薄板零件冲压及送料机构选型设计.pdf

机械原理课程设计 说明书 薄板零件冲压及送料机构选型设计 组号：1 队长：贾潇 队员：马文达 蔡永艳 班级：船修三班 2016 年 7 月 20 日 机械原理课程设计 1 目录 一、简介.2 功能要求.2 运动实现的要求.2 功能分析.2 设计任务.2 二、运动循环图.3 三、机械运动方案的评定和选择.3 冲压机的传动方案.3 方案一：摆动导杆滑块冲压机构.3 方案二：齿轮连杆冲压机构.4 方案三：铰链四杆滑块冲压机构.5 机构传动方案分析：.5 机构整体三维图形.6 四、冲压机构运动分析.7 建立五杆机构的闭环矢量方成以及冲头运动函数关系.7 冲头运动参数求解结果.8 运动参数分析.9 运动分析程序代码.9 图解法解冲头运动参数.11 五、送料机构设计.15 凸轮机构设计参数.15 确定凸轮基圆半径.15 凸轮轮廓曲线设计与从动件运动参数.16 推杆余弦加速度运动规律的位移方程及其一阶二阶导数.16 凸轮理论轮廓和实际轮廓设计的数学模型.17 凸轮轮廓曲线.18 从动件运动参数图.18 求解代码.19 六、传动比分配.21 七、机构力分析与飞轮设计.22 建立受力分析求解模型.22 驱动力矩线图.24 飞轮设计.24 求解代码.25 参考文献.32 附录.33 机械原理课程设计 2 一、一、简介简介 功能要求功能要求 薄板零件冲压及送料机主要用来实现薄板冲压及送料，要求上模（冲头）自最高位置向下，以较快速度接近胚料，在下模型腔内对薄板进行拉延成形，拉延过程速度较低且尽量均匀。然后继续下行将成品推出下模型腔，最后快速返回。上模自下膜型腔退出后，上料机构从冲床一侧将胚料推至冲头冲压位置。运动实现的要求运动实现的要求 实现“送料冲头向下拉延成形冲头向下冲头向上送料”的运动。主要有两类运动：冲压运动、上下料运动。功能分析功能分析 薄板零件冲压及送料机主要由冲压机构和送料机构两部分组成。冲压机构用于将板料拉延成形并将成品推出下模型腔。送料机构用于及时将板料送至上模下。设计任务设计任务 1)简述对机构运动方案进行评价选择过程，选择电动机。2)对选定冲压机构做改进设计 3)进行冲压机构的运动分析，绘制冲压头的位移、速度和加速度线图。4)进行机构受力分析，绘制原动件的平衡力矩线图。5)飞轮转动惯量计算。6)送料机构设计。7)编写设计计算说明书。机械原理课程设计 3 二、二、运动循环图运动循环图 三、三、机械运动方案的评定和选择机械运动方案的评定和选择 冲压机冲压机的传动方案的传动方案 方案方案一一：摆动导杆滑块冲压机构：摆动导杆滑块冲压机构 本方案采用一个摆动导杆机构 ABC 串联一个级杆组来完成，如图 3-1 所示。送料动作由一个对心移动滚子盘型凸轮机构来完成。图3-1 机械原理课程设计 4 1）机构几何尺寸机构几何尺寸 杆长尺寸（mm）：LAB=84；LCD=224；LDE=166；LGF=80；机架尺寸（mm）：LAC=192；L=204；曲柄初始角位置：2=-65。2）运动参数运动参数 滑块行程 H=196mm（对应曲柄 1 转角1=230）；形成速比系数 K=1.77；外廓尺寸（主运动机构）：500mm372mm。方案二方案二：齿轮连杆冲压机构：齿轮连杆冲压机构 图3-2 本方案冲压动作采用齿轮连杆组合机构来完成，具体组成如图 3-2 所示。齿轮 1（曲柄 1、原动件）、齿轮 2（曲柄 2）、铰链级杆组 BDE、单滑块级杆组EF。送料动作由凸轮机构来完成。1)机构几何参数机构几何参数 杆长尺寸（mm）：=50;=100;=141.5;=215;7=120 机架尺寸（mm）：1=100;2=30.5。L=210 机械原理课程设计 5 齿轮采用标准直齿圆柱齿轮传动：传动中心距 a=100mm；模数 m=2.5mm；齿数1=2=40。机构原动件曲柄 1 顺时针转动，初始角-57，曲柄 2 则逆时针转动（初始角 147）2)运动参数运动参数 冲头（滑块 9）行程：总行程 H=210mm（对应曲柄 1 转角1=230）；形成速比系数 K=1.77；外廓尺寸：396mm233mm（不包括送料机构）方案三方案三：铰链四杆滑块冲压机构：铰链四杆滑块冲压机构 图3-3 本方案冲压动作采用铰链机构 ABCD 串联一单滑块级杆组 EF 来完成，具体组成如图-所示。送料机构由凸轮机构来完成。下面给出机构的几何参数。杆长尺寸（mm）:=44；:140；=140；=95；=100；CDE=13；=186；=180；=40；10=100 机架尺寸（mm）:1=64；2=24。