机械原理大作业1.doc

原题目：
（30）题：如图1-1所示机构，已知机构各构件的尺寸为AB=100mm，BC=2.73AB，CD=1.36AB，CG=2.32AB，BG=4.9AB，AF=2.36AB，AD=2.87AB，DF=2AB，GE=1.45AB，EF=2.82AB，GM=1.36AB，MK=1.91AB，KD=0.54AB，KF=2.18AB，HF=3.1AB，DH=3.63AB，，构件1的角速度为。试求构件2上G点的轨迹及构件4、构件6和构件8的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。

解答如下：
1.建立直角坐标系
以H点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y,如图1-1所示。

图1-1
2.机构结构分析
该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、9）、II级杆组RRR（杆5、6）、II级杆组RRR（杆7、8）、II级杆组RPR（杆4、滑块3）组成。分别如图所示。

3.各基本杆组运动分析
1. I级杆组RR（原动件AB）
如图所示，已知原动件杆1的转角，，角速度，角加速度，运动副A的位置坐标为xA = 542.3mm，yA = 41.5mm，速度为，加速度为，原动件杆1的长度lAB = 100mm。

1）位置分析

2）速度和加速度分析

将已知参数带入可求出。
2. II级杆组RRR（杆2、9）
如图所示，已求出运动副B的位置、速度、加速度，运动副D的位置坐标为，速度为，加速度为，杆长。
（1）杆2的角位置、角速度、角加速度
B、D连线与x轴的夹角为：
杆BC的位置角为：
杆BC的角速度为：
式中

杆BC的角加速度为 ：
式中

将已知量带入可求得。

3. II级杆组RRR（杆5、6）
如图所示，已求出G点的位置、速度、加速度，K点的位置坐标为，速度为，加速度为，杆长。
1） 位置分析
运动副M的位置方程为：

杆MK的转角位为：

且式中
）
则杆GM的转角位为：
。
2） 速度分析
杆MK的角速度为：

杆GM的角速度为：

式中

运动副M的速度为：

3） 加速度分析
杆MK的角加速度为：

杆GM的角加速度为：

式中

运动副M的加速度为：

4. II级杆组RRR（杆7、8）
如图所示，已求出G点的位置、速度、加速度，F点的位置坐标为，速度为，加速度为，杆长。
1）位置分析
运动副E的位置方程为：

杆EF的转角位为：

式中
）
杆GE的转角位为：
。
2）速度分析
杆EF的角速度为：

杆EG的角速度为：

式中

运动副E的速度为：

3）加速度分析
杆EF的角加速度为：

杆GE的角加速度为：

式中

运动副E的加速度为：

5. II级杆组RPR（杆4、滑块3）
1）位置分析
杆4的转角为：

式中

2）速度分析
杆4的角速度为：

式中
3）加速度分析
杆4的角加速度为：

式中

4.程序设计
采用VB编程，代码如下：

Private f4(3600) As Double
Private w4(3600) As Double
Private e4(3600) As Double
Private f6(3600) As Double
Private w6(3600) As Double
Private e6(3600) As Double
Private f8(3600) As Double
Private w8(3600) As Double
Private e8(3600) As Double
Private xG(3600) As Double
Private yG(3600) As Double
Private xB(3600) As Double
Private yB(3600) As Double
Private xC(3600) As Double
Private yC(3600) As Double

Private Sub Form_Load()
Dim i As Single
Dim pi As Double
Dim pa As Double
Dim RR1 As RR
Dim RR2 As RR
Dim RRR1 As RRR
Dim RRR2 As RRR
Dim RRR3 As RRR
Dim RPR1 As RPR
Dim d1 As Double
Dim d2 As Double

Dim ss As Double
Dim vxG(3600) As Double
Dim vyG(3600) As Double
Dim axG(3600) As Double
Dim ayG(3600) As Double
Dim vG As Double
Dim aG As Double

Set RR1 = New RR
Set RR2 = New RR
Set RRR1 = New RRR
Set RRR2 = New RRR
Set RRR3 = New RRR
Set RPR1 = New RPR
pi = 3.1415926
pa = pi / 180

For i = 0 To 3600 Step 1
RR1.xA = 542.3: RR1.yA = 41.57
RR1.vxA = 0: RR1.vyA = 0 'A点
RR1.axA = 0: RR1.ayA = 0

