MATLAB程序設(shè)計 課件 第9章 機(jī)械工程設(shè)計

MATLAB程序設(shè)計CONTENTS目錄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計7.1平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析7.3平面機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計7.2尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計1.曲柄存在條件在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄的條件:a.各桿的長度應(yīng)滿足桿長條件，即:a.最短桿長度+最長桿長度≤其余兩桿長度之和。b.組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿。當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)各桿的長度滿足桿長時，與最短桿相連轉(zhuǎn)動副都是周轉(zhuǎn)副。而其余的轉(zhuǎn)動副則是擺動副。當(dāng)最短桿為連架桿時，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu);當(dāng)最短桿為機(jī)架時，機(jī)架時則為雙曲柄機(jī)構(gòu);否則為雙搖桿機(jī)構(gòu)。尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中有曲柄的條件為a±e<=b尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計2.傳動角為了使機(jī)構(gòu)傳動質(zhì)量良好，一般規(guī)定機(jī)構(gòu)的最小傳動角Ymin≥40°。

尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計（2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)最小傳動角最大壓力角:

尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計1.平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(1)曲柄滑塊設(shè)計已知行程速比系數(shù)K，行程h，偏距e，求曲柄長度a和連桿長度b。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)處于極限位置時，各構(gòu)件位置關(guān)系如下圖所示。

尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計

編制設(shè)計該條件下的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)函數(shù)文件如下:尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計

建立坐標(biāo)系:得:尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計當(dāng)兩連架桿對應(yīng)位置數(shù)N>5時，一般不能求得精確解，可用最小二乘法近似求解。當(dāng)兩連架桿對應(yīng)位置數(shù)N<5時，可預(yù)選No=5-N個尺度參數(shù)，此時有無窮解。尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.1連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計%d為機(jī)架長度;alph和delta為兩連架桿對應(yīng)初始位置%thetal和theta3為兩連架桿的三組對應(yīng)位置其中%thetal=[thetall，theta12，thetal3]，theta3=[theta31，theta32，theta33]P=pi/180;alph=alph*P;delta=delta*P;thetal=thetal*P;theta3=theta3*P;A=[1,-cos(thetal(1)+alph),cos(theta3(1)+delta)l,-cos(thetal(2)+alph),cos(theta3(2)+delta)1,-cos(thetal(3)+alph),cos(theta3(3)+delta)];B=[cos(thetal(1)+alph-theta3(1)-delta);cos(theta1(2)+alph-theta3(2)-delta);cos(theta1(3)+alph-theta3(3)-delta)];C=invi(A)*B;a=d/C(3);c=d/C(2);b=sqrt(a^2+c^2+d^2-2*a*c*C(1));MATLAB程序如下:尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.2平面機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計其數(shù)學(xué)模型一般可寫為，求設(shè)計變量X=[x1,x2，…,xn]T使目標(biāo)函數(shù)F(X)=f(x1,x2，…,xn)極小(或極大);并滿足約束條件在進(jìn)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，通常以機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律與期望的運(yùn)動規(guī)律之間的差異及運(yùn)動誤差作為評價目標(biāo)。常見的目標(biāo)函數(shù)有以下兩種形式:約束條件機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，可針對機(jī)構(gòu)的具體特性要求建立約束條件。以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(圖9-1)為例，AB桿為曲柄，并作為主動件。尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.2平面機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計傳動角條件:

尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.3平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析對四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析的意義是:在機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)已知的情況下，假定主動件（曲柄)做勻速轉(zhuǎn)動，撇開力的作用，僅從運(yùn)動幾何關(guān)系上分析從動件（連桿、搖桿)的角位移、角速度、角加速度等運(yùn)動參數(shù)的變化情況。

還可以根據(jù)機(jī)構(gòu)團(tuán)環(huán)矢量方程計算從動件的位移偏差。上述這些內(nèi)容，無論是設(shè)計新的機(jī)械，還是為了了解現(xiàn)有機(jī)械的運(yùn)動性能，都是十分必要的，而且它還是研究機(jī)械運(yùn)動性能和動力性能提供必要的依據(jù)。

方法:機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的方法很多，主要有圖解法和解析法。機(jī)構(gòu)工作原理：組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿，且其最短桿為連架桿或機(jī)架。(當(dāng)最短桿為連架桿時，四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu);當(dāng)最短桿為機(jī)架時，則為雙曲柄機(jī)構(gòu))。在如圖9-8所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件AB為曲柄，則B點(diǎn)應(yīng)能通過曲柄與連桿兩次共線的位置。尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.3平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析

角位移方程的分量形為，閉環(huán)矢量方程分量形式對時間求一階導(dǎo)數(shù)(角速度方程)為，尚德敏學(xué)唯實(shí)惟新9.3平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析（2）建立機(jī)構(gòu)的閉環(huán)矢量