机构传动方案分析机构传动方案分析：1)满足传递功能方面满足传递功能方面 方案二具有明显的冲压快速接近特点，并在冲压段具有较好的等速性。方案一次之，方案三较差（可以考虑淘汰）。他们都满足急回运动的要求。2)机构的结构复杂性机构的结构复杂性 在冲压运动中，方案三的结构最简单，构件数量最少；方案一和方案二的结机械原理课程设计 6 构复杂程度相差不大，方案二比方案一稍复杂。在送料运动中，方案一和二都采用了凸轮机构，结构不如方案三简单。3)外廓尺寸方面外廓尺寸方面 对冲压运动机构，方案三尺寸最小，方案二较小，方案一最大。4)运动副形式方面运动副形式方面 方案一和二的冲压运动都采用连杆机构，运动服均为抵副；在送料运动中都采用凸轮机构，运动副形式中存在抵副。在方案三中均为抵副。但是在冲压运动中，机构承受的载荷较大，应尽量采用低副形式；在送料运动中，机构承受的载荷较小，二凸轮机构能够保证送料运动的精确性。所以送料运动采用凸轮机构更为合适。5)机构创新设计方面机构创新设计方面 在方案二中，冲压机构首先通过 ABED 组成的五杆机构带动一个连杆和滑块完成冲压动作，采用五杆机构很好的满足了冲压快速接近，并且在冲压阶段具有良好的等速性的功能要求，为本设计的创新点。综上所述，方案二成为首选，在满足功能要求的前提下，其结构复杂性适中、外形轮廓很小、运动平稳具有良好的传力性能。机构整体三维图形机构整体三维图形 机械原理课程设计 7 四、四、冲压机构运动分析冲压机构运动分析 冲压机构是由 ABEDC 组成的五杆机构连接一个 EF 连杆滑块机构组成。所以首先对五杆机构建立闭环矢量方程，求解出各个杆件的角位移、角速度、角加速度。然后建立 5 滑块（冲头）的位移、速度、加速度函数关系，将五杆机构的求解结果带入，从而得到冲头的运动规律。建立五杆机构的闭环矢量方成以及冲头运动函数关系建立五杆机构的闭环矢量方成以及冲头运动函数关系 图 4-1 如图 4-1 所示，机构的闭环矢量方程为 +=+于是，可以得到角位移方程的分量形式为是 1cos1+2cos2=12 12+4cos2+3cos3 1sin1+2sin2=+4sin4+3sin3 对机构角位移方程的分量形式对时间求一阶导数，得到矩阵形式的角速度方程为 2sin23sin32cos23cos3*23+=11sin1+44sin411cos1+44cos4 对机构角位移方程的分量形式对时间求二阶导数，得到矩阵形式的角加速度方程为 *2sin23sin32cos23cos3+*23+=*33cos32+44cos42 11cos12 22cos22332sin3 442sin4+112sin1+222sin2+该机构在 E 出通过一连杆 5 连接一滑块 5，即冲头。所以我们可以得到冲头运动函数关系：机械原理课程设计 8 x=52+(1+2 44 33)2+44+33 u=a=冲头运动参数求解结果冲头运动参数求解结果 机械原理课程设计 9 运动参数分运动参数分析析 通过冲头运动的位移、速度和加速度随主动件转角的变化曲线可以看出，该冲压机构具有冲压阶段快速接近，并且在冲压段具有接近于等速性。并具有急回运动的运动功能特点，满足对该冲压机构的功能设计要求。在运动参数上，在冲压阶段（等速运动段）的工作行程为 45 mm，对应转角为 75o155o。总行程 H=251 mm。行程速度比系数 K=1.7。通过校核得出，该机构的最小传动角为 51.47o大于许用传动角。所以该冲压机构满足运动时参数设计要求。运动分析程序代码运动分析程序代码 rs(1)=50;rs(2)=141.5;rs(3)=141.5;rs(4)=50;%杆长 dr=pi/180.0;%角度弧度转化 th(1)=303*dr;th(2)=136*dr;th(3)=156*dr;th(4)=147*dr;%初始角度 dth=1*dr;%角度增量 for i=1:360%求解角位移 th2,th3=ntrps(th,rs);%牛顿迭代 th23(i,:)=th(4)/dr-147 th2/dr th3/dr;%2,3杆角位移 th(1)=th(1)-dth;th(4)=th(4)+dth;th(2)=th2;机械原理课程设计 10 th(3)=th3;end for i=1:360%求解冲头位移 as=sqrt(2152-(130.5-50*sin(th23(i,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(i,3)*dr)2)+50*cos(th23(i,1)+147)*dr)+141.5*cos(th23(i,3)*dr);wz(i,:)=th23(i,1)as;%冲头位移 