移齿轮的齿数,其分别为:z5=17,z6=44,z 7=14,z8=47,z9=11,z10=50。
变位系数确实定:x5=x6=0; x7≥ha*(17-14)/17=0.176,取x7=0.18,x8=-0.18;x9≥ha*(17-11)/17=0.353,取x9=0.36;x10=-0.36。
大作业(一)平面连杆机构的运动分析(题号:_10B_)学校:西北农林科技大学学院:机械与电子工程学院指导老师:***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。
b )表2 牛头刨床机构的尺寸参数(单位:mm )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错误!未找到引用源。
=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: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=+⎧⎨=+⎩4444*cos *sin d d x l y l θθ=⎧⎨=⎩3s =3sin b dx x s α-=33333)*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 dc dy y x x θ-=-5c s x =()ae AE =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:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----0cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 443344334433344333θθθθθθθθθθl l l l l s l s ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡'543'3s w w s =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-00cos sin 11111θθl l w (Ⅳ) 采用高斯消去法可求解(式Ⅳ)可解得角速度ω3,ω4;3.加速度分析把式Ⅳ对时间求导数得矩阵式:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----0cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 443344334433344333θθθθθθθθθθl l l l l s l s ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡''543''3s s αα = ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----------0sin sin 00cos cos 00sin sin cos cos 0cos cos sin sin 4443334443334443333'3334443333'333θθθθθθθθθθθθw l w l w l w l w l w s s w w l w s s w +⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--00sin cos 1111111θθw l w l w(式Ⅴ)采用高斯消去法可求解(式Ⅴ)可得角加速度43αα,三.程序流程图位置分析速度分析加速度分析四、计算源程序#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<math.h>#define PI 3.1415926 #define N 4#define E 0.0001 #define T 1000void Solutionangle(double [12],double ); /*迭代法求角位移*/void Solutionspeed(double [N][N],double [N],double [12],double ); /*角速度求解*/void Solutionacceleration(double [N][N],double [N][N],double [N],double [12]);/*角加速度求解*/void GaussianE(double [N][N],double [N],double [N]);/*高斯消去*/void FoundmatrixA(double [12],double [N][N]); //创建系数矩阵A void FoundmatrixB(double [12],double ,double [N]);//创建系数矩阵B void FoundmatrixDA(double [12],double [N][N]);//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDB(double [12],double ,double [N]);//创建矩阵DB//定义全局变量double l1=180,l3=960,l4=160,h=900,h1=460,h2=110,as1=1.0;//主函数void main(){int i,j;FILE *fp;double shuju[36][12];double psvalue[12],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],ang1;//建立文件,并制表头if((fp=fopen("shuju","w"))==NULL){printf("Cann't open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n L1 =%lf",l1);fprintf(fp,"\n s3 ang3 ang4 s5 "); fprintf(fp," s3' as3 as4 s5' "); fprintf(fp," s3'' aas3 aas4 s5'' \n");//计算数据并写入文件psvalue[0]=480;psvalue[1]=65*PI/180;psvalue[2]=10*PI/180;psvalue[3]=5 00;for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;Solutionangle(psvalue,ang1);FoundmatrixB(psvalue,ang1,b);FoundmatrixA(psvalue,a);Solutionspeed(a,b,psvalue,ang1);FoundmatrixDA(psvalue,da);FoundmatrixDB(psvalue,ang1,db);Solutionacceleration(a,da,db,psvalue);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*180/PI;for(j=0;j<12;j++){shuju[i][j]=psvalue[j];}fprintf(fp,"\n");for(j=0;j<12;j++)fprintf(fp,"%12.3f ",shuju[i][j]);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*PI/180;for(j=0;j<4;j++)psvalue[j]+=psvalue[j+4];}fclose(fp);//输出数据for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;printf("\n输出ang1=%d时的求解\n",i*10);printf("angle angspeed angacceleration :\n"); for(j=0;j<4;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=4;j<8;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=8;j<12;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");}}/*矢量法求角位移*/void Solutionangle(double value[12],double ang1){double ae,s3,ang3,ang4,s5,t=0;s3=value[0];ang3=value[1];ang4=value[2];s5=value[3];double xb,yb,xd,yd,xc,yc;while(t<T){xb=h2+l1*cos(ang1); yb=h1+l1*sin(ang1);xd=l4*cos(ang4); yd=l4*sin(ang4);s3=sqrt((xd-xb)*(xd-xb)+(yd-yb)*(yd-yb));xc=xd+l3*(xb-xd)/s3;yc=yd+l3*(yb-yd)/s3;ang3=atan2(yc-yd,xc-xd);s5=xc;ae=sqrt(h1*h1+h2*h2);if(fabs(yc-h)<E)return;elseang4=atan((yd-yc+h)/(l4*cos(ang4)));value[0]=s3;value[1]=ang3;value[2]=ang4;value[3]=s5;while(value[1]>2*PI)value[1]-=2*PI;while(value[1]<0)value[1]+=2*PI;while(value[2]>PI)value[2]-=2*PI;while(value[2]<-PI)value[2]+=2*PI;t+=1;if(t>=T){printf("%f 迭代失败.