导杆机构分析.doc

7、机构运动简图8、计算机构的自由度F=3×5－2×7=1五、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角其中共有四个未知量、、、为求解需建立两个封闭的矢量方程，为此需利用两个封闭的图形O3AO2O3及O3BFDO3，由此可得：O3O2DBFASEL4L3S3L1L6L6´X并写成投影方程为：由上述各式可解得：由以上各式即可求得、、、四个运动变量，而滑块的方位角=然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，及得一下速度和加速度方程式而=、=根据以上各式，将已知参数代入，即可应用计算机计算并根据所得数值作出机构的位置线图、速度线图、加速度线图这些线图称为机构的运动线图通过这些线图可以一目了然的看出机构的一个运动循环中位移、速度、加速度的变化情况，有利于进一步掌握机构的性能六、导杆机构的动态静力分析受力分析时不计摩擦，且各约束力和约束反力均设为正方向（1） 对刨刀进行受力分析FR56yFR16FR56xF6FcG6（2）对5杆进行受力分析BFS5FR65xFR65yF5yF5xG5FR45yFR45xM5联立（1）（2）（3）（4）(5)各式可以得到矩阵形式如下：（3） 对滑块3进行受力分析(不计重力)FR23xFR23yFR43xxxFR43yA(4)对4杆进行受力分析O3AS4FR54xFR54yFR14xFR14yFR34xFR34yF4xF4yG4M4B（5）对原动件曲柄2进行受力分析曲柄2不计重力，且转动的角速度一定，角加速度为零，惯性力矢和惯性力矩都为零∑Fx=0,FR32x+FR12x=0；∑Fy=0,FR32y+FR12y=0;∑Mo2=0,FR32x×L2sinφ+FR32y×L2cosφ=0;七、Matlab编程绘图Matlab源程序：clear all;clc;%初始条件theta1=linspace(-20.77,339.23,100);%单位度theta1=theta1*pi/180;%转换为弧度制W1=80*pi/30;%角速度 单位rad/sH=0.6;%行程 单位mL1=0.1605;%O2A的长度 单位mL3=0.6914;%O3B的长度 单位mL4=0.2074;%BF的长度 单位mL6=0.370;%O2O3的长度 单位mL6u=0.6572;%O3D的长度 单位mZ=pi/180;%角度与弧度之间的转换dT=(theta1(3)-theta1(2))/W1;%时间间隔for j=1:100 t(j)=dT*(j-1);%时间因素end%求解S3、Theta3、Theta4和SE四个变量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的长度 theta3(i)=acos(L1*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四个变量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*cos(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四个变量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*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(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%动态静力分析%初始条件M4=22;M5=3;M6=52;Js4=0.9;Js5=0.015;Fc=1400;Ls4=0.5*L3;Ls5=0.5*L4;%给切削阻力赋值for i=1:100 if((abs(SE(1)-SE(i))>0.05*H&&abs(SE(1)-SE(i))<0.95*H)&&(theta1(i)