end plot(wz(:,1),wz(:,2),-)axis(0 360 0 300)ylabel(冲头角度（mm）)xlabel(主动件4转角（度）)title(位移线图)om4=7.33;om1=-7.33;%1,4初始角速度 zj1=303*dr;zj4=147*dr;%1,4初始角度 for j=1:360 A=141.5*sin(th23(j,2)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr);141.5*cos(th23(j,2)*dr)-141.5*cos(th23(j,3)*dr);B=50*om4*sin(zj4)-50*om1*sin(zj1);50*om4*cos(zj4)-50*om1*cos(zj1);om=inv(A)*B;om2=om(1);om3=om(2);om23(j,:)=j om2 om3;%2,3杆角速度 zj1=zj1-dr;zj4=zj4+dr;end for j=1:360%求解冲头速度 sd=0.5*(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2)(-0.5)*2*(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*(50*cos(th23(j,1)+147)*dr)*7.33+141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)*om4-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*om23(j,3);sdk(j,:)=j sd;zj1=zj1-dr;zj4=zj4+dr;end plot(sdk(:,1),sdk(:,2),-)ylabel(冲头速度（mm/s）)xlabel(主动件4转角（度）)title(速度线图)jd1=303*dr;jd4=147*dr;%1,4起始角度 for i=1:360 C=141.5*sin(th23(i,2)*dr)-141.5*sin(th23(i,3)*dr);机械原理课程设计 11 141.5*cos(th23(i,2)*dr)-141.5*cos(th23(i,3)*dr);D=141.5*om23(i,3)2*cos(th23(i,3)*dr)+50*7.332*cos(jd4)-50*7.332*cos(jd1)-141.5*om23(i,2)2*cos(th23(i,2)*dr);-141.5*om23(i,3)2*sin(th23(i,3)*dr)-50*7.332*sin(jd4)+50*7.332*sin(jd1)+141.5*om23(i,2)2*sin(th23(i,2)*dr);js=inv(C)*D;js2=js(1);js3=js(2);jsdx(i,:)=i js2 js3;%2,3杆角加速度 jd1=jd1-dr;jd4=jd4+dr;end for j=1:360%求解冲头加速度 jsd=(-0.5)*(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2)(-1.5)*(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2*(50*cos(th23(j,1)+147)*dr)*7.33+141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)2+(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2)(-0.5)*(-1)*(50*cos(th23(j,1)+147)*dr)*7.33+141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)2+(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2)(-0.5)*(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*(141.5*cos(th23(j,3)*dr)*jsdx(j,3)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)-50*cos(th23(j,1)+147)*dr)-(141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)2+141.5*sin(th23(j,3)*dr)*jsdx(j,3);jsdd(j,:)=j