\n",ang1*180/PI);exit(0);}}}/*角速度求解*/void Solutionspeed(double a2[N][N],double b2[N],double value[12],double ang1){double p2[N];GaussianE(a2,b2,p2);value[4]=p2[0];value[5]=p2[1];value[6]=p2[2];value[7]=p2[3];}/*角加速度求解*/void Solutionacceleration(double a3[N][N],double da3[N][N],doubledb3[N],double value[12]){int i,j;double bk[N]={0};double p3[N];for(i=0;i<N;i++){for(j=0;j<N;j++){bk[i]+=-da3[i][j]*value[4+j];}bk[i]+=db3[i]*as1;}GaussianE(a3,bk,p3);value[8]=p3[0];value[9]=p3[1];value[10]=p3[2];value[11]=p3[3];}/*高斯消去法解矩阵方程*/void GaussianE(double a4[N][N],double b4[N],double p4[N]) {int i,j,k;double a4g[N][N],b4g[N],t;for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<N;j++)a4g[i][j]=a4[i][j];for(i=0;i<N;i++)b4g[i]=b4[i];//施主对角线上的值尽可能大if(a4g[0][0]<a4g[1][0] && a4g[0][1]>a4g[1][1]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[0][j];a4g[0][j]=a4g[1][j];a4g[1][j]=t;}t=b4g[0];b4g[0]=b4g[1];b4g[1]=t;}if(a4g[2][2]<a4g[3][2] && a4g[2][3]>a4g[3][3]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[2][j];a4g[2][j]=a4g[3][j];a4g[3][j]=t;}t=b4g[2];b4g[2]=b4g[1];b4g[3]=t;}//初等行变换for(j=0;j<N;j++)for(i=0;i<N;i++){if(i!=j){for(k=0;k<N;k++)if(k!=j){a4g[i][k]-=a4g[i][j]/a4g[j][j]*a4g[j][k];}b4g[i]-=b4g[j]*a4g[i][j]/a4g[j][j];a4g[i][j]=0;}}for(i=0;i<N;i++)b4g[i]/=a4g[i][i];p4[0]=b4g[0];p4[1]=b4g[1];p4[2]=b4g[2];p4[3]=b4g[3];}//创建系数矩阵Avoid FoundmatrixA(double value5[12],double a5[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5;s3=value5[0];ang3=value5[1];ang4=value5[2];s5=value5[3];a5[0][0]=cos(ang3);a5[0][1]=-s3*sin(ang3);a5[0][2]=-l4*sin(ang4);a5[1][0]=sin(ang3);a5[1][1]=s3*cos(ang3);a5[1][2]=l4*cos(ang4);a5[2][1]=-l3*sin(ang3);a5[2][2]=-l4*sin(ang4);a5[2][3]=-1;a5[3][1]=l3*cos(ang3);a5[3][2]=l4*cos(ang4);a5[0][3]=a5[1][3]=a5[2][0]=a5[3][0]=a5[3][3]=0;}//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixB(double value6[12],double ang1,double b6[N]){b6[0]=-l1*sin(ang1)*as1;b6[1]=l1*cos(ang1)*as1;b6[2]=b6[3]=0;}//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDA(double value7[12],double da7[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5,s3g,as3,as4,s5g;s3=value7[0];ang3=value7[1];ang4=value7[2];s5=value7[3];s3g=value7[4];as3=value7[5];as4=value7[6];s5g=value7[7];da7[0][0]=-as3*sin(ang3); da7[0][1]=-s3g*sin(ang3)-s3*cos(ang3)*as3; da7[0][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[1][0]=as3*cos(ang3); da7[1][1]=s3g*cos(ang3)-s3*sin(ang3)*as3; da7[1][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[2][1]=-l3*cos(ang3)*as3; da7[2][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[3][1]=-l3*sin(ang3)*as3; da7[3][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[0][3]=da7[1][3]=da7[2][0]=da7[2][3]=da7[3][0]=da7[3][3]=0;}//创建矩阵DBvoid FoundmatrixDB(double value8[12],double ang1,double db8[N]){db8[0]=-l1*as1*cos(ang1);db8[1]=-l1*as1*sin(ang1);db8[2]=db8[3]=0;}四、计算结果、数据10—B: lAB =180, lCD =960, lDE =160,h=900,h1=460,h2=135 程序运行结果:输出ang1=0时的求解angle angspeed angacceleration :504.039076 74.795444 -9.495711 409.583017198.751387 0.098628 -0.157357 -95.52202218.491125 0.270992 -0.379393 -267.416873输出ang1=10时的求解angle angspeed angacceleration :538.732197 75.993711 -11.339083 389.224179197.279713 0.138772 -0.205532 -135.726082-33.646469 0.193548 -0.180789 -197.071140输出ang1=20时的求解angle