導桿機構(gòu)分析

1、7、機構(gòu)運動簡圖8、計算機構(gòu)的自由度f=3527=1五、用解析法作導桿機構(gòu)的運動分析如圖所示，先建立一直角坐標系，并標出各桿矢量及其方位角。其中共有四個未知量、。為求解需建立兩個封閉的矢量方程，為此需利用兩個封閉的圖形o3ao2o3及o3bfdo3，由此可得：o3o2dbfasel4l3s3l1l6l6x并寫成投影方程為：由上述各式可解得：由以上各式即可求得、四個運動變量，而滑塊的方位角=。然后，分別將上式對時間取一次、二次導數(shù)，并寫成矩陣形式，及得一下速度和加速度方程式。而=、=根據(jù)以上各式，將已知參數(shù)代入，即可應(yīng)用計算機計算。并根據(jù)所得數(shù)值作出機構(gòu)的位置線圖、速度線圖、加速度線圖。這些線圖

2、稱為機構(gòu)的運動線圖。通過這些線圖可以一目了然的看出機構(gòu)的一個運動循環(huán)中位移、速度、加速度的變化情況，有利于進一步掌握機構(gòu)的性能。六、導桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析受力分析時不計摩擦，且各約束力和約束反力均設(shè)為正方向（1） 對刨刀進行受力分析fr56yfr16fr56xf6fcg6（2）對5桿進行受力分析bfs5fr65xfr65yf5yf5xg5fr45yfr45xm5聯(lián)立（1）（2）（3）（4）(5)各式可以得到矩陣形式如下：（3） 對滑塊3進行受力分析(不計重力)fr23xfr23yfr43xxxfr43ya(4)對4桿進行受力分析o3as4fr54xfr54yfr14xfr14yfr34xfr3

3、4yf4xf4yg4m4b（5）對原動件曲柄2進行受力分析曲柄2不計重力，且轉(zhuǎn)動的角速度一定，角加速度為零，慣性力矢和慣性力矩都為零fx=0,fr32x+fr12x=0；fy=0,fr32y+fr12y=0;mo2=0,fr32xl2sin+fr32yl2cos=0;七、matlab編程繪圖matlab源程序：clear all;clc;%初始條件theta1=linspace(-20.77,339.23,100);%單位度theta1=theta1*pi/180;%轉(zhuǎn)換為弧度制w1=80*pi/30;%角速度 單位rad/sh=0.6;%行程 單位ml1=0.1605;%o2a的長度 單位m

4、l3=0.6914;%o3b的長度 單位ml4=0.2074;%bf的長度 單位ml6=0.370;%o2o3的長度 單位ml6u=0.6572;%o3d的長度 單位mz=pi/180;%角度與弧度之間的轉(zhuǎn)換dt=(theta1(3)-theta1(2)/w1;%時間間隔for j=1:100 t(j)=dt*(j-1);%時間因素end%求解s3、theta3、theta4和se四個變量s3=(l6)2+(l1)2-2*l6*l1*cos(theta1+pi/2).0.5;%求出o3a的值for i=1:100%求解角度theta3、theta4和se的長度 theta3(i)=acos(l

5、1*cos(theta1(i)/s3(i); theta4(i)=asin(l6u-l3*sin(theta3(i)/l4); se(i)=l3*cos(theta3(i)+l4*cos(theta4(i);end%求解完成%求解完成%求解vs3、w3、w4和ve四個變量for i=1:100 j= inv(cos(theta3(i),-s3(i)*sin(theta3(i),0,0; sin(theta3(i),s3(i)*cos(theta3(i),0,0; 0,-l3*sin(theta3(i),-l4*sin(theta4(i),-1; 0,l3*cos(theta3(i),l4*co

6、s(theta4(i),0); k=j*w1*-l1*sin(theta1(i);l1*cos(theta1(i);0;0; vs3(i)=k(1); w3(i)=k(2); w4(i)=k(3); ve(i)=k(4);end%求解完成%求解as3、a3、a4、ae四個變量for i=1:100 j= inv(cos(theta3(i),-s3(i)*sin(theta3(i),0,0; sin(theta3(i),s3(i)*cos(theta3(i),0,0; 0,-l3*sin(theta3(i),-l4*sin(theta4(i),-1; 0,l3*cos(theta3(i),l4*

7、cos(theta4(i),0); p=w1*w1*-l1*cos(theta1(i);-l1*sin(theta1(i);0;0; m=-w3(i)*sin(theta3(i),-vs3(i)*sin(theta3(i)-s3(i)*w3(i)*cos(theta3(i),0,0; w3(i)*cos(theta3(i),vs3(i)*cos(theta3(i)-s3(i)*w3(i)*sin(theta3(i),0,0; 0,-l3*w3(i)*cos(theta3(i),-l4*w4(i)*cos(theta4(i),0; 0,-l3*w3(i)*sin(theta3(i),-l4*w4

8、(i)*sin(theta4(i),0; n=vs3(i);w3(i);w4(i);ve(i); k=j*(-m*n+p); as3(i)=k(1); a3(i)=k(2); a4(i)=k(3); ae(i)=k(4);end%求解完成%動態(tài)靜力分析%初始條件m4=22;m5=3;m6=52;js4=0.9;js5=0.015;fc=1400;ls4=0.5*l3;ls5=0.5*l4;%給切削阻力賦值for i=1:100 if(abs(se(1)-se(i)0.05*h&abs(se(1)-se(i)0.95*h)&(theta1(i)pi) fc(i)=1400; else fc(i)

9、=0; endend%賦值完成%求解平衡力矩j4=js4+m4*(0.5*l3)*(0.5*l3);%導桿對點o3的轉(zhuǎn)動慣量for i=1:100 ekk(i)=(m6*ve(i)*ve(i)+js5*w4(i)*w4(i)+m5*ve(i)*ve(i)+j4*w3(i)*w3(i)/2;%計算總動能enddekk(1)=ekk(1)-ekk(100);%動能的改變量for i=2:100 dekk(i)=ekk(i)-ekk(i-1);%動能的改變量endfor i=1:100 mm(i)=(dekk(i)+fc(i)*abs(ve(i)/w1;%求平衡力矩end%畫圖%畫運動圖figure

10、(1);plot(t,theta3,r);hold on;plotyy(t,theta4,t,se);grid on;xlabel(時間t/s);ylabel(theta3、theta4(rad);title(角度theta3、theta4和位移se);axis( 0 , 0.75,-0.2,2);figure(2);plot(t,w3,r);hold on;grid on;plotyy(t,w4,t,ve);xlabel(時間t/s);ylabel(w3、w4(rad/s);title(角度速度w3、w4和速度ve);axis(0 , 0.75,-5,3);figure(3);plot(t,

11、a3,r);hold on;plotyy(t,a4,t,ae);grid on;xlabel(時間t/s);ylabel(a3、a4(rad/s/s);title(角度加速度a3、a4和加速度ae);axis(0 , 0.75,-80,80);%運動圖畫完%畫反力圖figure(4);plotyy(theta1,fc,theta1,se);xlabel(theta1（時間t）);ylabel(fc);axis(theta1(1) ,theta1(100),-50,1400);title(切削阻力fc與位移se);grid on;figure(5);plotyy(theta1,mm,theta1,fc);xlabel(theta1（時間t）);ylabel(力矩);