jsd;end plot(jsdd(:,1),jsdd(:,2),-)axis(0 360-30000 30000)ylabel(冲头加速度（mm/s2）)xlabel(主动件4转角（度）)title(加速度线图)图解法解冲头运动参数图解法解冲头运动参数 主动件 4 与 x 轴正向夹角为 60=+=+大小：？4 4?1 1?方向：？CD DE AB BE =462/=1056.82/机械原理课程设计 12 =+大小：？?方向：导杆 EF =807.72/该位置速度图如下图所示：解析法中，当主动件与x轴正向夹角为60o时，滑块的速度=804.52 mm/s。所以相对误差为 =807.72 804.52807.72 100%=0.4%=+=+大小：？42 4 23?12 1 22?方向：？DC ED DE BA EB BE =+大小：？25?方向：？FE EF =11540.5/2 该位置加速度图如图所示 机械原理课程设计 13 解析法中，当主动件与 x 轴正向夹角为 60o时，滑块的速度=11104/2。所以相对误差为 =11540.5 1110411540.5 100%=3.8%主动件 4 与 x 轴正向夹角为 40=+=+大小：？4 4?1 1?方向：？CD DE AB BE =149/=916.3/=+大小：？?方向：导杆 EF =336.3/该位置的速度图如图所示 机械原理课程设计 14 解析法中，当主动件与 x 轴正向夹角为 400时，滑块的速度=323.08mm/s。所以相对误差为 =336.3 323.08336.3 100%=3.9%=+=+大小：？42 4 23?12 1 22?方向：？DC ED DE BA EB BE =+大小：？25?方向：？FE EF =6150.5/2 该位置加速度图如图所示 解析法中，当主动件与 x 轴正向夹角为 400时，滑块的速度=6011.2/2。所以相对误差为 =6150.5 6011.26150.5 100%=2.3%机械原理课程设计 15 五、五、送料机构送料机构设计设计 送料机构由一个对心直动凸轮推杆机构组成，如图 5-1 所示。图5-1 凸轮机构设计参数凸轮机构设计参数 推程角 65 回程角 70 推程 80 mm 回程 80 mm 推程运动规律 余弦加速度 回程运动规律 余弦加速度 远休止角 0 最大压力角 45 确定凸轮基圆半径确定凸轮基圆半径 由于推杆的运动为常用的余弦运动规律，所以使用诺模图确定凸轮的基圆半径 rb。在凸轮的设计参数中，最大压力角max=45、推程角1=65、回程角2=70、推程与回程均为 h=80mm。所以在诺模图上做出两条直线，如图 5-2 所示：机械原理课程设计 16 图5-2 由图中可以看出，左侧线确定的 h/rb比小，以其作为计算凸轮基圆半径的标准。于是有：h/rb1 所以 rb80 mm 于是，基圆半径 rb=80 mm。凸轮轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线设计与从动件运动参数与从动件运动参数 凸轮设计和运动分析步骤为：输入已知结构参数；建立推杆运动规律的位移方程及其一阶二阶导数；建立凸轮理论轮廓和实际轮廓设计的数学模型；绘制凸轮轮廓曲线；计算从动件运动参数（位移、速度和加速度），绘制从动件运动参数图。推杆推杆余弦加速度余弦加速度运动规律的位移方程及其一阶二阶导数运动规律的位移方程及其一阶二阶导数 推程（=0）回程（=0）s=2(1cos)dsd=2sin d2d2=222cos=2(1cos)dsd=2sin d2sd2=222sin2 机械原理课程设计 17 凸轮理论轮廓和实际轮廓设计的数学模型凸轮理论轮廓和实际轮廓设计的数学模型 凸轮理论轮廓的直角坐标方程凸轮理论轮廓的直角坐标方程 =(0+s)sin+cos=(0+s)cos sin 式中，是凸轮转角，s 是从动件位移，0=2+e2是结构常数。凸轮实际轮廓的直角坐标方程凸轮实际轮廓的直角坐标方程 =+1()2+()2=1()2+()2 凸轮轮廓直角坐标的一阶和二阶导函数是凸轮轮廓直角坐标的一阶和二阶导函数是 =()sin+(+0)cos=()cos+(+0)sin d2d2=(2)cos+(22 0)sind2d2=(2)sin+(22 0)cos 因此，采用解析法设计凸轮轮廓，需要很据给定的从动件运动规律 s=f(),推导机械原理课程设计 18 出对应的一阶函数和二阶导数22，然后带入到上述各式中进行计算。凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线 其中，绿色线为基圆轮廓；红色线为理论轮廓；蓝色线为实际轮廓 从动件运动参数图从动件运动参数图 机械原理课程设计 19 求解代码求解代码 rb=80;%基圆半径 rt=15;%滚子半径 e=0;%偏心距 h=80;%从动件升程 ft=65;%推程角 fs=0;%远休止角 fh=70;%回程角 n=70;%凸轮转速 hd=pi/180;du=180/pi;se=sqrt(rb2-e2);w=n*pi/30;omega=w*du;%凸轮角速度 for f=1:ft%推程 s(f)=0.5*h*(1-cos(pi*f/ft);s=s(f);ds(f)=0.5*pi*h*sin(pi*f/ft)/(ft*hd);ds=ds(f);d2s(f)=0.5*pi2*h*cos(pi*f/ft)/(ft*hd)2;d2s=d2s(f);sh(f)=s;vh(f)=0.5*pi*h*omega*sin(pi*f/ft)/ft;ah(f)=0.5*pi2*h*omega2*cos(pi*f/ft)/ft2;st(f)=s;end d1=ft+fs;d2=ft+fs+fh;for f=d1:d2%回程 k=f-d1;s(f)=0.5*h*(1+cos(pi*k/fh);s=s(f);ds(f)=-0.5*pi*h*sin(pi*k/fh)/(fh*hd);ds=ds(f);d2s(f)=-0.5*pi2*h*cos(pi*k/fh)/(fh*hd)2;d2s=d2s(f);sh(f)=s;vh(f)=-0.5*pi*h*omega*sin(pi*f/fh)/fh;ah(f)=-0.5*pi2*h*omega2*cos(pi*f/fh)/fh2;end figure(1);subplot(3,2,1)f=1:ft;plot(f,st);xlabel(凸轮转角 it phi/rm()ylabel(it s/rm(mm)title(从动件推程位移线图);subplot(3,2,2)f=d1:d2;plot(f,sh(d1:d2);xlabel(凸轮转角it phi/rm()ylabel(it s/rm(mm)axis(65 140 0 100)机械原理课程设计 20 title(从动件回程位移线图);subplot(3,2,3)f=1:ft-1;plot(f,vh(1:ft-1);xlabel(凸轮转角it phi/rm()ylabel(it v/rm(mm/s)title(从动件推程速度线图);subplot(3,2,4)f=d1:d2;plot(f,vh(d1:d2);xlabel(凸轮转角it phi/rm()ylabel(it v/rm(mm/s)title(从动件回程速度线图);subplot(3,2,5)f=1:ft-1;plot(f,ah(1:ft-1);xlabel(凸轮转角it phi/rm()ylabel(it v/rm(mm/s2)title(从动件推程加速度线图);subplot(3,2,6)f=d1:d2;plot(f,ah(d1:d2);xlabel(凸轮转角it phi/rm()ylabel(it v/rm(mm/s2)title(从动件回程加速度线图);nd=360;for f=1:nd if fd1&fd2&f=nd s=0;ds=0;end xx(f)=(se+s)*sin(f*hd)+e*cos(f*hd);x=xx(f);yy(f)=(se+s)*cos(f*hd)-e*sin(f*hd);y=yy(f);dx(f)=(ds-e)*sin(f*hd)+(se+s)*cos(f*hd);dx=dx(f);dy(f)=(ds-e)*cos(f*hd)-(se+s)*sin(f*hd);dy=dy(f);xp(f)=x+rt*dy/sqrt(dx2+dy2);xxp=xp(f);yp(f)=y-rt*dx/sqrt(dx2+dy2);yyp=yp(f);r(f)=sqrt(x2+y2);rp(f)=sqrt(xxp2+yyp2);end figure(2);plot(xx,yy,r-.)