angspeed angacceleration :572.425650 77.533490 -13.505230 362.809939187.595715 0.167668 -0.223341 -165.511310-75.745240 0.141311 -0.030832 -147.198703输出ang1=30时的求解angle angspeed angacceleration :603.833542 79.322650 -15.730731 331.874448171.336235 0.189198 -0.218510 -187.964199-109.306697 0.107995 0.081095 -112.082167输出ang1=40时的求解angle angspeed angacceleration :631.929215 81.302128 -17.818172 297.500218149.836341 0.206101 -0.196427 -205.198868-136.045702 0.087401 0.168929 -86.713350输出ang1=50时的求解angle angspeed angacceleration :655.895287 83.435335 -19.612773 260.468398124.171060 0.220187 -0.160339 -218.604642-157.205807 0.075112 0.242928 -67.783866输出ang1=60时的求解angle angspeed angacceleration :675.082991 85.700444 -20.984446 221.36052195.237132 0.232630 -0.112076 -229.118402-173.614279 0.068177 0.309123 -53.324566输出ang1=70时的求解angle angspeed angacceleration :688.993808 88.084993 -21.817377 180.619839 63.810569 0.244175 -0.052735 -237.413048 -185.854285 0.064519 0.370066 -42.223597输出ang1=80时的求解angle angspeed angacceleration :697.252336 90.582388 -22.005185 138.586009 30.576581 0.255245 0.016790 -244.016229 -194.400792 0.062475 0.425589 -33.864710输出ang1=90时的求解angle angspeed angacceleration :699.596674 93.188858 -21.451254 95.514468 -3.858944 0.265988 0.095384 -249.371483 -199.694701 0.060504 0.473506 -27.864485输出ang1=100时的求解angle angspeed angacceleration :695.865633 95.900697 -20.072519 51.589105 -38.965270 0.276279 0.181437 -253.859385 -202.153581 0.057046 0.510449 -23.857448输出ang1=110时的求解angle angspeed angacceleration :685.983277 98.711634 -17.805029 6.933394-74.278772 0.285719 0.272715 -257.783709 -202.111529 0.050473 0.532809 -21.287355输出ang1=120时的求解angle angspeed angacceleration :669.950064 101.609969 -14.610191 -38.372057 -109.376771 0.293616 0.366385 -261.317271 -199.668758 0.039047 0.537342 -19.160070输出ang1=130时的求解angle angspeed angacceleration :647.841627 104.575458 -10.480584 -84.257919 -143.814604 0.298951 0.459054 -264.396466 -194.414681 0.020755 0.520667 -15.693075输出ang1=140时的求解angle angspeed angacceleration :619.821421 107.575800 -5.446130 -130.610778 -176.999389 0.300311 0.546571 -266.540129 -184.964518 -0.007020 0.476940 -7.771361输出ang1=150时的求解angle angspeed angacceleration :586.184918 110.562008 0.415063 -177.176221 -207.962526 0.295748 0.623253 -266.552595 -168.266256 -0.047758 0.393549 9.812596输出ang1=160时的求解angle angspeed angacceleration :547.454933 113.462407 6.953911 -223.398352 -235.003072 0.282665 0.680257 -262.100065 -138.903553 -0.105183 0.246327 44.899562输出ang1=170时的求解angle angspeed angacceleration :504.544302 116.176610 13.908306 -268.184887 -255.282561 0.257989 0.703480 -249.323224 -89.538230 -0.180241 0.000287 106.600867输出ang1=180时的求解angle angspeed angacceleration :458.971730 118.574668 20.844503 -309.643625 -264.764006 0.219135 0.672921 -223.057053 -14.821184 -0.265454 -0.371999 199.314672输出ang1=190时的求解angle angspeed angacceleration :413.004585 120.510406 27.115020 -344.972134 -259.172109 0.165718 0.567137 -178.419329 81.585955 -0.344194 -0.853747 314.511221输出ang1=200时的求解angle angspeed angacceleration :369.545053 121.847767 31.889429 -370.706568 -235.758436 0.099887 0.372457 -112.937479 187.297933 -0.408887 -1.378443 436.158793输出ang1=210时的求解angle angspeed angacceleration :331.798652 122.469341 34.258483 -383.133346 -193.593039 0.022078 0.086043 -25.631424 297.241960 -0.491104 -1.905920 568.696016输出ang1=220时的求解angle angspeed angacceleration :303.153821 122.219130 33.292190 -378.091293 -130.922824 -0.077456 -0.296427 88.941491 425.795050 -0.676887 -2.496336 760.311055输出ang1=230时的求解angle angspeed angacceleration :287.551415 120.753136 27.951831 -349.551698 -43.461002 -0.227868 -0.791435 247.346675 575.056468 -1.094027 -3.164335 1076.851819输出ang1=240时的求解angle angspeed angacceleration :289.100599 117.353641 