RR1.f = i * pa / 10: RR1.delt = pi
RR1.w = 10: RR1.e = 0
RR1.L = 100
RR1.cal
xB(i) = RR1.xB: yB(i) = RR1.yB

RRR1.xD = RR1.xB: RRR1.yD = RR1.yB
RRR1.vxD = RR1.vxB: RRR1.vyD = RR1.vyB
RRR1.axD = RR1.axB: RRR1.ayD = RR1.ayB
RRR1.xB = 303: RRR1.yB = 200 'D位置
RRR1.vxB = 0: RRR1.vyB = 0
RRR1.axB = 0: RRR1.ayB = 0
RRR1.Lj = 273: RRR1.Li = 136
RRR1.M = -1
RRR1.cal
xC(i) = RRR1.xC: yC(i) = RRR1.yC

RR2.xA = RRR1.xD: RR2.yA = RRR1.yD
RR2.vxA = RRR1.vxD: RR2.vyA = RRR1.vyD
RR2.axA = RRR1.axD: RR2.ayA = RRR1.ayD
RR2.f = RRR1.fj - 0.07157 * pi: RR2.delt = pi
RR2.w = RRR1.wj: RR2.e = RRR1.ej
RR2.L = 490
RR2.cal

xG(i) = RR2.xB: yG(i) = RR2.yB

RRR2.xB = RR2.xB: RRR2.yB = RR2.yB
RRR2.vxB = RR2.vxB: RRR2.vyB = RR2.vyB
RRR2.axB = RR2.axB: RRR2.ayB = RR2.ayB
RRR2.xD = 249.8: RRR2.yD = 209.5 'K位置
RRR2.vxD = 0: RRR2.vyD = 0
RRR2.axD = 0: RRR2.ayD = 0
RRR2.Li = 191: RRR2.Lj = 136
RRR2.M = 1
RRR2.cal

f6(i) = RRR2.fi / pa: w6(i) = RRR2.wi: e6(i) = RRR2.ei
RRR3.xD = RR2.xB: RRR3.yD = RR2.yB
RRR3.vxD = RR2.vxB: RRR3.vyD = RR2.vyB
RRR3.axD = RR2.axB: RRR3.ayD = RR2.ayB
RRR3.xB = 310: RRR3.yB = 0 'F位置
RRR3.vxB = 0: RRR3.vyB = 0
RRR3.axB = 0: RRR3.ayB = 0
RRR3.Li = 282: RRR3.Lj = 145
RRR3.M = -1
RRR3.cal

f8(i) = RRR3.fi / pa: w8(i) = RRR3.wi: e8(i) = RRR3.ei

vxG(i) = RR2.vxB: vyG(i) = RR2.vyB
axG(i) = RR2.axB: ayG(i) = RR2.ayB

LHG(i) = Sqr((xG(i) - 0) ^ 2 + (yG(i) - 0) ^ 2)
If xG(i) > 0 And yG(i) >= 0 Then '第一象限
f4(i) = Atn((yG(i) - 0) / (xG(i) - 0))
vG = vxG(i) * Sin(f4(i)) + vyG(i) * Cos(f4(i)): w4(i) = vG / LHG(i)
aG = axG(i) * Sin(f4(i)) + ayG(i) * Cos(f4(i)): e4(i) = aG / LHG(i)
End If

If xG(i) = 0 Then
f4(i) = pi / 2
w4(i) = vxG(i) / LHG(i)
e4(i) = axG(i) / LHG(i)
End If

If xG(i) < 0 And yG(i) > 0 Then '第二象限
ss = Atn(-(yG(i) - 0) / (xG(i) - 0))
f4(i) = pi + Atn((yG(i) - 0) / (xG(i) - 0))
vG = vxG(i) * Cos(ss) + vyG(i) * Sin(ss): w4(i) = vG / LHG(i)
aG = axG(i) * Cos(ss) + ayG(i) * Sin(ss): e4(i) = aG / LHG(i)
End If
f4(i) = f4(i) / pa
Next i
End Sub
5.程序显示轨迹
杆6角位移
G点轨迹
杆6角加速度
杆8角位移
杆8角速度
杆8角加速度
杆4角位移
杆4角速度
杆4角加速度