机械原理课程设计 21 axis(-(rb+h-10)(rb+h+20)-(rb+h+10)(rb+rt+20)axis equal text(0,rb+h+3,Y)text(rb+h+3,0,X)text(-5,5,O)title(凸轮轮廓形状)hold on;plot(-(rb+h)(rb+h),0 0,k)plot(0 0,-(rb+h)(rb+h),k)ct=linspace(0,2*pi);plot(rb*cos(ct),rb*sin(ct),g)plot(rt*cos(rt),rt*sin(ct),g)plot(xp,yp,b)六、六、传动比分配传动比分配 因为冲压机的生产率约为70件/min，所以主动件4与凸轮的转速为 70 r/rpm，由与主动轴 S 至主动件 4 和凸轮要经过两级齿轮传动(如图 6-1)。其中各个齿轮为标准直齿圆柱齿轮，齿数为3=35，4=5=20，6=7=40。由此可以计算出主动轴 S 的转速为 =63 主=80 /但由于电动机转速为 1450 r/rpm。所以我们要对电动机进行减速。传动装置总的传动比为总=电=145080=18.125。将传动比分配为总=带 12。初取带=3.8，则12=18.1253.8=4.77 取1=23，则2=1 12=23 4.77=109.7，取2=109 最后确定传动比分配数为：12=10923 ；带=总 12=18.12510923=3.82 尺寸说明：带传动 A 完成传动比为 3.82 的运动，实现第一级降速。Z1和Z2间为一对齿轮完成传动比为109/23的外啮合传动，实现第二级降速。两齿轮是 Z1=23，Z2=109，模数为 2.5，压力角为 20。3=35，4=5=20，6=7=40，模数为 2.5，压力角为 20。这几个齿轮完成动力由主轴传递至主动件 4 和凸轮。带动机械完成工作。机械原理课程设计 22 传动比分配图为：图 6-1 七、七、机构力分析与飞轮设计机构力分析与飞轮设计 建立受力分析求解模型建立受力分析求解模型 图7-1 机械原理课程设计 23 如图 7-1 所示的五杆机构 ABEDC 带动一个连杆滑块 EB 的机构。，为方便列出方程求解，现规定各运动副中的反力统一表示为的形式，即构件作用在构件上的反力，而构件作用在构件上的反力用表示，然后把各运动副的反力分解为沿两坐标轴方向的分力。接下来运用矩阵法做机构力分析。首先用1、2、3、4、5、6和1、2、3、4、5、6表示作用在 16 构件质心的惯性力和惯性力矩。表示滑块 6 的工作阻力。由于工作阻力很大，滑块 6 的摩擦阻力与之相比很小，所以我们规定不计滑块 6 所受的摩擦阻力，即06=0。对 1 构件，分别根据=0、=0及=0，可列出三个平衡方程，于是有：01 12+1=0 01 12+1=0(1)1+(1)1()12()12+1+1=0 同理，可以列出 26 构件的平衡方程。所以一共可以列出 17 个平衡方程，故可以解出 17 个未知力或力矩的要素，故可以整理成矩阵形式：=机械原理课程设计 24 驱动力矩线图驱动力矩线图 图7-2 飞轮设计飞轮设计 根据驱动力矩线图计算出驱动力矩在一个周期的盈功与亏功，如图所示 图7-3 机械原理课程设计 25 由图 7-3 所示求最大盈亏功为 2705 J。飞轮的转动惯量计算公式为 /（）飞轮应尽量安装在高速轴上，因此 /（.）=2.39 kg 所以，飞轮的转动惯量为 2.39 kg 2 求解代码求解代码 rs(1)=50;rs(2)=141.5;rs(3)=141.5;rs(4)=50;%杆长 dr=pi/180.0;%弧度制转换 th(1)=303*dr;th(2)=136*dr;th(3)=156*dr;th(4)=147*dr;dth=1*dr;for i=1:360 th2,th3=ntrps(th,rs);th23(i,:)=th(4)/dr-147 th2/dr th3/dr;th(1)=th(1)-dth;th(4)=th(4)+dth;th(2)=th2;th(3)=th3;end for i=1:360 as=sqrt(2152-(130.5-50*sin(th23(i,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(i,3)*dr)2)+50*cos(th23(i,1)+147)*dr)+141.5*cos(th23(i,3)*dr);wz(i,:)=th23(i,1)as;end y1=227 227;y2=0 300 line(y1,y2)om1=-7.33;om4=7.33;zj1=303*dr;zj4=147*dr;%1,2杆初始角度 