17.210022 -288.265712 60.871402 -0.467341 -1.348797 462.335114 552.433286 -1.593002 -2.815597 1309.871650输出ang1=250时的求解angle angspeed angacceleration :305.894540 111.367369 2.144459 -189.884640 115.218973 -0.708552 -1.550036 642.734960 12.240677 -0.870938 0.991883 564.144526输出ang1=260时的求解angle angspeed angacceleration :323.986413 103.946293 -11.427774 -74.543748 84.395898 -0.738254 -1.089162 653.304280 -255.624069 0.384248 3.565003 -304.928302输出ang1=270时的求解angle angspeed angacceleration :335.302309 97.031096 -19.261449 33.532005 49.129286 -0.637650 -0.496091 581.357015 -130.140634 0.646045 2.981435 -447.569870输出ang1=280时的求解angle angspeed angacceleration :342.600355 91.196115 -21.943547 128.368687 38.126480 -0.532397 -0.071890 506.691297-5.585137 0.546267 1.904793 -405.499868输出ang1=290时的求解angle angspeed angacceleration :349.595686 86.317539 -21.260725 210.767956 44.168587 -0.446028 0.184434 438.002883 68.415716 0.453589 1.077375 -389.377468输出ang1=300时的求解angle angspeed angacceleration :358.607892 82.240708 -18.666754 281.194923 60.502728 -0.370112 0.316464 368.260484 116.057770 0.427245 0.460440 -415.756327输出ang1=310时的求解angle angspeed angacceleration :371.130402 78.917555 -15.254653 338.895047 84.027335 -0.293669 0.351067 291.444179 151.953756 0.455712 -0.052046 -466.454916输出ang1=320时的求解angle angspeed angacceleration :388.249233 76.393061 -11.922868 382.397984 112.840822 -0.209756 0.302612 205.717135 175.288599 0.505389 -0.486217 -511.900005输出ang1=330时的求解angle angspeed angacceleration :410.645047 74.745942 -9.416616 410.419610 143.730687 -0.119125 0.190619 115.320694 173.230815 0.523328 -0.760168 -513.913856输出ang1=340时的求解angle angspeed angacceleration :438.227350 74.001595 -8.199258 422.950752 171.284625 -0.031250 0.052211 30.029879 137.214564 0.471995 -0.783284 -454.129609输出ang1=350时的求解angle angspeed angacceleration :469.931682 74.073764 -8.319585 421.739944 190.319958 0.042754 -0.071138 -41.115003 79.001118 0.372107 -0.609234 -358.898217五.运动线图及分析θ3,θ4ω3,ω4α3,α4S3,S5V3,V5a3,a5机构运动分析:(1)、从θ3-θ1,θ4-θ1曲线图可知,3杆为摆动导杆,4杆为摇杆,(2)、从ω3-θ1、ω4-θ1容易看出:在θ1为0 o~200 o之间,3杆角速度变化较为平缓,保证刨头慢速、稳定工作;在220 o~340 o之间为回程阶段,角速度变化较快,以提高效率;4杆有4个角速度为0点,即4杆的速度方向改变了四次。
车辆1302 高小凡41340142车辆1302 张藜千413401381、某洗衣机搅拌机构(原图)机器的功能:这个机器通过1杆输入一个原动力,然后带动3号摇杆的运动输出,完成运动搅拌功能。
适用场合:适用于①洗衣机内部搅拌功能部分;②筛子2、(1)分析机构的运动1杆:曲柄,2杆:连杆,3杆:摇杆;由曲柄1的转动带动摇杆3的摆动,实现运动输出。
(2)运动简图(3)如图,该六杆机构只有一个原动件----1杆(4)自由度F=3(n-1)-2P5=3*5-2*7=1上述六杆机构的运动形式可简化为如图四杆机构的运动形式,4,5杆的运动作为摇杆3的输出机构。
3、大致测绘出构件尺寸4、确定机构所含杆组的数目和级别(拆杆组),并判断机构的级别;依次拆下4-5/2-3两个II级杆组及原动件1(II级杆组),所以该机构为II级杆组5、用图解法求出最小传动角值:由下图可知,在极限位置2时,压力角最大为70°,则最小传动角为42°6、分析该机构有无急回特性和死点位置;有急回,无死点;180+1809k 1.11180-1809θθ+===>-7、用瞬心法对机构进行运动分析上图中标出了该机构的简化四杆机构的所有瞬心P 12 P 13 P 16 P 23 P 26 P 36其中,绝对瞬心有:P 16 P 36 P 26 相对瞬心有:P 12P 13 P 23速度分析:若1的角速度为w1,则V(P12)=l1*w1V(P23)= [V(P12)/|P12P13|]*|P13P23 | w3= V(P23)/l3w6= V(P23)/| P23P26 |(1)角速度比mv=w6/w2=l1sinv/l3sinuv=0, mv=0,w6=0,此时构件1、2共线,机构处于极限位置;(2)mv=w6/w2=OP13/CP13 (瞬心P13能够用来确定速度比)上图为该机构(六杆机构)全部瞬心(15个)绝对瞬心:P16, P26,P36,P46,P56相对瞬心:P15,P25,P35,P45P14,P24,P34,P13,P23P12中间密集部分的的放大图如下图:8、用杆组法(或其他解析法)对机构进行运动分析(写出数学模型和程序框图);已知该机构的尺寸为:两个固定铰链点a,d,g的坐标分别为(0,0)(420,0)(-80,-35),曲柄原动件|ab|=100mm,连杆2长为300mm,摇杆3长150mm,杆4长100mm,杆5长50mm.经分析,该机构由一个曲柄原动件和两个RRR二级杆组组成的二级机构用杆组法搭建该机构的步奏如下:1)添加曲柄原动件ab;2)添加RRR二级杆组(2-3),杆组的两个动铰链点分别为已有铰链点b和固定铰链点d; 3)在连杆cd上添加铰链点e;4)添加RRR二级杆组(4-5),杆组的两个动铰链点分别为已有铰链点e和固定铰链点g; 5)该机构搭建完成,利用该程序可自动求出任意给定铰链点或构件的位置、速度、和加速度。
机械原理大作业(一)作业名称: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: xxxxxx设计者: xxx学号: xxxxxx指导教师: xxxxx设计时间: 6.25---7.1哈尔滨工业大学机械设计一,运动分析题目二,建立以点G为原点的固定平面直角坐标系G-x,y三,对机构进行结构分析该机构由原动件AB(Ι级组),EFG(RRRⅡ级杆组),EHK(RRRⅡ级杆组),ECD(RRRⅡ级杆组)组成。
四,各基本杆组的运动运动分析数学模型(1)原动件AB(Ⅰ级组)已知原动件AB的转角ψ1=0~2π原动件AB的角速度ω1=10rad/s原动件AB的角加速度α1=0运动副A的位置坐标 XA=0 YA=0A点与机架相连,即该点速度和加速度均为0。
