曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析(二)

1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析一、相關(guān)參數(shù)在圖1所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸分別為li=100mm2=300mm,以=i0rad/s,試確定連桿2和滑塊3的位移、速度和加速度，并繪制出運(yùn)動(dòng)線圖。圖i曲柄滑塊機(jī)構(gòu)二、數(shù)學(xué)模型的建立1、位置分析為了對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，將各構(gòu)件表示為矢量，可寫出各桿矢所構(gòu)成的封閉矢量方程。將各矢量分別向X軸和Y軸進(jìn)行投影，得,III11cos%l2cos?;SC11sin1+12sinQ2=0（1）由式（1）得,Il_2、速度分析將式（1）對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)，得速度關(guān)系1111COS11122COS12=01181sin日11282sin日2=vC（2）將（2）式用矩陣形

2、式來表示，如下所示12sin1211汰2-11sin-1,八八I1=1I八（3）T2cos%0.VC111cos612）3、加速度分析將（2）對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)，得加速度關(guān)系三、計(jì)算程序1、主程序%1.輸入已知數(shù)據(jù)clear;11=0.1;12=0.3;e=0;精心整理頁(yè)眉內(nèi)容hd=pi/180;du=180/pi;omega1=10;alpha1=0;%2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)計(jì)算forn1=1:721theta1(n1)=(n1-1)*hd;%調(diào)用函數(shù)slider_crank計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)位移、速度、加速度theta2(n1),s3(n1),omega2(n1),v3(n1),alpha2(n1)

3、,a3(n1)=slider_crank(theta1(n1),omega1,alpha1,l1,l2,e);.I:,二endJ!一：rfigure(1);1.-n1=0:720;subplot(2,3,1)plot(n1,theta2*du);,Jtitle(連桿轉(zhuǎn)角位移線圖);xlabel(曲柄轉(zhuǎn)角theta_1八circ);ylabel(連桿角位移八circ);gridonsubplot(2,3,2)plot(n1,omega2);title(連桿角速度運(yùn)動(dòng)線圖);xlabel(曲柄轉(zhuǎn)角theta_1八circ);ylabel(連桿角速度/radcdotsA-1);gridonsubpl

4、ot(2,3,3)plot(n1,alpha2);title(連桿角加速度運(yùn)動(dòng)線圖);xlabel(曲柄轉(zhuǎn)角theta_1八circ);ylabel(連桿角力口速度/radcdotsA-2);頁(yè)眉內(nèi)容gridonsubplot(2,3,4)plot(n1,s3);title(滑塊位移線圖);xlabel(曲柄轉(zhuǎn)角theta_1八circ);ylabel(滑塊位移八m);gridonsubplot(2,3,5)plot(n1,v3);title(滑塊速度運(yùn)動(dòng)線圖);xlabel(曲柄轉(zhuǎn)角theta_1八circ);ylabel(滑塊速度/mcdotsA-1);/11.1!/.A11gridons

5、ubplot(2,3,6)plot(n1,a3);jtitle(滑塊加速度運(yùn)動(dòng)線圖);xlabel(曲柄轉(zhuǎn)角theta_1八circ);ylabel(滑塊力口速度/mcdotsA-2);gridon2、子程序functiontheta2,s3,omega2,v3,alpha2,a3=slider_crank(theta1,omega1,alpha1,l1,l2,e);%計(jì)算連桿2的角位移和滑塊3的線位移s3=l1*cos(theta1)+l2*cos(theta2);theta2=asin(e-l1*sin(theta1)/l2);%計(jì)算連桿2的角速度和滑塊3的線速度A=l2*sin(thet

6、a2),1;-l2*cos(theta2),0;B=-l1*sin(theta1);l1*cos(theta1);omega=A(omega1*B);omega2=omega(1);v3=omega(2);%計(jì)算連桿2的角加速度和滑塊3的線加速度At=omega2*l2*cos(theta2),0;omega2*l2*sin(theta2),0;Bt=-omega1*l1*cos(theta1);-omega1*l1*sin(theta1);alpha=A(-At*omega+alpha1*B+omega1*Bt);alpha2=alpha(1);a3=alpha(2);四、程序運(yùn)行結(jié)果及分析圖2運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線圖從仿真曲線可以看出，當(dāng)曲柄以wi=10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿的轉(zhuǎn)角位移變化范圍大約在-2020度之間，在90或270有極值，呈反正弦變化趨勢(shì)；連桿的角速度變化范圍大約在-3.33.3rad/s,I在0或180有極值，成反余弦變化趨勢(shì)；連桿角加速度變化范圍大約在-3535rad/J,在90或270有極值，呈正弦變化趨勢(shì)?；?/p>