for j=1:360 A=141.5*sin(th23(j,2)*dr)机械原理课程设计 26 -141.5*sin(th23(j,3)*dr);141.5*cos(th23(j,2)*dr)-141.5*cos(th23(j,3)*dr);B=50*om4*sin(zj4)-50*om1*sin(zj1);50*om4*cos(zj4)-50*om1*cos(zj1);om=inv(A)*B;om2=om(1);om3=om(2);om23(j,:)=j om2 om3;%2,3角速度 zj1=zj1-dr;zj4=zj4+dr;end for j=1:360 sd=0.5*(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2)(-0.5)*2*(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*(50*cos(th23(j,1)+147)*dr)*7.33+141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)*om4-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*om23(j,3);sdk(j,:)=j sd;zj1=zj1-dr;zj4=zj4+dr;end jd1=303*dr;jd4=147*dr;%1,4起始角度 for i=1:360 C=141.5*sin(th23(i,2)*dr)-141.5*sin(th23(i,3)*dr);141.5*cos(th23(i,2)*dr)-141.5*cos(th23(i,3)*dr);D=141.5*om23(i,3)2*cos(th23(i,3)*dr)+50*7.332*cos(jd4)-50*7.332*cos(jd1)-141.5*om23(i,2)2*cos(th23(i,2)*dr);-141.5*om23(i,3)2*sin(th23(i,3)*dr)-50*7.332*sin(jd4)+50*7.332*sin(jd1)+141.5*om23(i,2)2*sin(th23(i,2)*dr);js=inv(C)*D;js2=js(1);js3=js(2);jsdx(i,:)=i js2 js3;jd1=jd1-dr;jd4=jd4+dr;end for j=1:360 jsd=(-0.5)*(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,机械原理课程设计 27 3)*dr)2)(-1.5)*(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2*(50*cos(th23(j,1)+147)*dr)*7.33+141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)2+(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2)(-0.5)*(-1)*(50*cos(th23(j,1)+147)*dr)*7.33+141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)2+(2152-(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)2)(-0.5)*(130.5-50*sin(th23(j,1)+147)*dr)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*(141.5*cos(th23(j,3)*dr)*jsdx(j,3)-141.5*sin(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)-50*cos(th23(j,1)+147)*dr)-(141.5*cos(th23(j,3)*dr)*om23(j,3)2+141.5*sin(th23(j,3)*dr)*jsdx(j,3);jsdd(j,:)=j jsd;end%求解五杆角位移、速度、加速度 cs4=147*dr;for i=1:360 jjd=asin(130.5-50*sin(cs4)-141.5*sin(th23(i,3)*dr)/215;jdd5(i,:)=i