运动副A的速度 VxA=0 VyA=0运动副A的加速度 aXA=0 aYA=0原动件AB长度 lAB=200mm可求出运动副B的位置坐标 XA=XA+lABcosψ1 YB=YA+lABsinψ1 运动副B的速度 vXB=vXA-ω1lABsinψ1 vYB=vYA+ω1lABcosψ1运动副B的加速度aXB=aXA-ω12lABcosψ1-α1lABsinψ1aYB=aYA-ω12lABsinψ1+α1lABcosψ1(2)ECD (RRR Ⅱ级杆组)由(1)知B 点位置坐标、速度、加速度运动副D 点位置坐标 XD=XA+lADcos ψ2 YD=YA+lADsin ψ2D 点与机架相连,即该点速度和加速度均为0。
运动副D 的速度 v X D=0 v Y D=0运动副D 的加速度 a X D=0 a Y D=0杆BC 长 lBC=800mm杆CD 长 lCD=448mm可求得BC 杆相对于X 轴正方向转角Ψ3=2arctan ()00/()0202020(C A C B A B +-++)CD 杆相对于x 轴正方向转角Ψ4=arctan ((YC-YD )/(XC-XD ))其中,A0=2lBC(XD-XB)B0=2lBC(YD-YB)C0=l 2BC+l 2BD-l 2CDl 2BD=(XD-XB)2+(YD-YB)2求导可得BC 杆ω3、α3和CD 杆ω4、α4最后求导得vXC 、vYC 以及aXC 、aYCC 的轨迹即是E 的轨迹(3)EFG (RRR Ⅱ级杆组)运动副G点位置坐标 X G=XA+lAGcosψ5 YG=YA+lAGsinψ5G点与机架相连,即该点速度和加速度均为0。
机械原理大作业(一)作业名称:连杆机构运动分析设计题目:第八题院系:班级:设计者:学号:指导教师:明设计时间: 2013年06月20日工业大学机械设计一、题目图1—8所示是曲柄转动导杆机构,BC的长度为a,机架AC的长度为d。
试研究当BC 为主动件时,a、d的长度变化对从动件的角位移、角速度和角加速度的影响规律;当导杆为主动件时,a、d的长度变化对从动件BC的角位移、角速度和角加速度的影响规律。
C二、机构的结构分析机构可分为两部分(1)、RPR杆组(2)、刚性杆三、各基本杆组的运动分析数学模型并建立直角坐标系1、当AB为主动件时设角BAC为wt,w为角速度、t为时间、n为角BCA。
由正弦定理可得a/sin(wt)=b/sin(n+wt) 可推出从动件的角位移n=arcsin(d*sin(w*t)/a)-w*t,,对其求导可得从动件的角速度v=(d*t*cos(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2)) – t,再对v求导得从动件的角加速a1=(d^3*t^2*cos(t*w)^2*sin(t*w))/(a^3*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(3/2)) - (d*t^2*sin(t*w))/(a*(1 - (d^2*sin(t*w)^2)/a^2)^(1/2))。
2、当BC为主动件时设角BCA为w`t`,w`为角速度、t`为时间、n`为角BAC。
由正弦定理可得从动件的角位移n`=arctan(asin(w`*t`)/(d-a*cosw`*t`)),从动件的角速度v`= (t`/((d - a*cos(t`*w`))*(1 –t`^2*w`^2)^(1/2)) - (a*t`*asin(t`*w`)*sin(t`*w`))/(d - a*cos(t`*w`))^2)/(asin(t`*w`)^2/(d - a*cos(t`*w`))^2 + 1)。
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1.1机构运动简图1.2机械传动系统原始参数序号 电机转速(r/min )输出轴转速(r/min )带传动最大传动比滑移齿轮传动定轴齿轮传动最大传动比模数 圆柱齿轮圆锥齿轮 一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比 模数 574512 17 232332、传动比的分配计算电动机转速min /745r n =,输出转速m i n /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'=。
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:24,1314121311====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 46'=。
机械原理大作业(一)作业名称:连杆机构运动分析设计题目:(34)题院系:船舶学院班级: 1213101设计者:学号:哈尔滨工业大学机械设计一、运动分析题目如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为BF=200mm,EF=1.25BF,DE=1.13BF,EH=0.85BF,HF=0.65BF,CH=0.81BF,GC=1.56BF,BD=0.58BF,BG=1.85BF,GD=1.6BF,构件1的角速度为W1=10rad/s,试求构件2上点H的轨迹及构件5的角位移,角速度,角加速度,并对计算结果进行分析。
机构结构分析:二、机构的结构分析及基本杆组划分机构各构件都在同一平面内运动,活动构件数n=5,=7,=0则机构的自由度为:F=3×n-2×-1×=3×5-2×7-0=12.基本杆组划分(1)去除虚约束和局部自由度本机构中无虚约束或局部自由度。
(2)拆杆组。
从远离原动件(即杆1)进行拆分,就可以得到由杆4,5 组成的RRRⅡ级杆组GCH,2,3 组成的RRRⅡ级杆组EDF,最后剩下Ⅰ级机构杆1。
(3)确定机构的级别 由(2)知,机构为Ⅱ级机构三、各基本杆组的运动分析数学模型1)Ⅰ级杆组BF (原动件)在Ⅰ级杆组BF 中,即已知构件上B 点的运动参数,求同一构件上F 点(回转副)的运动参数。
调用Ⅰ级机构子程序即可求解 ①位置分析 由图可得F 点的矢量方程F B BF r r l =+x,y 轴上的投影坐标方程为cos sin F B BF BF F B BF BF x x l y y l ϕϕ=+⋅⎫⎬=+⋅⎭(1)②速度和加速度分析 将式(1)对时间t 求导即可得出速度方程:cos sin BF BF BF BF FF B BF FF B BF dx x x l dtdy y x l dt ϕϕϕϕ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎫⎪==-⎪⎬⎪==+⎪⎭ (2)2222cos sin sin cos BF BF BF BF BF BF BF FF B BF BF BF F F B BFBF d x x x l l dtd y y y l l dt ϕϕϕϕϕϕϕϕ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎫⎪==--⎪⎬⎪==--⎪⎭(3)其中因为设B 为原点:B x =0;B y =0 ;B x ⋅=0 ;B y ⋅=0 ;B x ⋅⋅=0 ;B y ⋅⋅=0由上(1)(2)(3)方程可求出F 点的位移,速度,加速度2)RRR Ⅱ级杆组DEF 分析,求出F 点的角位移,角速度,角加速度上面1)中已求得F 点的位移,速度,加速度。
机械原理大作业 - 机械原理大作业
机械原理是研究物体运动、力学、力的作用及其变化规律的科学。
在本次大作业中,我们将介绍机械原理的基本概念、公式和应用。
一、机械原理的基本概念
1. 运动学:研究物体运动的速度、加速度、轨迹等运动规律;
2. 动力学:研究物体的受力与它产生的运动规律;
3. 热力学:研究物体的热现象及其规律;
4. 物理学:研究物理学的基本概念和公式。
二、机械原理的公式
1. 牛顿第一定律:物体静止或匀速直线运动,当且仅当它所受的合外力为零时,物体才保持静止或匀速直线运动;
2. 牛顿第二定律:物体所受的合外力等于其质量乘以加速度;
3. 牛顿第三定律:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
三、机械原理的应用
1. 机械振动:当物体受到外力作用时,它会出现振动;
2. 飞行器动力学:研究飞行器受到的空气力、重力力和推力等作用力的大小、方向和作用点,以及其导致的运动规律;
3. 摩擦力学:研究物体之间的摩擦力大小、方向和作用点。
以上是机械原理的基本概念、公式和应用,希望这些内容可以帮助大家更好地理解机械原理。
机械原理大作业——牛头刨床牛头刨床是一种常见的机械设备,广泛应用于木工加工行业。
它主要用于对木材进行刨削,以获得平整的表面和精确的尺寸。
本文将详细介绍牛头刨床的工作原理、结构组成、操作步骤以及相关注意事项。
一、工作原理牛头刨床的工作原理基于刨床刀具的旋转和木材的挪移。
刨床刀具通常由多个刀片组成,固定在刨床刀轴上。
当刨床启动时,刀轴开始旋转,刀片切入木材表面,并将其刨削。
同时,木材被放置在刨床工作台上,工作台会通过传动装置使木材沿水平方向挪移,从而实现对木材的刨削。
二、结构组成牛头刨床主要由以下几个部份组成:1. 床身:刨床的主体部份,通常由铸铁或者钢板制成,具有足够的强度和刚性。
2. 工作台:用于放置木材的平台,通常由铸铁制成,具有平整的表面和可调节的高度。
3. 刀轴:刨床刀具的旋转轴,通常由钢材制成,固定在床身上,并通过机电带动旋转。
4. 刀座:用于固定刨床刀具的部件,通常由铸铁制成,固定在刀轴上。
5. 传动装置:用于驱动工作台沿水平方向挪移的装置,通常由机电和传动皮带组成。
三、操作步骤1. 准备工作:确保牛头刨床的工作环境干净整洁,刨床刀具安装完好,工作台调整到适当的高度。
2. 放置木材:将待刨削的木材放置在工作台上,并确保其与刨床刀具没有干涉。
3. 启动刨床:按下启动按钮,刨床开始运转。
此时,刨床刀具开始旋转,木材开始被刨削。
4. 调整刨削深度:根据需要,通过旋转调节手柄或者调节杆,调整刨床刀具的刨削深度。
刨削深度的调整应逐渐进行,以避免过度刨削。
5. 挪移木材:通过操作传动装置,使工作台沿水平方向挪移,从而使木材被刨削的表面逐渐变化。
6. 检查刨削效果:定期住手刨床,检查刨削的木材表面,确保其平整度和尺寸精确度符合要求。
7. 完成工作:刨削完成后,关闭刨床,并将刨床刀具进行清洁和保养。
四、注意事项1. 操作人员应穿戴好防护设备,如安全眼镜和手套,以避免意外伤害。
2. 在操作过程中,应保持专注,避免分散注意力,以防止意外发生。
机械原理作业集第二版1. 题目: 弹簧的工作原理及应用弹簧是一种具有弹性变形特性的机械元件,广泛应用于各种机械装置和工业设备中。
它的工作原理主要基于胡克定律,即弹簧所受的力与其变形量成正比。
2. 题目: 齿轮传动的原理与优势齿轮传动是一种常见且重要的机械传动方式,可实现不同转速和转矩的传递。
其工作原理主要是通过齿轮之间的啮合,实现动力的传输和转换。
3. 题目: 滑轮系统在起重装置中的应用滑轮系统是一种常见的机械传动装置,在起重装置中发挥重要作用。
它通过改变绳索或链条的方向,并利用滑轮的固定支点原理,实现重物的升降和运输。
4. 题目: 锁紧螺母的原理及应用锁紧螺母是一种用于防止螺母松动的机械元件,广泛应用于需要稳固连接的设备中。
其工作原理主要是利用摩擦力和弹性变形,在受到外力作用时保持螺纹的紧固状态。
5. 题目: 液压传动系统的工作原理与优点液压传动系统是一种利用流体压力传递动力的机械传动方式,具有传力平稳、传递距离远等优点。
其工作原理主要是通过液体的流动和压力传递来实现机械装置的工作。
6. 题目: 摩擦离合器的结构和工作原理摩擦离合器是一种常见的机械离合装置,主要用于实现不同旋转部件的连接与分离。
其工作原理主要基于摩擦力的传递和控制,通过两个摩擦片之间的接触与离开来实现动力的传递。
7. 题目: 传动链条的结构和工作原理传动链条是一种常见的机械传动装置,主要用于实现旋转运动的传递。
其工作原理基于链条与齿轮之间的啮合,通过链条的轮齿与主动轮齿的啮合来实现动力的传递。
8. 题目: 锥齿轮的工作原理与应用锥齿轮是一种常见的传动装置,主要用于转速和转矩传递的变换。
其工作原理基于两个倾斜的齿轮啮合,通过齿轮的转动和啮合角的变化实现动力的传递和转换。
9. 题目: 离合器的结构和工作原理离合器是一种常见的机械装置,主要用于实现不同部件的连接与分离。
其工作原理基于摩擦力的控制和转动部件之间的接触与离开,通过离合器的操作实现动力的传递与中断。
机械原理大作业凸轮机构的设计一、简介凸轮机构是由凸轮,从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转运动或往复直线运动。
与凸轮轮廓接触,并传递动力和实现预定的运动规律的构件,一般做往复直线运动或摆动,称为从动件。
凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。
因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线,所以在应用时,只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。
凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。
凸轮机构之所以得到如此广泛的应用,主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求,而且结构简单、紧凑。
二、凸轮机构的工作原理由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。
凸轮具有曲线轮廓或凹槽,有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等,其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线,因而属于空间凸轮。
从动件与凸轮作点接触或线接触,有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。
尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触,可实现任意运动,但尖端容易磨损,适用于传力较小的低速机构中。
为了使从动件与凸轮始终保持接触,可采用弹簧或施加重力。
具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动,为确动凸轮的一种。
一般情况下凸轮是主动的,但也有从动或固定的凸轮。
多数凸轮是单自由度的,但也有双自由度的劈锥凸轮。
凸轮机构结构紧凑,最适用于要求从动件作间歇运动的场合。
它与液压和气动的类似机构比较,运动可靠,因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。
但凸轮机构易磨损,有噪声,高速凸轮的设计比较复杂,制造要求较高。
一、工作过程和参数在凸轮机构中最常见的运动形式为凸轮机构作等速回转运动,从动件往复移动。
以图6-8为例(对心外轮廓盘形凸轮机构)。
首先介绍一下本图中各构件的名称。
1,运动分析:从动件运动状态凸轮运动凸轮转过的角度ϕ升AB1ϕ2停BC2ϕ3降CD 3停CA4ϕ2、参数①推程(升程)-- 从动件自最低位置升到最高位置的过程 ②推程角(升程角)--推动从动件实现推程时的凸轮转角(ϕ1) ③回程 -- 从动件自最高位置升到最低位置的过程 ④回程角 --从动件从最高位置回到最低位置时的 凸轮转角(ϕ3)⑤远停角(远休止角)从动件在最高位置停止不动,与此对应的凸轮转角。
分析说明一、题目二、基本杆组分析由图知,该平面机构由一个Ⅰ级机构和三个Ⅱ级机构组成,因而为Ⅱ级机构。
三、解题代码%clc;%clear all;%机架xA=0;yA=0; %A 点位置xD=348;yD=-138; %D 点位置yh1=100; %固定端高度yh2=0; %固定端高度%主动件L=120; %主动杆杆长c%从动件尺寸LBC=170;LCF=300;LCD=350;LFG=340; LBE=400;%运动分析vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0; %A 点的速度、加速度vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0; %D 点的速度、加速度w=10;aa=0; %主动杆的角速度、角加速度A=(15.57:3:251.44)*pi/180; %曲柄转角(每隔3°计算一次)T=(15.57:3:251.44)*pi/180;[xB,yB] = RR_xy(xA,yA,A,L); %B 点轨迹位置[vxB,vyB] = RR_v(vxA,vyA,A,w,L); %B 点分速度VB=sqrt(vxB.^2+vyB.^2); %B 点速度[axB,ayB] = RR_a(axA,ayA,A,w,aa,L); %B 点加速度[xC,yC,A1,A2]=RRR_xyA(xB,yB,xD,yD,LBC,LCD); %C 点轨迹位置[vxC,vyC,wbc,wcd]=RRR_vw(vxB,vyB,vxD,vyD,A1,A2,LBC,LCD);%C 点分速度VC=sqrt(vxC.^2+vyC.^2); %C 点速度[axC,ayC,aa1,aa2 ] =RRR_a( axB,ayB,axD,ayD,A1,A2,wbc,wcd,LBC,LCD); %C 点加速度[xF,yF] = RR_xy(xB,yB,A1,LCF-LBC); %F 点轨迹位置[vxF,vyF] = RR_v(vxB,vyB,A1,wbc,LCF-LBC); %F 点分速度VF=sqrt(vxF.