jjd/dr;%五杆角度 cs4=cs4+dr;end cs4=147*dr;for i=1:360 sdd=-(50*cos(cs4)*7.33+141.5*cos(th23(i,3)*dr)*om23(i,3)/(215*cos(jdd5(i,2)*dr);sdd5(i,:)=i sdd;%五杆角速度 cs4=cs4+dr;end cs4=147*dr;for i=1:360 jxd=(50*sin(cs4)*7.332+141.5*sin(th23(i,3)*dr)*om23(i,3)2-141.5*cos(th23(i,3)*dr)*jsdx(i,3)+215*sin(jdd5(i,2)*dr)*sdd5(i,2)2)/(215*cos(jdd5(i,2)*dr);jxd5(i,:)=i jxd;%五杆角加速度 cs4=cs4+dr;end cs1=303*dr;cs4=147*dr;m2=5.66;m3=5.66;m5=8.6;j2=9.44*10-3;j3=9.44*10-3;j5=3.31*10-2;k=50*10-3;机械原理课程设计 28 l=141.5*10-3;ll=215*10-3;gzzl1=5000;gzzl2=50;for i=1:167 fs2x=m2*(7.332*k*cos(cs1)+0.5*om23(i,2)2*cos(th23(i,2)*dr)+0.5*jsdx(i,2)*l*sin(th23(i,2)*dr);fs2y=m2*(7.332*k*sin(cs1)+0.5*om23(i,2)2*sin(th23(i,2)*dr)+0.5*jsdx(i,2)*l*cos(th23(i,2)*dr);ms2=-0.5*fs2x*l*sin(th23(i,2)*dr)+0.5*fs2y*l*cos(th23(i,2)*dr)-j2*jsdx(i,2);fs3x=m3*(7.332*k*cos(cs4)+0.5*om23(i,3)2*l*cos(th23(i,3)*dr)+0.5*jsdx(i,3)*l*sin(th23(i,3)*dr);fs3y=m3*(7.332*k*sin(cs4)+0.5*om23(i,3)2*l*sin(th23(i,3)*dr)-0.5*jsdx(i,3)*l*cos(th23(i,3)*dr);ms3=-fs3x*0.5*l*sin(th23(i,3)*dr)+fs3y*0.5*l*cos(th23(i,3)*dr)-j3*jsdx(i,3);fs5x=m5*(7.332*k*cos(cs4)+om23(i,3)2*l*cos(th23(i,3)*dr)+jsdx(i,3)*l*sin(th23(i,3)*dr)+0.5*sdd5(i,2)2*ll*cos(jdd5(i,2)*dr)+0.5*jxd5(i,2)*ll*sin(jdd5(i,2)*dr);fs5y=m5*(7.332*k*sin(cs4)+om23(i,3)2*l*sin(th23(i,3)*dr)-jsdx(i,3)*l*cos(th23(i,3)*dr)+0.5*sdd5(i,2)2*ll*sin(jdd5(i,2)*dr)-0.5*jxd5(i,2)*ll*cos(jdd5(i,2)*dr);ms5=-0.5*fs5x*ll*sin(jdd5(i,2)*dr)+0.5*fs5y*ll*cos(jdd5(i,2)*dr)-j5*jxd5(i,2);fs6x=-gzzl2-36*jsdd(i,2)*10-3;D=1 0 0 0-1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 1 0 0 0-1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 k*sin(cs1)-k*cos(cs1)0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0;0 0 1 0 0 0-1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 1 0 0 0-1 0 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 k*sin(cs4)-k*cos(cs4)0 0 0 0 0 0 0 0 1;0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0 0