^2+vyF.^2); %F 点速度[axF,ayF] = RR_a(axB,ayB,A1,wbc,aa1,LCF-LBC); %F 点加速度[xG]=RP_xy( xF,yF,yh1,LFG);for i=(1:1:79)yG(i)=yh1; end; %G 点轨迹位置[vxG]=RP_v(vxF,vyF,yF,yh1,LCF-LBC);for j=(1:1:79)vyG(j)=0; end ;%G 点速度[axG]=RP_a(axF,ayF,vyF,yF,yh1,LCF-LBC);for k=(1:1:79)ayG(k)=0; end; %G 点加速度[xE]=RP_xy( xB,yB, yh2,LBE); for i=(1:1:79)yE(i)=0; end; %E 点轨迹位置[vxE]=RP_v(vxB,vyB,yB,yh2,LBC);for j=(1:1:79)vyE(j)=0; end ;%E 点速度[axE]=RP_a(axB,ayB,vyB,yB,yh2,LBC);for k=(1:1:79)ayE(k)=0; end; %E 点加速度%图像显示subplot(2,3,1);plot(xG,yG ,'r');grid minor;xlabel('G 点横坐标(/mm)');ylabel('G 点纵坐标(/mm)');title('G 点位移图像');subplot(2,3,2);plot(T,vxG,'r'); %G 点合速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('速度V(mm/s)');title('G 点速度图像');subplot(2,3,3);plot(T,axG,'r'); %G 点加速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('aG(mm/s2)');title('G 点加速度图像');subplot(2,3,4);plot(xE,yE ,'b');grid minor;xlabel('E 点横坐标(/mm)');ylabel('E 点纵坐标(/mm)');title('E 点位移图像');subplot(2,3,5);plot(T,vxE,'b'); %E 点合速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('速度V(mm/s)');title('E 点速度图像');subplot(2,3,6);plot(T,axE,'b'); %E 点加速度图像grid minor;xlabel('时间T(s)');ylabel('aE(mm/s2)');title('E 点加速度图像');四、结果分析四、结果分析该机构为摇杆驱动的摇杆滑块机构,存在急回机构。
机械与电子工程学院《机械原理》大作业(一)平面连杆机构的运动分析(题号:牛头刨床9A)班级:学号:姓名:同组其他人员:完成日期:目录题目、原始数据及要求 (1)一平面连杆机构运动分析方程 (1)1.1 位置方程1.2速度计算公式 (2)1.3加速度计算公式 (2)二程序 (3)2.1计算程序框图 (3)2.2计算源程序 (4)三 3.1 (一组数据Lab =200mm)计算结果 (9)3.2运动线图 (10)3.3 体会 (12)四 4.1(第二组数据Lab =150mm)计算结果 (12)4.2 运动线图 (13)4.3 体会 (15)五5.1(第三组数据Lab =220mm)计算结果 (16)5.2 运动线图 (17)5.3 体会 (21)六参考资料 (21)题目及原始数据如图所示,为一牛头刨床(Ⅲ级机构)。
假设已知各构件的尺寸如下表所示,原东件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点位移、速度和加速度的变化。
平面连杆机构运动分析方程先建立一直角坐标系,标出各杆矢量及其方位角。
设各杆的夹角为θi,其中GE段记为s c,BD段记为s b,建立投影方程:1.1机构运动位置分析方程1.3机构运动加速度分析方程(以矩阵形式写出cosθ3 −s b sinθ3 −l4sinθ4 0sinθ3 scosθ3 l4cosθ4 00 −l3sinθ3 −θ40 l3cosθ3 lθ4−w 3sin θ3 −s b ′sin θ3−s b ω3 cos θ3−l 4ω4cos θ4 0sin θ3 s b ′cos θ3−s b ω3 sin θ3 − l 4ω4sin θ4 00 −l 3ω3 cos θ3 −l 4ω4sin θ4 00 − l 3ω3sin θ3 −l 4ω4sin θ4 034计算流程图位置分析速度分析析加速度分计算源程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#define PI 3.1415926#define N 4#define E 0.0001#define T 1000void Solutionangle(double [12],double ); /*迭代法求角位移*/ void Solutionspeed(double [N][N],double [N],double [12],double );/*角速度求解*/void Solutionacceleration(double [N][N],double [N][N],double [N],double [12]);/*角加速度求解*/void GaussianE(double [N][N],double [N],double [N]);/*高斯消去*/void FoundmatrixA(double [12],double [N][N]); //创建系数矩阵Avoid FoundmatrixB(double [12],double ,double [N]);//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixDA(double [12],double [N][N]);//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDB(double [12],double ,double [N]);//创建矩阵DB//定义全局变量double l1=200,l3=960,l4=160,h=900,h1=500,h2=120,as1=1.0;//主函数void main(){int i,j;FILE *fp;double shuju[36][12];double psvalue[12],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],ang1;//建立文件,并制表头if((fp=fopen("shuju","w"))==NULL){printf("Cann't open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n L1 =%lf",l1);fprintf(fp,"\n s3 ang3 ang4 s5 ");fprintf(fp," s3' as3 as4 s5' ");fprintf(fp," s3'' aas3 aas4 s5'' \n");//计算数据并写入文件psvalue[0]=480;psvalue[1]=65*PI/180;psvalue[2]=10*PI/180;psvalue[3]=500;for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;Solutionangle(psvalue,ang1);FoundmatrixB(psvalue,ang1,b);FoundmatrixA(psvalue,a);Solutionspeed(a,b,psvalue,ang1);FoundmatrixDA(psvalue,da);FoundmatrixDB(psvalue,ang1,db);Solutionacceleration(a,da,db,psvalue);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*180/PI;for(j=0;j<12;j++){shuju[i][j]=psvalue[j];}fprintf(fp,"\n");for(j=0;j<12;j++)fprintf(fp,"%12.3f ",shuju[i][j]);for(j=1;j<3;j++)psvalue[j]=psvalue[j]*PI/180;for(j=0;j<4;j++)psvalue[j]+=psvalue[j+4];}fclose(fp);//输出数据for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;printf("\n输出ang1=%d时的求解\n",i*10);printf("angle angspeed angacceleration :\n");for(j=0;j<4;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=4;j<8;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=8;j<12;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");}}/*矢量法求角位移*/void Solutionangle(double value[12],double ang1){double ae,s3,ang3,ang4,s5,t=0;s3=value[0];ang3=value[1];ang4=value[2];s5=value[3];double xb,yb,xd,yd,xc,yc;while(t<T){xb=h2+l1*cos(ang1); yb=h1+l1*sin(ang1);xd=l4*cos(ang4); yd=l4*sin(ang4);s3=sqrt((xd-xb)*(xd-xb)+(yd-yb)*(yd-yb));xc=xd+l3*(xb-xd)/s3;yc=yd+l3*(yb-yd)/s3;ang3=atan2(yc-yd,xc-xd);s5=xc;ae=sqrt(h1*h1+h2*h2);if(fabs(yc-h)<E)return;elseang4=atan((yd-yc+h)/(l4*cos(ang4)));value[0]=s3;value[1]=ang3;value[2]=ang4;value[3]=s5;while(value[1]>2*PI)value[1]-=2*PI;while(value[1]<0)value[1]+=2*PI;while(value[2]>PI)value[2]-=2*PI;while(value[2]<-PI)value[2]+=2*PI;t+=1;if(t>=T){printf("%f 迭代失败.\n",ang1*180/PI);exit(0);} }}/*角速度求解*/void Solutionspeed(double a2[N][N],double b2[N],double value[12],double ang1){double p2[N];GaussianE(a2,b2,p2);value[4]=p2[0];value[5]=p2[1];value[6]=p2[2];value[7]=p2[3];}/*角加速度求解*/void Solutionacceleration(double a3[N][N],double da3[N][N], double db3[N],double value[12]){int i,j;double bk[N]={0};double p3[N];for(i=0;i<N;i++){for(j=0;j<N;j++){bk[i]+=-da3[i][j]*value[4+j];}bk[i]+=db3[i]*as1;}GaussianE(a3,bk,p3);value[8]=p3[0];value[9]=p3[1];value[10]=p3[2];value[11]=p3[3];}/*高斯消去法解矩阵方程*/void GaussianE(double a4[N][N],double b4[N],double p4[N]) {int i,j,k;double a4g[N][N],b4g[N],t;for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<N;j++)a4g[i][j]=a4[i][j];for(i=0;i<N;i++)b4g[i]=b4[i];//施主对角线上的值尽可能大if(a4g[0][0]<a4g[1][0] && a4g[0][1]>a4g[1][1]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[0][j];a4g[0][j]=a4g[1][j];a4g[1][j]=t;} t=b4g[0];b4g[0]=b4g[1];b4g[1]=t;}if(a4g[2][2]<a4g[3][2] && a4g[2][3]>a4g[3][3]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[2][j];a4g[2][j]=a4g[3][j];a4g[3][j]=t;} t=b4g[2];b4g[2]=b4g[1];b4g[3]=t;}//初等行变换for(j=0;j<N;j++)for(i=0;i<N;i++){if(i!=j){for(k=0;k<N;k++)if(k!=j){a4g[i][k]-=a4g[i][j]/a4g[j][j]*a4g[j][k];}b4g[i]-=b4g[j]*a4g[i][j]/a4g[j][j];a4g[i][j]=0;}}for(i=0;i<N;i++)b4g[i]/=a4g[i][i];p4[0]=b4g[0];p4[1]=b4g[1];p4[2]=b4g[2];p4[3]=b4g[3];}//创建系数矩阵Avoid FoundmatrixA(double value5[12],double a5[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5;s3=value5[0];ang3=value5[1];ang4=value5[2];s5=value5[3];a5[0][0]=cos(ang3);a5[0][1]=-s3*sin(ang3);a5[0][2]=-l4*sin(ang4);a5[1][0]=sin(ang3);a5[1][1]=s3*cos(ang3);a5[1][2]=l4*cos(ang4);a5[2][1]=-l3*sin(ang3);a5[2][2]=-l4*sin(ang4);a5[2][3]=-1;a5[3][1]=l3*cos(ang3);a5[3][2]=l4*cos(ang4);a5[0][3]=a5[1][3]=a5[2][0]=a5[3][0]=a5[3][3]=0;}//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixB(double value6[12],double ang1,double b6[N]){b6[0]=-l1*sin(ang1)*as1;b6[1]=l1*cos(ang1)*as1;b6[2]=b6[3]=0;}//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDA(double value7[12],double da7[N][N]){double s3,ang3,ang4,s5,s3g,as3,as4,s5g;s3=value7[0];ang3=value7[1];ang4=value7[2];s5=value7[3];s3g=value7[4];as3=value7[5];as4=value7[6];s5g=value7[7];da7[0][0]=-as3*sin(ang3);da7[0][1]=-s3g*sin(ang3)-s3*cos(ang3)*as3;da7[0][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[1][0]=as3*cos(ang3);da7[1][1]=s3g*cos(ang3)-s3*sin(ang3)*as3;da7[1][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[2][1]=-l3*cos(ang3)*as3; da7[2][2]=-l4*cos(ang4)*as4;da7[3][1]=-l3*sin(ang3)*as3; da7[3][2]=-l4*sin(ang4)*as4;da7[0][3]=da7[1][3]=da7[2][0]=da7[2][3]=da7[3][0]=da7[3][3]=0; }//创建矩阵DBvoid FoundmatrixDB(double value8[12],double ang1,double db8[N]) {db8[0]=-l1*as1*cos(ang1);db8[1]=-l1*as1*sin(ang1);db8[2]=db8[3]=0;}。